BIM技术背景下的装配式建筑施工探索

李晖

（山西华厦建设工程咨询有限公司，山西 太原 030032）

1 BIM技术与装配式建筑概述

装配式结构即直接现场安装工业产品的预制构件，受气候变化影响相对较小。此外，预制装配式施工还能够极大地降低企业一线员工的数量，从而节省大量劳动力，改善劳动品质，从而减少了施工周期。一般预制装嵌式的施工流程可以分成3个阶段，即装配式建筑结构的生产阶段、运输机械设备搬运阶段和装配式建筑结构的现场安装阶段。而预制装配式施工主要通过对3个施工阶段的统一管理，来控制整体施工的质量、时间、成本与安全问题。和其他的施工方法比较，预制装配式施工有着很大的优越性，能够规范工程设计制造模式、进行规范化设计，并且还能够实现工程管理信息化和装修生产一体化的目标。BIM技术还包括了可视化、协调能力、模拟性和优化度等多种优势[1]。将BIM工程技术和预制装配式建设工程相结合，就能够克服了因为设计、施工、构件加工、连接条件不足等多个因素而带来的资源浪费问题。同时BIM软件还能够高效获取工程项目的有关信息，从而减少了项目时间，减少成本，提高质量和施工安全，提高了工程项目经济效益。为达到快捷高效的可持续发展，在装配式建设工程中已全面采用了这一信息技术。

2 BIM技术在建筑结构设计中的运用优势

2.1 复杂结构的设计

工程结构设计的学科较广，增加了建筑物构造的复杂程度。BIM技术的运用，能够迅速地对所负责的工程结构作出分类，并按照需求作出分析，从而为后期的建筑设计工作提供了支持。同时BIM技术的运用还能够更有效地使工程结构设计的图纸立体性，从而达到了施工结构设计的精细化。

2.2 结构布置方案更合理

BIM技术的应用可以使建筑结构设计的布置方法更加合理，BIM技术可以对结构布置的方案进行整理，保证建筑功能、建筑面积以及立体设计等各方面都符合标准。BIM技术的应用可以让结构布置更加的合理，解决在结构设计时所出现的问题，保证结构更加的安全、合理。

2.3 结构更经济

BIM技术的应用可以对建筑结构设计进行优化，在优化过程中是可以进行多种结构比较，选择更加轻便、经济、安全的结构形式。在此过程中，BIM技术的应用极大程度上控制了建筑施工的成本，与我国可持续发展的战略不谋而合。

2.4 提高建筑设计效果

装配式建筑流程中，由于要求对具体的钢筋预制结构进行多样化预埋加工及保留工程设计操作条件等，所以在此时必须与专业工程设计技术人员双方进行通力合作。由于利用BIM技术所形成的工程设计网络平台，在具体实施工程设计操作环节内，诸多工程设计技术人员都能够据此实现工程设计资料信息传输，对建筑工程设计作出同步形式修改[2]。并且由于合理利用BIM技术和相关的云端信息技术等，设计师们能够将专业化工程设计资料信息共同统一上到BIM网络平台上，并进行自主纠错模型，进而自主地甄别出建筑设计的现存问题与遗漏。装配式工程中，由于其预制构件量十分之多，而且此时的工程设计出图量也较大，因此经过比对它们的控制系统与设计模块，在其所调节的参数之间能够进行一致，在保证了其设计信息正确性的时候，也便于同行业调度，使配合专业工程的设计师方案调整优异性有所增加，同样也在相当程度上节省了人力资源与财务资源。

2.5 减少了设计差错

相关工程设计技术人员也将BIM技术运用在了当前的预制装配式施工结构设计中，同时也在预制式建筑构件工程设计等方面得到应用，从而顺势减少了在施工中的差错滋生概率。科学合理地运用了BIM科技，对预制建筑结构几何尺度以及对应的钢筋直径尺寸、基本参数等作出了规划调节[3]。工程设计技术人员能够在BIM的建模三维视图中，直接掌握搭配拼装预制构件和构件之间的吻合程度，然后再在此基础上运用BIM科技中的碰撞检测功能，得以透彻地剖析连接节点的可靠性状况，以便于优质地消除了构件之间的问题，从而避免了由于设计粗糙而对结构所形成的安装阻碍，从而减少了设计误差而带来的资源浪费，同时也为确保及时验收工作打下了基础。

