BIM技术在装配式建筑绿色施工的应用研究

李志剑

摘 要：随着我国经济社会的持续发展，传统的高能耗、高污染的发展模式已难以为继。对绿色施工与装配式建筑之间的关系进行了分析，并对 BIM技术在绿色施工中的应用进行了探讨；从施工单位统筹协调，绿色施工可行性设计方案，绿色施工管理的前置；从施工过程动态管理、绿色施工后评估三个角度，为装配式建筑绿色施工的发展提供参考；本文以一个装配式居住小区为实例，对其进行了研究。研究结果显示，装配式建筑符合绿色施工的设计思想；在施工单位中大力推行绿色施工，是一条促进建筑业转型发展的有效方法；BIM技术的合理运用可以有效地提高其实施的有效性，从而增强其核心竞争力。

關键词：绿色施工；装配式建筑；BIM技术

1 前言

新时期，随着建筑业的转型和发展，绿色、循环经济、低碳经济等理念越来越受到社会各界的关注，为了避免建筑资源的过度浪费及环境污染问题，积极推行绿色施工模式逐渐成为建筑行业的未来发展趋势。在这样的大环境下，装配式施工方法被越来越多的人接受，它的施工周期短，生产效率高，绿色环保；突出的特点是生产的高度集中。另外， BIM技术在施工管理、造价、施工等方面的应用也日益广泛，建筑行业利用 BIM技术的巨大优势，使整个行业的数据化、智能化、信息化，并在一定程度上推动了各参与主体之间的横向信息采集和垂直的信息交互，达到了较好的沟通和交互效果。如何将 BIM技术与绿色施工的建设与管理相结合，是目前我国需要进行深入探讨的问题。

2基于BIM技术的装配式建筑绿色施工发展建议

2.1参建单位的统筹与协调

装配式建筑项目的施工单位很多，不仅是传统的设计、施工单位，还有构配件的深化设计、施工、施工单位、甚至是专业的构配件安装公司，这大大增加了绿色施工的实施难度，因此需要业主单位加强对参建各方的管理和协调。BIM技术在民用建筑中涉及到多专业、多部门、多工种；在公共建筑、市政工程等领域，其应用日益广泛。在施工全过程中，业主要重视施工信息模型的构建与更新，尽早发现设计与施工方案中存在的不合理之处，并与之进行沟通、协调。

2.2设计方案的绿色施工可行性

绿色施工绝非仅凭建筑单位或仅在建设阶段就可以完成。设计方案应当为绿色施工营造良好的环境，使其更具绿色施工的可行性。在工程现场，要保证设备的加工与安装，以防止出现问题，造成不必要的资源浪费。如有必要，建议施工单位及早介入，并充分吸收施工单位对绿色施工可行性的意见。装配式结构的最大难点是如何正确地组装构件，并对连接节点进行加工。由于传统的平面设计图纸不能很好地满足预制、现场施工的需要，因此很容易产生错漏、漏点等问题。BIM模型能够直观地显示出建筑的结构，从而达到结构构件的最佳组合、降低建材消耗、提高材料利用率；在施工过程中，要尽量简化施工过程，尽量减少后期施工作业，尽量减少对环境的负面影响。

2.3绿色施工管理前置

2.3.1预制加工阶段管理

在建筑材料种类、施工配比、生产工艺等方面，要加强对建筑材料的预处理过程的控制，以减少水、电等资源的消耗和浪费。由于装配工程是在施工前进行施工的，所以对构件的尺寸、形状等的精确性都有较高的要求，要充分利用 BIM模型，对构件的内部结构、形状、尺寸等进行全面地了解，从而加强质量控制，提高产品的出厂合格率，防止返工造成的资源浪费。同时，质监部门要加强对预制件生产企业的监督管理，保证产品的生产质量。重庆中科大楼工程应用 BIM控制平台，在？RFID数据采集系统的基础上，实时监测各部件的生产状况；通过与 RFID系统中的相关资料核对、比对，确认符合后方可出厂。施工单位应事先研究构件的定位、吊装、连接安装的施工方法、施工工艺，并在施工过程中预先埋设连接套管、钢筋、抗剪键等；为降低生态和环境的影响创造了有利的条件。

2.3.2施工前准备阶段管理

在建设前期，施工单位要重视绿色施工的建设，转变为积极的态度，避免在建设过程中发现问题、解决问题。利用？BIM技术，可以对整个工程进行多维的仿真，并能及时发现工程设计中的问题，进行改进和改进，并制订相应的应急预案。工程设计的精确性是影响工程实施成效的关键。如果设计深度不够，将会直接影响到工程的实际指导作用，从而使绿化工程无法得到充分实施，从而影响工程的实施效果。利用？BIM技术，可以对项目建设期间的能耗、资源进行精确的估算，从而为施工单位制订节能措施提供参考。预制件的现场组装施工方案是多种多样的，为找出最合适的方案，施工单位通常采用建立试验区段的方法进行实践检验，再依据工程效果来确定一个方案，再大规模地推广。利用 BIM技术，可以对各种工程方案进行仿真，方便地选择最佳方案。运用 BIM技术，可以在工程场地和有限区域周围进行三维仿真，并进行合理的方案设计，使现场布置得到最优；要有足够的设备存放场地，畅通的运输路线，最大限度的减少土地的占用，并减小对周围的环境的影响。

