BIM技术在装配式建筑细节处理中的应用

芶黎明

绵阳市金鹏置业开发有限公司 四川 绵阳 621700

引言

我国装配式建筑的发展十分迅速，并取得了举世瞩目的成绩，疫情期间的“火神山医院”、“43小时换桥”等实例都是装配式建筑的有效应用。装配式建筑在一定程度上解决了建筑行业施工周期较长、污染较大、对周边环境影响较大的劣势，使我国建筑行业走向工业化、现代化、标准化的发展方向。但同时，装配式建筑的细节处理作为质量管理中最重要的环节，往往面临数据处理、计算、检测等多方面的问题。BIM技术作为现代建筑信息化中最常见的技术，在数据处理、计算、管理中具有明显的优势，同时可视化的管理方式能够进一步保障装配式建筑施工管理的有效性，因此需要对其在装配式建筑中的应用进行深入研究。

1 BIM技术

BIM技术早期作为建筑物数字管理的方式，将建筑物的三维数据、二维数据，以及与建筑物相关的材料、成本、设备、力学性质等数据进行管理。利用计算机强大的计算能力，将建筑工程展开的设计、施工、管理、运行等环节进行全面的覆盖，从而提升建筑工程的设计水准以及施工质量[1]。BIM技术同时具有可视化、模拟性以及数据高度整合等优势，使其可以应用在工程展开的各个环节的相关问题的解决过程中。

2 BIM技术特点

首先，BIM技术通过导入建筑工程的图纸、数据、参数信息，可以生成立体的三维模型。相对于传统的平面图纸，立体的三维模型具有更好的直观性，可以用于对建筑结构、受力、碰撞、空间等多方面的检验，同时得出的结果更加直观，便于和没有较多专业知识的业主、施工人员进行沟通。而在现代BIM技术的快速发展下，结合施工进度、环境的变化，可以建立4D模型以动态展示建筑工程的变化情况，并对施工过程进行可视化的指导。

其次，BIM技术统筹了建筑工程的各种数据信息，并可以通过参数化的特点对各项信息进行调整。而在改变相关文档、参数时，与之相关联的模型信息也会随之自动更新，从而将任何数据、参数的改动反馈到模型当中。这种方式极大提升了模型反应信息的精度，同时也能有效缩短设计更改的时间，并快速掌握设计更改会对工程带来的影响[2]。比如，构件之间的冲突、妨碍现象，可以在BIM模型中进行提示，从而使设计人员进一步优化相关的分布和方案，从而提升方案的可靠性。

3 BIM技术与装配式建筑

3.1 装配式建筑

装配式建筑是提前由工厂加工设计好构件，并将预制构件运输到施工现场，按照相关的设计图纸和安装规范进行装配完成的工程项目。早期的装配式建筑有板房、活动板房，随着相关技术的发展，一些高难度的高层建筑、桥梁工程也会采用装配式技术进行施工。由于采用大量的预制构件，装配式建筑的工程展开减少了大量的浇筑、制作、养护等施工的影响，因此施工工期得到大幅的缩减，同时也进一步减少了施工现场的材料消耗，并避免环境污染问题的产生。

3.2 BIM技术在装配式建筑中的应用优势

预制构件作为装配式建筑的最大特点，其主要通过高精度的构件参数控制，通过模具的模数、标准控制，使预制构件具有优秀的质量强度和精度。在使用BIM技术的过程中，通过预制构件库的创建，可以全面掌握装配式建筑的各个工程细节[3]。同时立体模型的创建，以及预制构件库的支持，可以在设计、施工、验收等各个阶段进行相关数据、资源的归集，从而统筹装配式建筑的生产过程，实现标准化设计、集成化生产/装配、信息化管理，对于提升其施工效果具有非常重要的意义。

在设计阶段，通过BIM模型建立标准的构件库，构件生产厂家以及设计人员通过良好的信息共享，避免各模块、构件之间出现矛盾、冲突；在生产阶段，BIM系统中的参数信息可以确保各构件的尺寸、几何结构、材料种类等得到有效的控制，从而提升构件的生产效率、质量。而工厂采用物联网、电气自动化生产的情况下，可以进一步确保生产过程的标准化；在施工阶段，BIM技术的可视化优势，可以使现场施工人员明确施工的关键节点，并进行吊装模拟和预演，确保施工现场按步骤、规范进行标准化装配。而在运营维护的过程中，各构件、预制信息在经过有效的保存后，装配式建筑出现的维护需求可以通过相关的信息来确保维护过程的可靠性和有效性，从而确保建筑的运维质量。

4 BIM技术在装配式建筑细节处理中的应用

4.1 BIM预制构件库的创建及优化

BIM技术是否能够发挥功效，与其是否能够将工程的数据、参数进行信息化有关，对于装配式建筑工程，预制构件库的创建可以确保相关的信息得以及时的共享、传递。为了确保预制构件库的有效性、规范性，需要注意以下以下几点：①确保各构件个体的独立性，互不影响，同时也不会因为多次使用而增加其属性、参数；②可重复使用，可用于建筑工程的多个项目模型中，使其发挥良好的效用；③可编辑性，一方面需要根据实际的需求，随时添加新的预制构件信息，另一方面则需要根据实际情况编辑原有的预制构件，并生成新的构件，以确保预制构件得以正常使用[4]。

