BIM技术在装配式建筑全过程中的应用

崔建荣

（南通华荣建设集团有限公司，江苏南通 226005）

随着建筑行业持续转型升级，更多的先进技术、管理理念被运用到建筑行业中，提升了工作效率和工程质量，促进装配式建筑的发展。装配式建筑是目前较新型的建造方式，将其与BIM技术相结合，可实现设计、施工管理及运营维护，优化工程项目总过程，以保证工程项目的综合效益。

1 BIM技术的应用优势

1.1 协调性

装配式建筑将各种建筑部件分别进行加工，再运输到施工现场进行安装。在其过程中涉及的施工环节、施工单位及各专业均较多，需要进行统一的信息化交流、数据传输。相关企业需要结合BIM技术进行有效的信息协调、功能协调，促进各部门、专业和施工单位等进行协同的信息交流、共同作业，实现统一的信息管理、统筹安排，保证整体施工的效率与进度。

1.2 可视化优势

传统的装配式建筑通过对设计人员的设计图纸进行工程构建信息记录，并以二维图像的形式向施工人员展示，无法充分展示设计意图。设计人员可结合自身图纸设计、相关符号信息，通过BIM技术将二维图纸信息转变为三维模型，以此作为科学的施工指导，可对工程总体进行概括与展示，可明确工程构建的具体信息、相应材料属性，有利于施工过程中的信息与交流，运用其可视化的优势展现正确的建筑模型、设计意图。

1.3 模拟性优势

模拟功能可结合外部的形态化、工程的内部结构，进行精细化模拟，进而建立数字化的三维模型。通过模拟操作，了解工程的整体结构、相关细节。施工人员可通过模型对工程结构的安全隐患及时进行预估计算，如模拟结构裂缝、地基沉降、地质环境产生的隐性影响，进而及时采取有效的安全防护措施。针对装配式建筑中的高危工作环境，可通过BIM模型对危险系数进行模拟，优化数据结果、数据方案，以保证施工过程的安全。

2 装配式建筑过程中BIM技术的应用

2.1 装配式建筑设计中的BIM技术应用

装配式建筑设计需要进行预埋预制构件和相应的预留过程，在这两个环节中需要各专业的设计人员进行配合，以保证整体沟通的有效性、时效性。BIM技术可促进工程建立一个更规范的技术平台、信息交流平台，促进设计人员之间的合作交流，并表达自身的设计理念。再运用BIM技术的模拟、可视化的优势，将相应的模型信息传输到综合设计平台中。通过各方设计人员的商讨，利用自动化纠错改进各设计方案中的不足、各个专业之间存在的冲突，最终选取最优化方案进行设计。通过BIM技术实现协同设计，并同步各项信息参数，使设计人员可及时对方案进行调整优化。

2.2 装配式建筑施工中的BIM技术应用

在装配施工过程中运用电子自动化的技术验收，以保证各项验收的准确率，避免人工验收产生的误差、各种不良的放水现象等。施工人员可明确预制构件的信息，并通过BIM技术、信息模型，调整其安装、储存的位置，可使施工人员明确储存信息、时间、材料的属性等。

（2）在进行现场的综合管理过程中，利用BIM技术模拟装配式建筑施工过程，可使施工人员、技术人员进行模拟操作，了解相应技术重点。施工人员遇到较复杂、核心的预制件安装环节时，可结合BIM技术进行反复操作练习，以熟悉流程、掌握安装特点，保证整体安装质量。

BIM技术可在预制构件运输过程中，对运输路线进行合理规划，保证预制构件在运输过程中不产生较大的损害，提升运输效率。

（3）优化施工作业流程过程，可利用BIM技术的3D模型优势，且可结合BIM技术转化为5D模型，施工人员可模拟施工作业及资源消耗情况，实施动态化的跟踪作业方案。掌握施工作业过程的相关信息，优化工作流程，合理分配各人力资源、资金资源、材料资源等，充分发挥BIM技术的应用效能。

2.3 装配式建筑运营维护中的BIM技术应用

（1）进行后期维护管理时，BIM技术可提升其效率，并可保证施工的时效性。在装配式装修过程中可能会发生火灾，管理人员可利用相关经济管理资料、应急综合工管理功能，快速准确定位火灾的位置，明确火灾的情况并快速报警，以及时进行补救工作。

进行设备维护时，可从BIM的模型中快速准确地提取相应的构建信息，并根据采购信息、材料属性对比市场价格，再联系生产厂家。

（2）进行现场设备质量、能源消耗管理时，利用BIM技术促进了装配式建筑工程的智能信息化、自动化发展。通过BIM技术明确构件的基本信息运输流程、生产厂家、安装人员等综合信息，快速确定质量问题，并及时追究责任。