2.6 进行规范化建筑工程

BIM技术能够在相当程度上促进了建筑工程信息公开与数据共享。建筑工程技术人员通过将建筑工程实施方案上传到网站服务器一端后，在云端网络平台上进行尺寸信息以及标准形状信息等的统一整理，进而建立了施工预制构件数据库。在云端服务中，建筑工程构件数据库内容更加多元，建筑工程技术人员通过将同类数据库资料加以仔细比对和优选，从而便可生成装配式建筑构件标准形状和尺寸信息等。通过预制建筑工程构件数据库工程设计，利于预制装配式建筑物通用产品设计章程制定[4]。通过多样的数据，设计师将能够累积自身经验，建筑设计户型的设计思路也将会显得更为丰富多彩，从而最好更优地节约了建筑工程户型设计时间与户型调整时限，从而助力企业户型尺寸正规化、科学化形成，在住宅方面的各种居住需求也将都能够被满足。

3 装配式建筑生产施工质量问题

3.1 装配式建筑主体结构质量问题

装配式施工建设的施工过程中，往往会受自然环境条件、工作人员的素质、工地管理不科学等各种因素的影响，从而造成了装配式施工建设的主要构件都达不到了承载条件，进而使后面的工程建设无法正常进行。即使建成后，装配式施工建设的整体承载力范围也达不到了相应的标准，并由此导致了安全事故的出现[5]。此类情形基本是在建筑时直接倒塌，甚至是在汽车行驶时发生特定地段的下坠。不管什么情形，其形成的结果大多是致命的，会牵扯一连串的工程事件，产生重大的影响。

3.2 建筑结构设计工作缺乏创新

随着建筑变革的深入，施工结构与设计队伍中缺乏新结构的发展，仍沿袭着传统的建筑质量发展模式。在改变建筑工程质量模式时，所采取的方法往往较为简单粗犷，引起了施工的逆反情绪心理，从而遏制了新建筑的质量发展趋势。建筑工程变革的大背景下，建筑单位管理团队没有革新意识，通过传统的方式无法改变建筑的质量发展，革新的方式也由于缺少人力而无法推行。此外，施工结构设计也会接受外部的环境影响，工作人员也没有积极性，从而造成了建筑工程质量变革发展的缓慢[6]。

3.3 机械设备问题

在目前装配式建筑的施工中，机械设备管理不完善，以及设备的使用不完善导致装配式建筑的质量低下。在装配式建筑施工过程中，对机械设备没有进行定期的维修，对于设备的使用规范没有进行培训，在机械设备护理与质量控制的不到位影响了整体装配式建筑。另外，在机械设备发生故障后，无法进行及时的维修，缺乏严格的制度对每次维修进行记录，导致机械设备的工效不达标，对整体施工产生了影响。

3.4 后浇段质量问题

为提高装配式工程的稳定性与安全，水泥混凝土在工程建设中的关键性环节和重点是必须采取的方法。但因为对钢筋直径的设计以及预制结件的结构精度生产不严格，大大降低了后浇段的浇筑质量。而后浇段工程质量中存在问题，造成的常见病害有渗浆、拔台、烂根等。

4 BIM技术背景下的装配式建筑施工策略

4.1 设计展示

BIM技术主要是指利用模型、渲染、三维动画等对建筑物进行设计。并在建筑设计时针对实际的施工需要，利用BIM技术进行建筑设计表现，使得实际施工和项目负责人等人员直观的对建筑设计作出了认识。BIM技术下的建筑设计表现更为直接，建筑设计意图更为明确。借助动漫制作与技术手段的运用，能够较为全面的展现建筑设计效果，达到建筑设计的效益最大化。