在创建预制构件库后，首先需要根据BIM模型，对预制构件的特征、属性进行分类，将其整理后进行分类编码，并确保每一个构件都有唯一的标识，以便于设计人员、计算机快速处理相关信息。其次，根据BIM模型对预制构件的精准度进行有效的优化，通过设计的需求将预制构件进行可视化、参数化的处理。并对预制构件中的尺寸、材料、钢筋等级等信息进行统一的管理。使用计算机辅助生产的同时，对生产过程进行有效的监督和控制。在使用自动化生产加工的过程中，可以将设计信息与构建生产信息进行有效的监督和管理，从而提升成品的质量和生产效率。此外，对于结构较为复杂、生产难度较大的构件，则需要采用模具进行组装，一方面需要使用BIM软件中对模型和构件的组装情况进行检查，以确保构建模型满足装配的实际需求。另一方面，可以利用BIM的三维图像显示，对模具的安装加工过程进行模拟，确保复杂构件生产的合理性。

4.2 关键部位、节点的工序模拟及优化

首先，使用BIM技术的过程中需要对场地的布置和施工过程进行有效的模拟。利用三维施工现场的布置图，划分相应区域的功能，对构件进场、道路生活区域进行有效的控制。并对工程项目的全过程使用BIM 软件的3D场景进行预演。根据模拟情况，对施工过程进行有效的调整，对其中存在的时间、空间、人员等方面的问题进行有效的优化。合理利用工程资源，在预演、优化的过程中有效减少施工过程中可能存在的安全隐患。并将成功的三维施工模拟数据对现场施工人员进行技术交底，使其能够按照模拟过程进行标准化施工。

其次，对于装配过程中较为复杂的关键部位，需要对其进行重点管理。在使用BIM技术进行动态模拟的同时，需要结合现场施工的实际情况，对施工过程进行碰撞检查、施工预演。分析当前施工工序是否能够满足复杂关键部位的有效施工，并在此基础上进一步优化装备方案，通过模拟施工以确保施工方案的可行性[5]。而在装配安装的过程中，一方面需要定义各个部件安装的先后顺序，同时使用BIM三维动画的形式，展示部件的安装顺序，使工作人员了解施工方案的同时，对装配过程中的人员、构件、机械等信息有全面的把握。另一方面在施工技术交底的同时，可以与现场施工人员进行有效的交流，以确保装配施工技术能够保证施工过程的有效展开，并根据现场施工人员的施工经验对装配施工过程进行合理的调整，以确保施工过程的有效展开。

4.3 基于BIM技术的一体化装修

一体化装修也是建立在标准化生产的基础上，将装修所需要的机电设备、架空地面、墙面墙饰、厨房、卫生间等内容进行标准化设计，并按照标准化的程序设计进行组合安装。相较于传统的装修施工，一体化装修可以减少70%的装修时间，20%的装修材料，即使后期需要对装修进行改造，可以直接更换相应的墙面、顶面，从而降低对应的成本支出。同时，BIM对设计、加工、装配的有效控制，可以在提升材料安全性、生态型的基础上，提升装修的质量。

首先，在设计的过程中，设计师可以与业主一同参与装修模型的建立，利用BIM技术的可视化优势，可以向业主介绍较为专业的空间渲染、使用效果。例如室内光照效果的设计，可以使用装修模型的光照模拟，向业主解释开窗、光照度等信息，以更快达成双方的共识。其次，装修阶段的BIM技术，可以对隔墙体系、水电管线的埋设、架空地面、地暖的处理进行有效的控制。并在此基础上，设计开放接口以确保未来使用过程中的装修需求。比如水电管线的安装、预埋设，可以使用BIM对其交叉、冲突进行把控，从而做好相关的防水、安装质量的控制。

4.4 设备、空间、应急的信息化管理

为了综合发挥设备在装配工程中的使用价值，可以对设备的型号、购买时间、维修记录信息进行全面的收集，在录入BIM模型的过程中，使用RFID技术准确识别设备的实际情况，在使用BIM模型对其进行远程监控的过程中，制定合理的维护、使用计划，从而避免设备可能发生故障的现象。并在设备发生故障之前，对其进行有效的维护，同时可以根据设备的部件库，及时查询并更换相应的故障部件，以避免因为设备故障对装配施工所带来的不良影响。

在空间信息化管理的过程中，首先BIM技术可以对空间的使用情况进行有效的检查，对于设计和施工过程中存在的冲突、交叉进行信息采集，并在原有设计的基础上进行统一的规划、优化，以确保空间使用的合理性，并降低相应的运营成本[6]。同时，空间信息化管理的过程中，还可以采用BIM技术对各个空间的能耗信息进行收集，使用BIM模型对其进行分析，从而建立良好的能耗管理手段，并在装配式建筑施工的过程中进行有效的优化，从而进一步减少建筑的能源浪费，提升装备式建筑的使用价值。

在使用BIM技术展开应急管理的过程中，一方面可以根据实际发生的情况，及时提供处理方法和处理手段，并在此基础上，通过对应的紧急预案及时进行救援。另一方面，在出现需要紧急撤离的情况时，BIM技术可以帮助管理人员制定紧急的逃生路线，并对施工现场的各种安全设备进行有效的提示，以确保在发生紧急事故时，相关工作人员能够得到及时的帮助，并快速脱离危险区域，避免事故造成的影响进一步扩大。

5 结束语

综上所述，BIM技术在装备式建筑中具有良好的应用环境，一方面，装配式建筑的标准化、规范化加工、安装、运维的过程中都有BIM技术充分发挥的环境。另一方面，BIM的信息化管理模式，可以进一步提升装配式建筑的标准化工业化水平。应用构件库中的构件，可以有效解决关键节点、异形构件在生产安装过程中存在的问题。利用装配模拟，可以有效确保装配过程的规范有序展开，同时也便于分享相关的工程信息，以确保装配式建筑工程的顺利展开。