基于BIM技术的装配式建筑应用发展研究

李嘉露 肖仁智 唐嘉焱 张杨

摘要：随着我国科学技术的持续发展，自动化、多元化、智能化的工艺技术已开始涉入到行业当中，然而在现状条件下传统的建筑施工技术已经不能与社会发展的需求相匹配，因此，BIM技术逐步引起人民的重视。为了进一步推动我国BIM技术在装配式建筑的应用，本文首先归纳了在现状下我国装配式施工相关定义，然后剖析了工程建设当中具体运用BIM技术的状况，最后结合工程的实际工作经验以及项目的实际需求提出了BIM技术在装配式建筑当中应注意的问题，研究成果对于BIM技术在装配式建筑施工的发展起到一定的积极作用。

关键词：装配式建筑，BIM技术，数字化，应用

引言

在我国现状经济结构组成下，建筑行业依然是我国经济构成的中重要的组成部分，而且对我国的经济发展起到了重要作用。在“十三五”期间，建筑行业在我国的总产值依然是稳中增长，在2019年的上半年，我国的建筑行业的总产值为101616.12亿元，同比增长7.20%，完成竣工产值41263.71 亿元，同比增长2.73%。由此可见，建筑行业对我国经济社会的发展，以及实现“十三五”规划起到了重要作用。然而，在现有的工艺生产技术以及经济因素等多方面的制约下，我国的建筑行业多数工艺环节依然采用传统的模式，众所周知，采用传统的工艺模式不仅需要较长的工艺周期、环保效益达不到相关要求、而且存在一定的安全隐患等[1]。

为了夯实我国所倡导的绿色、环保方针政策，顺应可持续发展的道路，装配式建筑应运而生。针对装配式建筑的方式，我国也格外的重视，颁布了相关的法律法规以及相关的政策文件，如：在《建筑产业现代化发展纲要》中要求装配式新增建筑在2020年到2025年的增长比例现有的20%增长到50%以上;在《进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中，鼓励企业要积极采用装配式建筑的模式，同时在2025年，装配式建筑在新增的建筑比例中要超过30%。然而，通过调查发现，在现状条件下，我国建筑行业在落实装配施工方面依然存在不足。为充分利用BIM技术以及装配式建筑的优势，进一步发挥经济效益，不断满足我国经济社会市场的发展需求，本文针对基于BIM技术的装配式建筑开展研究[2]。

一、装配式施工的相关定义

1.1 装配式施工的基本特点

在建筑部件层面，装配式施工的建筑部件的生产不像传统工业生产的工艺流程较长，而装配式施工的建筑部件均是在车间集中加工生产，这种生产部件的方式不仅可以减少工程的成本而且在装配式施工部件的质量把控方面也较为便捷。

在建筑部件运输层面，装配式施工的建筑部件的运输是直接输送到施工现场，然后由相关人员在施工现场进行组装处理，这种将建筑部件运送到施工现场然后在进行组装的方式一方面大大降低了人工的作业量而是在对施工的进度起到一定的关键作用，另一方面这种模式符合工程造价的本质内涵[3]。

在装配式施工施工层面，先前的传统式建筑施工方面，都是零散的进行，不仅工艺效率低下，而且浪费大量的人力、财力，然而装配式施工是从整体考虑，将一个施工项目直接按一个项目产品进行施工，而且施工项目所需要的部件在结构上越标准，生产效率就会越高，从而能够缩减建设成本，同时，装配式施工的施工在结合数字化、科学化的管理，更进一步将装配式施工的人力、物成本都有很好的减少，而且施工效率更高。

在选施工材料方面，装配建筑的施工材料较传统的施工材料有较大的灵活性，不只选常规的几种材料，而装配建筑的施工材料能够进行合理的搭配，如：在节能材料方面，可以将轻钢和木质板材进行灵活的进行选用，这种灵活的选配材料不仅满足装配式施工绿色建筑的理念而且方面施工、建设单位进行施工。

1.2 装配式施工的施工特征

（1）工地变工厂

装配建筑与传统的建筑方式相比，装配式施工将所需的建设构建在预制场中提前进行生产、铸造，比如：阳台、板梁等，这种制造模式一方面可以提前進行生产，而且也可减少现场施工的情形，同时避免了因现场浇筑所造成的安全事故，同时，装配式施工的这种施工特征不受恶劣环境的影响，而且具有施工周期短、施工效率高的特点。

（2）施工变总装

装配式施工主要运用机械化拼装，机械化程度较高，同时可同时进行交叉施工、不在像传统的流水施工模式，必须等上一个流程环节处理完，方可执行下一个施工环节，同时装配式施工在安装层面，只需要将各部件进行组装即可。装配式施工的这种施工变总装的特征，不仅减少现场作业的情形，而且直接的推进施工的效率，同时，间接的减少因现场施工所造成的安全事故。

