BIM技术在装配式建筑中的应用进展研究

王伽琪，梁彤月，王翔宇

（1.辽宁中医药大学附属第二医院，辽宁 沈阳 110034；2.辽宁中医药大学附属医院，辽宁 沈阳 110034）

传统的建筑业大多采用现浇混凝土，施工现场存在噪音大、扬尘多、效率低等弊端，装配式建筑作为全新建筑方式，将传统建筑的施工顺序拆分重组，通过构件设计标准化、构件安装机械化等特点，实现高效、低耗、微污染，得到了建筑行业的广泛认可。BIM（buliding information modeling）技术于2002年美国欧特克公司首次提出，作为建筑行业的二次革命，通过实现建筑全生命周期的信息整合，以高效率、低成本的技术优势，得到全球政府及业界工作者的广泛认可。在BIM技术基础上实行的装配式建筑可以进一步加强自身的协同性，提高建筑智能化和信息化。当下，将BIM技术投入到装配式建筑中，是可行的新型建筑模式之一[1]。装配式建筑的核心理念是“集成”，而BIM技术作为建筑信息的整合，可借由BIM技术连接起装配式建筑的全生命周期，将建筑信息虚拟数字化整合，协同完成设计、装配等全过程（如图1所示），实现建筑全产业链一体化，全过程、全方位的信息化[2]。

图1 BIM技术与装配式建筑的协同应用

1 BIM技术在装配式建筑的应用分析

由于装配式建筑在我国发展时间较短，在初期的推广与应用中，相应技术规范、健全的管理机制以及成熟的产业链的缺乏，在很大程度上限制了装配式建筑的社会认可。将装配式建筑与BIM技术集成应用，可以弥补装配式建筑应用中的政策、深化设计、信息传递与管理等问题，不仅推动了装配式建筑在我国的发展，也拓宽了BIM技术的应用范围。

何文玉等[3]通过对我国近年来装配式建筑与BIM集成研究发现，我国对装配式建筑与BIM集成的研究重点仍在基础理论方面，但已经呈现向应用功能和项目管理方向侧重的趋势。夏端林[4]、李鹏飞[5]通过分析BIM技术在装配式建筑全周期中的作用，发现BIM技术在装配式建筑设计阶段可有效提升建筑设计效率、降低设计误差；在预制构件阶段可优化构件生产环节、提高模型调试效率；在施工阶段可提高管理效率、改善构件库存方式。

林树枝等[6]基于智慧建造的内涵，分析了在装配式建筑中搭建BIM平台，通过BIM协同平台实现工程项目之间的联系以及各参建方的信息交互，促进装配式建筑的智能化信息建造过程，认为BIM技术不仅提高了装配式建筑质量，更满足了全球建筑业发展潮流，BIM技术与装配式建筑的结合可进一步推动建筑行业的智能化发展。

孙冰冰[7]在结合装配式建筑与BIM技术的自身特点后，以工程实例分析了装配式建筑在全生命周期的减值因素，并借助BIM技术实现了构件设计、生产、施工阶段的深度优化，验证了BIM技术应用于装配式建筑的价值。夏海兵等[8]、刘春花等[9]基于工程实例，对装配式建筑初步设计、深化设计以及工程施工等阶段进行分析，BIM技术极大提高了项目建设质量，通过协调不同环节的工作，实现了工程质量的合理管控。

2 BIM技术在装配式建筑的应用

装配式建筑集构件设计、构件生产、工程施工、装修和管理于一体，整体性特征明显，符合新型建筑工业化的特点，通过BIM技术将装配式建筑的建造过程串联，实现项目过程中信息的集成和高效利用[1]。

在装配式建筑设计初期，主要为预制构件的方案设计，为满足构件的标准化，可通过BIM技术创建“预制构件库”，实时传递共享施工现场信息[10]。史瑞等[11]在装配式预制构件生产过程中，利用BIM模型与MES系

统相结合，扩展信息模型，提高了构件参数化的精准性，保障生产进度，提升了工厂效益。焦庆文等[12]借助BIM三维模型，对复杂节点连接、管线排布等进行细化设计（如图2所示），使预制构件更加合理精确。董苏然等[13]、陈威等[14]通过建立三维BIM模型，计算分析、拆分模型、预制构件碰撞检查，为后期工程的顺利进行提供了保障。陆海燕等[15]为了解决复杂梁柱节点的设计深度，基于BIM技术设计了三维参数化模型，通过可视化操作，对节点部位进行了深化设计，并在工程中得到了验证。

图2 BIM三维模型中的管线排布

在装配式建筑的施工阶段，可以借助BIM技术对构件制备进度、施工进度、项目成本进行信息整合，对构件吊装过程准确模拟，以制订最合理的施工方案。郭娟利等[16]借助BIM模型三维可视化的优势，即时统计每个施工项目的材料用量及任务完成度，准确完成成本自动化算量，推进装配式建筑的绿色化建造。杨士珏等[17]在预制装配式混凝土结构中，利用BIM技术进行了构件施工模拟，优化了施工方案，促进了施工进程准确完成。

目前国内对装配式建筑的改进创新主要停留在构件设计与生产层面，对于装配式建筑项目中的管理层面也尚未完善。蓝美珍[18]，董春盈[19]通过BIM技术在装配式建筑的施工管理中的应用，基于协作管理平台用于信息整合，监控各项目运行，提升管理水平，助于信息共享，充分发挥信息化带来的便利，有效促进了施工管理效率，推动了建筑工业化协同发展。董留锁等[20]通过BIM技术的可视化，实现在装配式建筑过程中合理部署施工方案、提高深化设计的精确度、智能化协同管理。李天华等[21]针对以往装配式建筑工程项目中存在的生命周期各阶段间的信息传递不足，无法整合形成信息孤岛的缺陷，结合BIM技术参数化的模型实现数据的关联与统一，促进了项目的管理效率。曹江红等[22]针对装配式建筑施工场所的变换引起的质量管理信息的延迟或缺失等问题，基于BIM技术构建了全过程管理体系，包括事前指导、过程控制和事后总结，并分别制订控制流程及管理措施，有效地解决了施工过程中的质量问题。

3 结论

综合近几年BIM技术在装配式建筑的应用进展，可以看出我国建筑行业已充分意识到BIM技术在装配式建筑的优势。借助BIM技术在装配式全生命周期的应用，可以有效地提高装配式建筑的设计、生产和施工水平，使装配式建筑从设计、施工、运维及管理的生产链条更加智能、一体化，促进我国建筑业项目经济化和行业标准化，利于建筑行业向着智能化、信息化转型。

总体来看，国内BIM技术在装配式建筑的应用，还处于较为初级的阶段，提高建筑智能化和信息化，开展BIM技术与装配式建筑的应用尤为必要。