BIM技术在装配式钢结构住宅内墙和精装修中的应用

0 引言

装配式钢结构建筑是新兴的一种建筑形态，行业管理经验相对不足，BIM技术是一个涵盖了建筑全生命周期的新兴技术，近几年发展飞速。将BIM技术运用到装配式钢结构住宅施工中，通过BIM技术应用，系统解决三维交底、条板安装、精装修是装配式钢结构住宅施工中的三个关键点，利用BIM技术在工程建设过程中降本增效的优势，巧妙解决了装配式钢结构住宅施工中的技术难题、降低了成本。

1 技术应用特点

①通过BIM三维技术解决了传统施工中二维交底的局限性，降低返工率，提高施工质量。

②提高条板安装精确度，解决了条板安装过程中损耗大、扬尘污染严重、效率低等问题点。

③合理部署精装修施工不同专业间配合协调，及时规避冲突碰撞，有效提高施工效率，提升工程质量，经济效益显著。

2 过程要点分析

2.1三维交底重要属性是可视化，简单直接，一定程度上规避了平面图纸表现复杂工序的不足，以山东省淄博市在建某装配式钢结构住宅项目分析，以预制楼梯和车库机电安装为例，综合分析三维交底在装配式钢结构住宅项目中带来的优势。

①应用预制楼梯安装三维交底，可以详细呈现预制楼梯安装工艺（见图1），通过视频交底全方位展现整个安装过程，将每个安装节点通过三维动画详细展现出来，突出重点注意事项，提高施工人员工作效率，更加科学地组织进行安装，有效避免技术质量等事故的发生。相比较，安装方案实施讨论工作时间大大降低，安装效率明显提高，单体节约塔吊12台班。共节约直接成本约计1.2万元。

图1 预制楼梯视频交底

预制楼梯安装三维交底除了呈现完整的安装工艺之外，拆分后的安装工序更加详细体现出每一个安装节点的注意要点，突出重点注意事项，有序安装，更加有效提高安装质量，极大减少返工率，进一步实现快速高效的施工目标。

②车库机电安装三维交底。车库机电安装三维交底中明确各专业管线的具体位置，三维交底模型让机电各专业现场施工相对独立，各专业之间不用担心相互之间的冲突碰撞，只需按图施工即可。通过车库机电三维交底模型，如图2所示，解决在平面设计中难以发现的碰撞冲突，调整其合理性，得到最优方案，节省管道和管件用量，降低了由于施工不协调造成的成本增长和工期延误。经过优化后，管廊净高3m，排布整齐，无碰撞。优化后管廊净高提高0.5m。

图2 碰撞优化

同时应用三维交底模型作为现场施工依据效果更加明显，图3中所有管线水平定位及标高均详细标注，实现水电暖专业的预先配合，调高效率。二次搬运的目的。合理划分砌筑区域，计算区域内条板用量，并根据墙面位置定点投放所需条板。减少了场内砌筑工人自己切割搬运的情况，避免现场扬尘污染，节约了砌筑时间，提高废料利用率，减少建筑废料的产生。

图3 优化后模型图

条板后期开槽剔槽也会对板材造成不同程度的损坏，影响安装效率。基于BIM技术根据电气开关插座位置预留配电洞口，预留线管槽，避免了后期电气路由条板重新开洞开槽，对ALC板造成损坏。

根据条板排布图对配电插座开关等配件进行精确定位（图5），将不同电气配件类型位置的条板进行编号，条板安装时直接根据条板编号统筹砌筑，省时省力，减少了一大批建筑废料的产生，保证施工现场整洁有序。降低板材损耗率，减少现场开槽剔槽人工成本，确保电气安装一次成活率。

图5 配件定位图

2.2条板安装

条板是钢结构装配式建筑的维护体系，是钢结构装配式建筑的重要组成部分。传统的条板安装通常没有系统的安装流程，板材现用现切割，对板材用量没有精确统计，这就造成了搬运麻烦，扬尘严重，板材损耗大，极大降低了安装效率。

