BIM技术在装配式建筑中的应用研究

何文韬 张荣臻 刘袁 马广超

【摘  要】论文通过前期在建筑行业的调查，分析了当前建筑行业的形势，将BIM技术融入装配式建筑中，使现场施工在设计、施工和运维阶段真正做到建筑施工信息一体化，推动全国装配式建筑的发展。

【Abstract】Based on the investigation in the construction industry in the early stage， this paper analyzes the current situation of the construction industry， and integrates BIM technology into the prefabricated building， so as to realize the integration of construction information in the design， construction and operation and maintenance stages of on-site construction， so as to promote the development of prefabricated buildings in China.

【关键词】BIM技术;装配式建筑;低能耗

【Keywords】BIM technology; prefabricated building; low energy consumption

【中图分类号】TU17;TU741                               【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069（2020）10-0186-02

1 引言

随着我国经济的快速发展以及城市化程度的推进，我国的建筑行业也迅猛发展。2016年2月国务院就有关装配式建筑的相关事宜发表了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》;2017年3月住建部制定方案、办法，要求全盘推进装配式建筑发展。在装配式建筑设计过程中应用BIM技术，构建建筑的三维立体模型，全方位展示建筑的整体风貌，检验建筑设计的合理性，在开展施工工作前调整和确定好方案，减少施工的压力，提高建筑质量。

2 BIM技术特点

BIM是技术，也是方法，集合了项目建筑设计、虚拟施工管理、多领域协作、运维等形成的一体化闭环，在设计、生产、安装过程中节约能耗，减少污染等。其内涵包括：建筑信息模型（Building Information Model）、建筑信息模型化（Building Information Modeling）、建筑信息管理（Building Information Management）。BIM技术以计算机设备为载体，建立在一定的硬件基础之上，主要通过建立模型，在二维图纸的基础上建立三维信息模型，在模型中呈现多方面信息，如材料信息、构件尺寸、连接情况等。而且操作灵活，当项目工程信息发生改变时，只需要把相应的参数进行修改一下就好。

3 装配式建筑特点

相较于传统钢筋混凝土建筑以施工图为导向，在现场进行浇筑的理念，装配式建筑更注重构件在工厂预制化生产，在现场进行构件安装组装。在工厂按照所给的尺寸、材料等信息进行所需构件的加工生产，也就是预制。装配式建筑可以简单地理解为：把建筑的各个组成构件在施工作业现场点对点组装而成的建筑。装配式建筑相较于传统建筑建造的优势在于：建造速度快，节省人工，而且BIM技术的特性，如可视性、协调性、模拟性、可优化性及可出图性等，不仅能够实现建筑的可视化设计、数字化生产、精细化施工，还可以解决装配式建筑发展中的管理问题。

4 BIM技术在装配式建筑中的应用

4.1 设计阶段

在设计阶段，传统的CAD在进行装配式建筑制图过程中无法同步整合信息，导致沟通容易出错，只要有一部分发现错误，就要将所有图纸分类进行重新检查，一一更正。不仅费时费力，而且效率低下。在装配式建筑中，BIM技术要求将墙、柱、梁板等进行统一模型族库的建立，这些族库模型的建立有助于之后的整个设计过程的顺利进行，节约时间。装配式建筑借助BIM技术建立模型，多方共享，联合建造，实现多专业沟通交流;应用BIM技术的可视化功能，在构建三维立体模型完成之后，可以使用漫游功能，对模型进行全方位模拟探查，可提前发现问题并修改，减少繁重的工作，节约时间和精力;建模完成后，在BIM技术中碰撞检查，可更加全面地分析模型合理化设计，如有问题，只需调整，重新输入参数即可重新生成。

例如，某装配式建筑，建筑面积15000m2，建筑高度91m，地上30层。结构体系为装配式钢筋混凝土剪力墙结构，利用BIM技术进行模型设计。先进行相应族库的建立，将所需要的构件族事先建立好，如端柱、叠合梁、叠合板、预制楼梯，建立时确保每个族的参数输入完整，包括材料信息、构件尺寸、抹灰面层等的做法等。之后建立轴网标高，在每层的相应的位置插入与之相对的族元件。接着进行细部节点钢筋碰撞，确保钢筋连接。通过漫游我们可以还原整个模型的建立过程，给人以最直观的感受。

4.2 預制构件生产阶段

预制构件的生产过程在整个装配式建筑的生产过程中占有很大的比重，是实现装配式建筑生产的一个重要环节，生产的预制构件的准确性是后续装配式构件现场施工连接的重中之重。因此，在排除工厂建造之外，为了确保构件生产加工信息的准确，工厂厂家要先从实现建立好的装配式建筑BIM模型中导出所需要的相应的构件的尺寸信息及材料信息，根据所得的信息制定相应的生产计划，并且及时和施工单位进行沟通，确保及时、有效地进行衔接工作。

为了确保施工过程中各单位的施工进度以及质量，项目设计人员需要在装配式建筑设计方案确定之后，将BIM模型中包含的各种构件配件信息与生产厂商进行共享，生产厂商根据获得的产品的信息进行加工，实现构件设计信息与生产信息的对接，提高生产过程中自动化水平和构件生产效率。

4.3 施工阶段

在装配式建筑的施工阶段，采用无线射频识别技术，对记录媒体进行读写，将构件尺寸信息等导入电子标签，从而达到识别和数据交换的目的。而且该技术还可以对物流等信息起到远程监控的作用。BIM技术在装配式建筑领域的应用，可以将该领域产业的上下游企業联合起来，做到真正的信息一体化，有助于全国装配式建筑建设的稳步推进。

4.4 运维阶段

4.4.1 提高运维阶段的设备维护管理水平

利用BIM技术和无线射频技术的组合，可以建立一套信息技术共享平台，在该平台内上传和共享装配式建筑的相关信息参数，有助于提高人员维护的效率和遇到突发情况时做出准确有效的判断。例如，当管道老化或者需要更换时，可以从该平台上查看之前相应的材料信息，有助于针对部分的原因进行有效的判断并作出决定，提高作业效率。

4.4.2 加强运维阶段的质量和能耗管理

在后期运维过程中，运维管理团队可以通过射频标签查看材料信息，判断材料的损耗情况。如果后期运维管理过程中发现存在质量问题，可以针对该问题产生的原因进行追溯，责权到人。而且可以借助预先埋置在预制构件中的电子芯片，用BIM软件对使用过程中建筑物的能耗等信息进行监测和分析，之后运维管理人员根据数据在BIM模型中准确定位高耗能所在的位置并设法解决。

5 结语

随着时代的不断发展进步，装配式建筑在我国房地产市场的应用越来越广泛，利用BIM技术的特点，结合产业的上下游信息交互，提高装配式建筑在我国的整装率，有助于推动社会不断发展前进。

【参考文献】

【1】容立荣.装配式建筑设计方法[J].工程建设与设计，2019（11）：37-39.

【2】邹世华.预制装配式建筑施工技术分析[J].建材世界，2019（03）：60-62.

【3】龙凤.装配式建筑结构体系和施工关键技术研究[J].建材与装饰，2019（16）：23-24.