BIM技术在装配式房屋建筑工程中的应用研究

赵泽

上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司 上海 200040

引言

我国的部分专家学者认为BIM技术具有可视化和可协调性等功能特点，能够全面地应用到建筑施工过程中，为整个项目的成本管理和施工管理发挥积极有效的促进作用。此外，也有专家学者指出BIM技术当前还存在的不足之处，需要做进一步的改进，为后续的改进提供了参考。

1 装配式建筑

装配式建筑又称建筑工业化，即由工厂制造生产、现场进行安装的集成式建筑物，工厂生产的构件包括梁、板、柱、剪力墙、楼梯等，这种建造模式符合当前社会发展趋势，向人们展示了建筑业的全新图景，建筑物也可以像生产商品一样，工厂批量生产标准构件，运送至工地后像搭积木一样进行拼装即可。装配式建筑的主要特征如下。①功能多样化。a.装配式建筑外墙设计有保温的功能，能够实现冬暖夏凉的效果，节约了空调的使用次数，减少对空气的污染，达到节能减排的目的；b.装配式建筑的墙体和门窗的密封性较好，隔声效果好；c.防火、抗震性能好。②施工装配化。装配式建筑大量的构件是由工厂生产完成，可以实现保温、隔热、装修一体化设计和施工，保温隔热板及装饰面可随预制构件在工厂生产完成，或者预制构件上预留装饰面板的埋件，既保证了保温隔热、装修质量，又能加快工程整体进度，简化现场施工工序，减少施工时产生的废料及噪声。③设计多样化。目前的建筑设计多以房间内的固定格局为主，房屋的整体运用不是很灵活，而装配式建筑可以避免这些缺点，其主要特点是可以进行空间的大小分割，根据住户的需求来配置。④系统化和集成化。装配式建筑体现了工业产品社会化生产的理念，从设计阶段到生产、施工阶段都是各专业密切配合、相辅相成的，需要设计、生产、运输、安装等各行业人力、物力协同配合、共同推进，才能完成装配式建筑的建造[1]。

2 BIM技术在装配式房屋建筑工程中的应用

2.1 施工方案设计

对装配式建筑施工方案进行深化设计时，应保证各专业部门之间协调配合和力度，使得各个部门可以在相互配合条件下构建详细可靠的装配式建筑模型，必要时还应借助BIM技术对装配式建筑模型进行细化处理，保证装配式建筑模型和施工方案的完善性，方便有关部门灵活应用设计方案和相关模型开展装配式建筑建设施工。而应用BIM技术进行装配式建筑施工方案设计，还能在保证预制构件结构和功能完整合理条件下减少装配式建筑中预制构件种类，避免有关部门在预制构件加工制作时因种类繁多而出现问题。有效提高各类预制构件加工制造精度，并在保证预制构件节点和预留孔等精细部位可视化效果条件下，强化装配式建筑中各部位预制构件安装效果和综合施工质量。发挥BIM技术在装配式建筑施工方案协同深化设计中的作用效果，为推进装配式建筑施工稳步开展提供有力支持[2]。

2.2 预制构件生产阶段

现阶段，鉴于构件图纸是以二维图纸的形式提交的，在预制构件生产前，会由模具设计单位借助BIM软件，根据二维图纸设计构件模具，生产模具，最后交由构件生产厂家进行生产，此过程虽然也有使用BIM软件进行设计，但是涉及的专业单一且并未实现模型数据的交互、传递，最后会造成模具设计和实际构件有误差。通过项目在规划设计阶段使用BIM软件，装配式建筑设计单位直接接收IFC格式的BIM模型数据，然后进行预制构件深化设计，BIM软件可以将预制构件的尺寸、配筋、预埋件、水电等信息均表达出来，然后完善后的构件模型也是通过IFC数据的形式直接传输给工厂生产系统，借助BIM软件自动生成构件的下料单，包括构件尺寸、数量等信息，工人可以借助移动设备实时查看、核对预制构件信息，真正实现BIM模型数据的交互，更有助于实现建筑工业化生产甚至个性化定制。综上可知，预制构件通过采用BIM数据的传输方式，可以大大减少人工误差，提高预制构件的生产质量和工作效率。通过BIM模型的数据化传递，加强了设计与生产厂家的协同、对接。