通过BIM技术对标准层条板进行排布模拟，合理化排板，精确统计标准层的条板用量和尺寸型号（图4），提高安装效率，降低了板材的损耗浪费，达到限额领料、减少

图4 条板型号统计

2.3精装修

传统的二维装修效果图局限性很大，效果空间和角度都是已经固定好的，很容易忽略一些死角细节，达不到真正的装修图效果。室内设计关注细节，灯光、材质、饰面、家具等细节影响着设计的最终效果。不管在概念设计阶段还是深化设计阶段，BIM技术都支持设计师生动而方便地表现这些细节，BIM技术的引入，可以形象看到各构件、物体的型、材质、纹理等信息，渲染出照片级的真实感图像。解决了传统二维图纸表达的局限性。

装配式钢结构住宅的精装修中对露梁露柱的装修处理是不同于传统建筑的，通常有两种解决方法，一种是包梁包柱，一种是做吊顶（图6）。通过BIM技术的720度全景漫游模型，可以身临其境感受不同装修风格，扩展营销途径。后期也可以根据自身需求自行更改变换室内布局，搭配装修风格和灯光效果，实现不同装修风格选择切换。

图6 卧室吊顶效果图

通过BIM技术优化设计，根据插座、开关等配件精确点位，协同其他专业策划施工方案，例如根据卫生间开关、门框位置，合理进行瓷砖排布，提前避开可能出现的接缝冲突之处（图7），达到实用美观最优化，减少返工，提高施工效率，按现行造价文件每户可节约材料成本350元，实现降本增效的目标。

图7 BIM设计后

3 效益分析

①以山东淄博某项目一期工程为例分析，将车库分摊到各个单体计量。

相比较，单体吊装安装方案实施讨论工作时间大大降低，安装效率明显提高，单体节约塔吊12台班。共节约直接成本约计1.2万元。

每个单体建筑，水电暖安装专业直接成本降低约2.7万元。

每个单体建筑，内墙板安装专业直接成本降低约0.53万元。

BIM技术在精装修中单项可降低材料损耗3%，经测算整体精装修单项，按现行造价文件每户单体建筑节约1.26万元。共计17个单体，单体节约5.69万元，一期工程共降低成本约计96.73万元。其中项目使用BIM技术共计投入36.5万元，项目使用BIM技术直接经济效益成本约为60.23万元。

②通过BIM技术应用，为企业培养了项目BIM技术人员，建立成型的技术团队，且结合有实际工程应用，为企业在项目实践过程中推广应用BIM新技术奠定了基础。

4 应用总结

运用BIM解决装配式钢结构住宅施工中的关键技术问题，让原本复杂工序变得井然有序，降低工程造价，提高施工速度。本项目后期评估，得到应用总结：

①三维交底可以全方位展现整个施工过程，能够提高施工效率，为科学组织施工提供了直观的依据。

②运用BIM技术全景漫游模型，能够直观真实展示出不同装修风格，扩展营销途径。

③运用BIM技术科技解决具体的施工点，比如：提前进行精装修设计、对内墙条板进行排布模拟、对配电插座开关等配件进行精确定位，避免关系案碰撞。

④运用BIM技术，协同其他专业策划施工方案，提前避开可能出现的不足之处，减少返工，提高施工速度。

BIM技术能够及时根据进度进行分区、分专业、分阶段工作，为工期进度计划、成本控制、采购计划提供参考依据。

BIM最直观的特点在于三维可视化，降低识图误差，利用BIM的三维技术碰撞检查，直观解决空间关系冲突，优化工程设计，减少在建筑施工阶段可能存在的错误和返工，而且优化净空，优化管线排布方案。三维可视化功能再加上时间维度，可以进行进度模拟施工。随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，同时进行有效协同。

建筑过程的数据对工程建成后的运营管理非常有价值。特别是安装类的工程，在用户试用阶段的维修更换比较频繁。因为一般的结构安全是自成一个整体系统，相比受力计算和结构强度，安装模拟的模型及数据共享是运营维护方经常使用到的。使用BIM信息交流技术，可以使业主、管理公司、施工单位等众多单位在安装、管道、装修单元等方面实现数据共享。