4.2 设计方案施工可操作性

传统设计方案中，所包含的技术因素较多，设计内容也相对繁杂，但专业性较强。传统建筑工程项目的进行过程中，从建筑设计到最后阶段的施工，期间存在的技术人力问题相当复杂，因此为了确保传统设计方案的高效进行，BIM技术的运用实现了传统建筑设计中相对烦琐的信息沟通过程和错误因素较多的施工效果。运用BIM技术能够对各个环节加以统筹，从而解决方案设计和施工过程之间的误差问题，为项目施工节约更多的时间。在传统施工项目中，由于各部门的人员交流相对较少，影响着工程设计的最后效益达成，但BIM技术的运用却为人才交流创造了平台。从而保证设计方案施工的可行性。

4.3 结构设计方案的形成

结构设计方案的建立是指通过对建筑设计要求进行了解之后，进行整体框架的设计。结构设计需要保证最终的建筑施工合理、整体设计符合社会需求以及投资者需求。在进行结构设计时，建立反映建筑总体情况的模型，利用相关的软件进行综合模型的搭建。在此过程中，必须确保工程数据的真实感，并且所使用的建筑构件合乎当时技术的发展[7]。构件设计者能够将工程设计出的结构方案进行立体呈现，并通过进行对不同连接点的重力试验，来提高建筑物构件的稳定性和安全系数。并通过清晰的结构框架展示有效的优化细部设计，以确保整体设计方案更加完善。

4.4 BIM技术应用的规划

BIM技术能够达到建筑设计结构、时间、成本之间的均衡发挥，需要持续的创新项目管理方式，确保管理人员、工程设计队伍、质保人员、研究队伍等在工程设计各个环节中通力合作。BIM技术可以为建筑设计提供更加便利的条件。在BIM技术的实际运用中，必须注意对应用流程、团队力量、人员结构进行管控，以标准化来要求整个团队的正常工作。此外，BIM技术还能够通过对所采用的规划、团队、领导、管理等手段进行预实验，以确保在建筑物结构设计中能够形成有效团队，并建立完备的研发过程。BIM技术还可以对整个过程进行跟踪，从而顺利完成质量保证和开发任务。

4.5 构件拆分

结构分析模型中，在引入Revit后建立出新的结构构件模型，在其间必须完成一定的内部输入，从而达成合理预期使用目标，将构件截面轮廓和材料及其内部钢筋信息等都包括在其中，导入的开始阶段，我们还必须先进行局部校正工作，通过此，在校正完成后进行了正规化的结构科学拆除工作。在结构拆除的过程中，需要先对模型进行透彻分析，而后再通过相应的可视化程序，来进行对各个部分、零件的分割运算，还有就是要先把这些零件形成组件来拆除。在拆分前的计算过程中需要特别小心，根据建筑实际状况来进行有序拆除，切忌只依靠个人主观意志来拆除。作为施工人员，必须严格按照梁、板、墙等的拆分准则来行事，分别进行不同种类结构的优质拆卸，并掌握对各种零件的不同拆卸手法，了熟悉关键细节就很关键了。从构造与拆分角度加以分析，在这些细节上的处理就非常重要，绝对不能出现零点五点遗漏，否则会导致严重损失。

5 结语

综合分析，BIM技术在建筑中的有效运用优化了传统建筑中的功能不足，大大提升了现代建筑的整体效能。BIM技术的应用可以对装配式建筑结构与施工技术的良好规划，还可以降低设计疏漏产生概率，增加装配式建筑设计准确性，为工业化制造和现场安装提供方便。在装配式施工的水电安装流程中，要充分考虑建筑的总体功能性和安全性，选择合理可行的安装措施，科学安排施工过程，提高现场的质量管理水平，对装配式建筑结构的品质加以严格把关，在工期许可的情况下，对细节加以严密把控，从而确保装配式建筑结构施工质量。另外，BIM科技的广泛应用也是现代建筑工程科学技术发展的必要条件，为了推动现代化社会的科学技术进步，就需要提高BIM科技在建筑工程中的使用，未来可以把BIM科技使用在整体建筑施工中，从而实现建筑施工的自动化。