装配式建筑BIM技术应用障碍与对策

2020-11-27陈康安徽省建筑设计研究总院股份有限公司

新商务周刊 2020年2期

文/陈康，安徽省建筑设计研究总院股份有限公司

1 BIM技术概述

装配式建筑用通俗点的话讲即“搭积木式”造房子，具体的过程是指建筑中的墙体、梁、楼板等零部件都在工厂的流水线上制造完成，然后将这些已经在流水线上制造完成的部分现场拼装到一起组建成房屋，在这种模式下设计将更加多样化，功能也更加现代化，整个制造环节大多数在工厂内完成，并且施工装配化也更加明显。简而言之，装配式建筑是通过标准化、产业化以及信息化的方法建造、使用和管理，促使我国建筑业能够从传统建筑方式向集约、节约、环保以及绿色和科技等现代化方式转变。

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是以三维方式展现建筑物，并在三维建筑模型中以底层数据信息作为支持，使模型与实际工程项目相联系，通过三维数字模型模拟建筑物的真实情况。依托于信息建立起来的BIM 模型，更好地适用于建设项目的全寿命周期管理，包括项目前期决策阶段、项目施工阶段、物业管理阶段和报废回收阶段。为项目各参与方提供高效协同平台，减少因项目实施过程中因不协同而造成的损失。

2 装配式建筑BIM技术应用障碍分析

预制装配率是评价装配式建筑结构施工技术水平的重要指标，而达到较高的预制装配率需要有构件与预制单元的分解设计、预制加工工艺设计以及现场组装固定等多方面的技术支持。所以，虽然装配式建筑结构施工有诸多优点，但是涉及多个方面施工工艺的变革和管理理念的改变，解决好上述技术问题才能体现出这些优点。

2.1 装配式建筑结构构件设计预制与现场施工之间的衔接

装配式建筑的建设周期之所以能够相对较短，得益于建筑主体结构构件的标准化生产和现场施工技术的革新。但是在实践中由于相关技术不够成熟，导致构件的预制与施工现场的装配工序无法有效衔接。首先，构件的预制和进场进度需要和现场保持高度的协调，否则就会出现现场构件过多或供应不足的问题。而前者会引发管理混乱和增加装配错误的概率，后者则直接导致工期延长。其次，结构复杂的装配式建筑对构件的加工精度要求很高，否则在诸如钢结构构件的安装过程中就会出现较大的误差，导致构件出现内部应力，使整体结构的承载力不足。

2.2 保障构件预制工艺与施工组织计划的设计深度

构件预制是装配式建筑施工的一个重要组成部分，由于部分构件的几何形状比较复杂，加之构件预制需要为后续装配进行预留预埋，因此对工艺设计深度的要求很高。一旦设计深度不够就会导致预制构件无法达到其预期使用要求，需要在施工开始后进行重新设计和加工，使整个施工过程的连续性受到影响。此外，装配式建筑施工是一个需要设计、预制以及现场施工实现协同工作的过程，才能保持对工程结构施工质量与进度的持续控制，保持施工过程的连贯性和体现出其高效、高质量的特点。因此，整个施工组织计划的设计更加关键，如何保障其设计深度就显得尤其重要。

2.3 如何保障预制构件和装配单元的装配质量

在装配式建筑的构件或装配单元的现场施工过程中，由于不同部分使用的连接方式与工艺存在很大差异，加之对装配精度和结构稳定性有较高要求。在各个构件空间位置关系复杂的情况下，首先在设计图纸上展示构件的施工工艺细节、让操作和现场管理人员理解设计意图方面就有很大难度。其次，保障构件的空间位置关系正确也是极大的挑战，一旦出现装配失误就会导致整体结构的施工延误。最后，现场施工中大型预制构件的吊装对作业空间有特殊的要求在现场作用空间动态变化的过程中，正确评估和判断施工工艺的可行性也非常困难。

3 加强装配式建筑BIM技术应用的优化对策

3.1 应用BIM 技术实现构件设计预制与现场施工之间的有效衔接

在目前BIM 技术的应用实践中，大多数利用其进行工程设计方案的优化，基于相关软件构建建筑工程的信息化模型，让不同专业的设计人员实现协同工作并提高设计深度。而这一应用功能恰好可以解决装配式建筑结构施工中的预制与装配衔接问题。首先在利用BIM 技术构建了具体的装配式建筑信息模型的基础上，负责进行构件与装配单元预制以及现场施工的企业或部门能够基于模型和信息化平台实时交互，掌握双方的实际工作进度并就具体问题进行协调，从而合理优化构件的预制和运输进厂次序，确保施工过程的流畅性和连续性。其次，针对在实际装配施工中发现的问题，在预制环节可以基于信息模型迅速响应施工要求并进行快速工艺设计变更，降低对整体施工进程的影响。

3.2 推行装配式建筑一体化集成设计

在装配式建筑的整体设计中，综合设计是一项非常重要的设计内容，它直接决定了装配式建筑整体设计的合理性和可行性，并影响装配式建筑的施工效果。因此，有必要对装配式建筑进行整体设计。在实际设计过程中，应充分考虑室内空间的大小和建筑的功能，尽量选择大空间的布局和结构形式。装配式建筑的整体设计应注重建筑、结构、机电等专业的整合与协调，大力实施各种建筑技术体系，确保装配式建筑在生命周期中保持空间的灵活性。此外，还需要加强建筑设计与建筑装饰设计的结合。在建筑设计的拼装过程中，要充分考虑建筑装饰设计，将建筑设计与装饰设计相结合，建立完整的拼装建筑产业链，防止二次装修的发生，避免不必要的资源浪费和环境破坏。