2.4施工过程动态管理

在实施过程中，施工现场的管理是实现绿色施工最重要的环节。目前，许多装配式施工单位还处于对绿色施工过程的管理中，还没有适应新理念和新形势的需要。在设计完成后，要对施工过程中出现的问题进行动态调整，逐步更新、修改、完善，并及时更新 BIM模型，以保证模型的正确性，为工程动态管理提供技术保证；否则，就会使绿色施工只是纸上谈兵，不能真正落实。比如，由于项目建设过程中场地的动态变化，需要将设备存放场地、塔吊、停车场等作为参数化模型，根据施工现场的实际需求进行动态调整，直观反映出施工现场在各个阶段的实际布局，提前发现场地布置的问题并进行完善；尽量降低设备的二次运输，以提高工地的使用效率。由于装配式建筑是由大量的构件在现场拼装而成，通过？BIM技术对构件进行建模，可以将构件预先设定为标准化的构件，并按照工程进度进行布置；分阶段、可视化地仿真了结构件的组装和施工，并对其进行了动态的工程量统计分析。保证材料、设备、资源的合理配置、构件的运输、吊装、安装等环节的合理性、构配件的点到点运输、协调、协调、协调、减少资源错配导致的不必要的浪费、构配件提前进场导致占用过多场地或者进场不及时影响施工效率等问题的发生；同时，施工人员在施工过程和施工方法上也能更加直观地体会到，从而可以降低施工中遇到的问题，保证施工的顺利进行。

3 工程实例分析

本文以杭州之江诚品为案例，分析了 BIM技术在预制装配式建筑中的应用。本工程共包括6栋17层的小高层楼、12栋5-6层楼的平房，均为框架-剪力墙结构。本项目各构件在预制构件生产过程中都使用了低碳、绿色建材，以达到降低环境污染、改善工程质量的目的。通过 TeklaStructures，可以有效地减少物料消耗，并在各个阶段产生预制构件、管件和钢筋；表1中列出的混凝土等明细表。

每一块预制件均预先植入 RFID芯片，并有相应的编码，为以后的建设与管理打下了坚实的基础。“碰撞”测试采用 TeklaStructures，修正了14个“打架”点，从而避免了建筑过程中出现的问题，减少了不必要的重复劳动和浪费。施工期间，利用 AutodeskRevit和 AutodeskNavisworks软件，构建了包括施工材料、工艺、施工质量等信息的 BIM模型，并对施工进度进行实时更新，既能有效地控制施工质量，又能保证绿色施工的顺利进行；并利用 BIM模型快速地判断出具体的结构零件的具体位置，为以后的维修和维修工作提供参考。采用虚拟漫游技术，对构筑物和大型机械的进入路径、时间进行了优化，使施工流程更合理，减少了不必要的工序；不仅可以极大地降低工地上的混凝土浇筑，而且便于对安装时产生的垃圾进行集中处置。图1为13-2号建筑梁模装配现场，在前期的仿真中，尽量在地面上安装一些构件，然后将其整体吊装到对应的位置；与传统的施工工艺相比，这种方法能有效地提高工程的效率，降低工程造价，节约材料，降低高空作业；对建筑工人的生命安全进行了有效的保护。同时，利用 BIM技术对建筑工地的太阳辐射进行了模拟，并依据模拟结果合理配置太阳能设备，实现了对可再生资源的有效利用，降低了能耗。利用 BIM技术，在建筑工地设置排水沟、下水道、雨水收集池；对污水沉淀池、化粪池等设备进行了建模，对管道坡度、长度、走向进行了优化；位置等，使排水及时、合理、高效，有利于水资源的循环利用。

4 结语

装配式建筑由于其资源浪费少，施工速度快，对环境污染小，符合绿色施工的要求。在新的发展形势和新的需求下，许多参与建设的企业对绿色施工的理解不全面、观念陈旧、方式不合理；这将会影响到装配式建筑的绿色建设。BIM技术的运用是建筑设计、施工、运营等全过程观念的一次重大变革，合理运用？BIM技术能更好地将绿色施工技术运用于建筑领域，推动建筑产业的转型升级，提高企业的核心竞争力；推进可持续发展的经济和社会。

参考文献

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[3]馬鹃，陈菁菁.BIM碰撞检测技术在装配式建筑绿色施工的应用研究[J].价值工程，2020，39（24）：222-223.