2.3 使用BIM技术对预制件材料进行制作

在钢结构施工过程中使用BIM技术还可对施工中可能存在的建设问题进行全面化检测，一旦检测过程中出现存在碰撞建设的情况，可对BIM技术所建立的模型程序进行修改和完善，以此来降低项目出现碰撞建设的概率。该技术应用于施工碰撞检测属于较为重要的审计方法，实际使用效果也较好，依据该技术完善之后的施工方案进行预制件材料的生产，可降低出现错误的概率，还可对施工中的钻孔和焊接情况进行预测，达到对预制件材料生产的全面化管理，提升预制件材料的生产质量，保证材料满足钢结构建设的精度。

2.4 BIM信息平台应用

为进一步提高制作、安装的精准性，避免工厂预制与现场安装进度不匹配，对构件进行了全程跟踪管理，将构件逐个进行系统性归类编码，联合生产厂家应用二维码技术从构件生产、出厂、进场、安装以及灌浆等全过程跟踪监视，改善了构件库存及现场吊装的管理，实现了信息共享与高效交流。构件使用状态全过程扫码登记入库，并与BIM平台同步更新，结合BIM模型及进度计划，为构件的生产备料和供货计划提供实时依据，保证了所有构件使用状态的全过程管理，生产、安装不出差错。同时企业BIM平台和模型实现构件关联对接，通过上传每日进度数据的同步更新，关联构件产值自动统计归类，结合平台模型每个部位量化的特点，能更加精确地统计实际进度与产值情况，并辅以三维形式展示形象进度，更有利于制定纠偏措施，加强进度精准管理[3]。

2.5 安全隐患处理

在开展装配式建筑施工时可能会出现一些安全隐患，这就应借助BIM技术对装配式建筑施工出现安全隐患的部位和具体施工要求展开研究，并从多个角度出发对BIM技术装配式建筑施工安全隐患进行优化调整。当然应用BIM技术还能表明装配式建筑施工安全隐患的部位和出现安全问题的诱因，同时通过多方面要求和现代化技术妥善处理各项安全问题。保证装配式建筑整体质量安全和稳定性，使得BIM技术在装配式建筑施工阶段中的现实作用得以彰显。而在对装配式建筑施工安全隐患进行综合处理时需要考虑的因素比较多，而借助BIM技术则可以避免装配式建筑施工安全隐患处理受到阻碍。加强装配式建筑安全隐患处理效果，彰显BIM技术现实作用。

2.6 运营阶段

现阶段建筑的运营基本是借助二维图纸进行描述的，究其原因，建筑在设计阶段没有采用BIM技术进行模型搭建，导致建筑后期运营困难、维护成本较高、建筑信息难以集成和共享。通过BIM技术的应用，在项目交付时，连同设计和施工阶段的集成化模型一起交付，将其应用于建筑的运营阶段，实现了信息的共享。如前文所述，BIM模型具有可视化的特点，可视化的特点让建筑信息更加的直观、简单易懂，即使是非专业的建筑设计人员，也能快速、准确地获取建筑信息。当建筑或者建筑中的设备发生故障时，管理人员可以通过BIM模型找到事故地点，快速到达现场，以此保障用户的人身安全和设备的正常使用。同时，为了更好地管理建筑物，装配式建筑中的预制构件可以结合芯片技术(RFID技术)，通过把预制构件设计信息导入放在构件中芯片，既方便了预制构件的生产、运输、安装，也有利于建筑运营阶段发现问题构件，及时查找构件信息，进而通知相关单位进行处理，极大地减少了运营成本、提高了建筑的使用寿命和安全性[4]。

3 结束语

综上所述，在装配式建筑中对BIM技术进行合理应用，可以有效表达其施工内容，避免项目施工过程中的问题点，同时通过三维模拟以可视化的形式展现出整个施工内容，满足装配式建筑标准层施工高效作业的要求。所以，在整个装配式建筑施工过程中，必须加强对BIM技术的重视，同时还要增强其科学应用方面的控制意识，并应用BIM技术顺利完成装配式建筑建设的目标，防止产生更大的建设风险。