（3）污染施工变绿色施工

通过调研可知，装配式施工在施工现场主要是吊装为主，同时建筑的相关构件提前生成加工，不需要现场浇筑，因此，装配式施工可以有效的避免现场砌筑、现场抹灰等重大污染环境的操作模式，因此，装配式施工的施工可以有效的避免施工现场的环境污染，最大限度的实现资源的有效利用，满足绿色、环保、可持续发展的方针政策。通过查阅相关资料可知：装配式施工在用水量方面可以节约80%的用水，能源可以节约70%，材料可以节约20%，土地20%，同时在降低噪声的污染。

二、BIM技术与装配式建筑施工

2.1 BIM技术概述

BIM是根据英文Building Informa Modeling首字母的缩写而简约而成的，是一种可视化的管理工具，能够在工程建筑的全过程中为设计者、施工者等实现工程建筑信息的共享，从而提升了工程建筑可行性和有效性。针对BIM技术具体而言，在工程建筑施工前，利用BIM能够将工程建筑的二维信息转换成可视化的三维建筑模型，可为工程建筑的设计、施工、监理等单位提供工程建筑的信息管理平台，从而大大的降低因信息交流不流畅等原因所造成的工期延误等问题，进一步节约了工程造价的人力和物力。

2.2 具体应用

众所周知，火神山医院从施工到交付10完成，面临时间紧任务重的情况下，裝配式建筑的优势就凸显出来，在火神山医院采用装配式钢箱结构，其建造特点在于采用模块化标准进行设计，然后将模块在工厂当中进行流水式批量生产，在生产过程当中，将生产好的产品进行打包运输，用于建筑施工，在火神山医院建造过程中运用了交叉作业的方式，从而进一步加快了工程的施工进展。此外，由于火神山医院所用的箱式房较多，在短时间内无法满足工程建筑的需要，因此利用配式箱式房可多次周转使用的特性，一部分材料是拆了5个在汉项目工地的全部临建房，消毒后运到施工现场。在多个优势互补的情况下，火神山医院保质保量，火速完工，如期交付。

通过对工程相关资料的查询，在火神山医院建建造施工当中利用BIM技术提前进行碰撞检查，利用三维展示图进行复杂施工部位交底，大大提高工作效率与准确率，从而能严格按照工期完成任务，BIM 技术起到了举足轻重的作用。

三、BIM技术在装配式施工需注意的问题

3.1 装配式施工行业政策不完善

企业的发展主要靠利益的驱动，众所周知，装配式施工以科技为基础，采用先进施工方法，一方面保障了工程质量的可靠性，另一方面防止环境的污染，但是装配式施工在现状条件下依然处于初级阶段，企业针对装配式施工处于摸索阶段，并未形成成套的施工体系，因此企业在采用装配式施工时难免造成资源的浪费，从而增加了企业建设成本。通过章节可知：国家针对装配式施工也制定了部分规章制度，企业理应遵守国家的规章制度，但是企业又要考虑经济效益，从而使得企业处于两难的境地。因此如果没有长久有效的鼓励政策（如：金融、财政、税收等），促使企业针对装配式施工进行研究，装配式施工的发展会持续缓慢。

3.2 经济支撑政策不完善

企业的发展主要靠利益的驱动，众所周知，装配式施工以科技为基础，采用先进施工方法，一方面保障了工程质量的可靠性，另一方面防止环境的污染，但是装配式施工在现状条件下依然处于初级阶段，企业针对装配式施工处于摸索阶段，并未形成成套的施工体系，因此企业在采用装配式施工时难免造成资源的浪费，从而增加了企业建设成本。通过章节可知：国家针对装配式施工也制定了部分规章制度，企业理应遵守国家的规章制度，但是企业又要考虑经济效益，从而使得企业处于两难的境地。因此如果没有长久有效的鼓励政策（如：金融、财政、税收等），促使企业针对装配式施工进行研究，装配式施工的发展会持续缓慢。

四、研究结论

本文首先从装配式施工的基本特点、施工特征归纳总结了装配式施工的相关概念，然后从阐述了BIM技术的内涵以及BIM技术的发展状况，并结合火神山阐述了BIM技术在装配式建筑当中的具体应用，最后提出了BIM技术在装配式建筑施工应注意的问题，研究成果对于促进BIM技术在装配式建筑施工当中的应用起到积极作用。

参考文献

[1]李硕，段羽.智能建筑建造全过程BIM应用发展研究[J].石河子科技，2021（03）：43-44.

[2]施丁平，孙丰，李樊，汪德江，朱江.装配式墙板BIM模型自动生成的二次开发研究[J/OL].混凝土与水泥制品，2021（06）：80-84[2021-05-29].

[3]李枝军，张金康，韩晓楠，张瑞兴，李雪红.基于BIM技术的全预制混凝土梁桥施工进度动态预测及应用[J/OL].南京工业大学学报（自然科学版）：1-8[2021-05-29].

作者简介：李嘉露，女，汉族，广西梧州，1998.04，本科，安徽财经大学，研究方向：环境艺术设计。

基金项目：2020年安徽财经大学省级大学生创新创业训练项目《基于BIM技术的装配式建筑应用发展研究——以火神山医院为例》，项目编号（S202010378511）研究成果。