第三，执法者不作为。民警的职责就是预防、制止、侦查违法犯罪活动；管理集会、游行、示威活动；制止危害社会治安秩序的行为等等。可是，当年在第比利斯市群众集会现场，民警局工作人员,有的对于群众集会演讲表示愤慨,而有的则“微笑而已。”“谁也不曾向(集会)讲台移动半步”，去检查那些自称是党员的挑唆者(也许他们手中的党证是偷来的)。但是, 挑唆者“播下的挑拨的种子发出了反革命的芽。”“谁也不曾试图去制止这种胡闹。”[6](P204-205)执法人员持续多日，“什么反应也没有”[6](P203)。实质上助长了群体性事件的迅速蔓延、扩大与质变。

（3）可为装配式建筑的绿色运行与维护奠定基础，利用RFID信息技术可对装配式建筑物的材料消耗、能源消耗进行实时的监控管理，分析模型中具体位置需要的材料，分析超耗用的情况，并找出原因，再提出更合理的方法解决。进行建筑拆除时，可利用BIM模型与相应技术进行资源分类，实现有效的资源节约，降低对环境的污染。

3 某建筑建设工程的BIM技术应用实例

3.1 预制构件拆分优化

（1）预制构件的拆分与优化。

以该工程的实际结构数据为基础，在严格遵循规格少、数目多的应用原则基础上，结合构件的实际性能指标、应用功能，综合考虑生产、吊装以及受力等因素，以保证拆分的科学性与合理性。

选择应用专业的BIM技术软件，在不改变结构布局的条件下，深入分析构件在各部位的实际吊装与加工性能等，以建筑模数为基础，完成预制外墙板的拆除任务，统一施工高度，在拆分全预制楼板时，缩减开模成本。软件模拟计算结果产生后，应调整分析模型预制构件，以制定完善的预制方案，达到施工便利性与时间、成本等因素的最优设计目的。

（2）以生产与施工为主体的深化设计。

该项目应用的软件为Tekla，在将构件相关数据输入软件后，可实现深化设计的预期目标，包含与键槽相关的多类型节点的连接方式，信息方面表现的内容主要集中在钢筋排布方式、预设的混凝土强度等级、各部分的应用构件重量等。技术人员应以实际的工程生产、施工阶段的质量要求为基准，综合吊装、拆模等环节的辅助功能需求，以达到构件预留预埋的目的。

（3）与构件相关的出筋与连接节点的标准化。

应用BIM技术软件后，应从全局角度出发，合理设置构件的钢筋的具体排布位置、锚固长度等，以避免出现梁柱钢筋、梁板钢筋的碰撞现象。该过程与设计要求相符，也可在短时间内实现共模目标，为简化生产环节提供基础条件，可以梁柱节点为技术对象，模拟C25的最大主梁底筋直径，代入标准化数据，以减少模具种类，节约施工项目生产成本。

（4）构件预埋留与防雷设计。

一体化的设计要求是针对构件机电给排水部分的基本前提，可在突显防雷击措施应用效果的前提下，将存在于预制柱中的钢筋作为引雷线，与预埋在底部的镀锌扁铁块相连，形成具有连续性应用特点的电气通路。该过程从屋顶开始，遵循向下传导的原则，将雷电传导至基础设施以下，达到防雷的目的。

3.2 生产辅助

选择应用的生产辅助包含模型输出、构件图纸、材料清单，利用BIM技术可充分突显各类构件模型的应用优势，使其充分发挥碰撞检查、构件清单出具的功能。构件深化、结构设计、现场安装等多个环节内容均可表现在模型结构中，产生的二维图纸的相关尺寸数据，可为后续构件加工与模具制作提供完备条件。

利用专业的技术软件，以预先的需求设定为基础，结合混凝土材料清单，推进与混凝土构件浇筑有关等一系列生产流程，起到指导混凝土拌和的作用。选择应用钢筋表可统计具体应用的钢筋数量，如规格、长度、数量等，使其与配套的辅助构件充分展现埋件型号、数量的全面性。

3.3 施工辅助

（1）吊装模拟。

该项目的推进主要基于全预制装配体系，涉及的吊装流程过于复杂，可选择应用BIM技术模拟吊装全过程，以起到优化施工程序的作用，提高装配质量。

（2）布置验证支撑。

该项目的第二层至第五层选择的楼板类型为全预制楼板，在设置竖向构件预制柱时，应充分考虑预留预埋环节，并做好与预制外墙和预制柱相关的支撑工作，该过程需要缩减预埋件钻凿现象的发生频率。

（3）虚拟仿真。

在利用技术软件对工程结构进行模拟的过程中，可借助漫游方式发现其中存在的实际应用问题，并将相关内容反馈至软件中，突显技术应用的直观、可视化等优势。

4 结语

BIM技术在装配式建筑的应用，可在设计、施工、后期的运营维护中，实施多阶段的有效对接，提升总体管理效率，保证装配式建筑的质量，并控制成本、控制污染，促进我国建筑行业、社会经济发展。