浅析BIM技术在装配式建筑中的应用马爽

浅析BIM技术在装配式建筑中的应用马爽

马爽

长春工程学院能源动力工程学院长春市130012

摘要：随着建筑行业工业化和标准化的发展，以及现阶段建筑产业存在的材料浪费，人工成本过高，越来越多的地区开始推行符合绿色建筑的装配式建筑。但是由于现阶段我国装配式技术还在探索发展，还不够成熟，出现了部分装配式建筑在设计时没能做到标准化，模块化；或在施工阶段的吊装拼接等施工过程存在技术问题，要解决建筑不同专业的整合，充分发挥装配式建筑的优点，就需要把预制模块设计、施工、工厂甚至包括物流都统筹到一起，共同设计，研究运用建筑信息化技术即BIM技术把设计思想和项目管理贯穿整个项目一方面可以为装配式的应用提供更好的参考，另一方面也有利于建筑行业与信息化的高度融合。

关键词：BIM技术；装配式建筑；应用

1、装配式建筑概述

1.1装配式建筑的优点

（1）装配式可以使得工业流程化，这是建筑工业化的必经之路，作为国家和企业大力推行的建筑技术，装配式建筑具有他自身的优势；

（2）装配式建筑的构件可以再工厂实现产业化的生产，构件就相当于标准的产品，而运到现场就可以直接进行安装，可以说是既方便，又快捷，在争分夺秒抢工期的建筑领域，尤其无可比拟的优越性；

（3）构件在工厂进行标准化生产，质量比在现场生产更有保证，更可以得到有效的控制；

（4）用于周转的材料投入量相对减少了很多，降低了租赁的费用；

（5）现场作业量的减少对于环保而言是很有好处的；

（6）标准化的生产可以节省材料，减少浪费；

（7）构件的高标准的机械化程度，减少了现场人员的配备，在用工成本和安全生产方面都有帮助。

1.2装配式建筑发展的局限性

装配式技术在我国的起步和应用都较晚，其发展又受到设计标准还不够模数化，现场安装技术不够先进等因素的制约导致装配式建筑普遍比现浇建筑的成本要高。为了改善装配式建筑的应用，首先要认识到装配式建筑目前的缺陷：

（1）我国的建筑相关设计、验收等规范相对落后，使得装配式建筑的应用领域还比较有限，在建筑总高度和层高上限制很大。

（2）传统的发包模式，使得设计与施工分离开来，没有进行更好的融合。出现了预制构件不能标准化，模块化，并不能真正的实现装配式建筑省时，省料和节约人工成本的作用。相反预制构件不能标准化，会使得施工成本大大增加

（3）建筑物预埋件，螺栓使用量大大增加，容易出现施工偏差，造成无法使用，对施工精度要求较高。

（4）由于机械生产设备的限制，以及运输的规范要求，使得装配式构件的尺寸具有局限性，也容易造成运输成本较高的问题。

（5）装配式建筑与传统现浇建筑相比，对现场安装技术要求比较高，但现阶段，装配式施工技术人才缺乏，操作人员经验不足，协调性不够等等，安装技术仍然不够成熟，这种情况下会出现反复吊装，浪费耗时的现象。

2、BIM在装配式建筑建造过程中应用分析

2.1BIM技术在建筑设计阶段的应用

2.1.1深化设计

在深化设计中，预制构件设计的精确度直接影响现场安装的准确度以及后继精装修等工序的进程与效果。传统预制构件设计，先由工艺师进行构件轮廓设计、钢筋布置和埋件设置，再由机电设计师将所有的水、电管线和预埋件分解到每个预制构件中，工作量庞大，设计周期长，并且在二维工作环境下，容易发生冲突错漏。引入BIM后，可以通过TeklaStructures、MagicCAD等基于BIM技术的结构、机电软件，实现预制构件钢筋的3D生成，和机电管线预埋线槽、点位排布的三维协同设计，在提高精确度的同时，有效缩短设计周期。

2.1.2复杂节点处理

基于装配式建筑的先天特性：预制构件、现场拼装，为保证建筑结构具有足够的整体性以及抗震性能，规范提高了对墙肢和预制构件连接部位抗剪能力的要求。因此，预制构件连接节点处钢筋密集交错，经常造成钢筋无法绑扎，或者因绑扎过密无法浇筑混凝土等情况。利用结构BIM软件，设计人员可以在节点三维模型中实现真实的钢筋布置，将碰撞检查细化到钢筋级别，优化钢筋排布，并进行施工模拟，避免因碰撞、操作顺序等原因，导致无法施工或施工困难，确保施工方案合理可行。

2.1.3碰撞检测

碰撞检测在装配式建筑中的应用较在常规建筑中更加广泛和重要。在装配式建筑设计中，除管线综合等专业间的碰撞检查，预制构件之间的轮廓碰撞以及预制构件内部钢筋与钢筋之间、钢筋与预埋件之间也是碰撞检测的重点。相比传统二维设计，BIM设计有着强大的碰撞检测功能，可以快速生成碰撞检测报告，并在Revit模型中进行多专业联动修改。另外，在碰撞检测完成之后，BIM还可以模拟安装过程，对安装方案可行性进行分析，避免因构件制造、安装存在问题，造成的设计变更甚至返工。

2.2BIM技术应用于生产安装阶段

通过BIM技术，预制件生产厂商可以在总体数据信息库中获取建筑工程中所运用到预制构件的具体尺寸以及建筑工程中对预制构件材质的各种要求等。根据实际建筑工程项目来开展生产计划工作，并且能够将生产信息反馈至BIM信息平台，将生产进程在第一时间告知建筑施工单位，便于施工单位在能够更加合理的安排施工计划、施工进程及施工周期。预制构件的质量在一定程度上将直接决定整个建筑工程的质量，因此为了能够保障预制构件质量达标，将管理工作始终贯穿于预制件初期的生产阶段、入场阶段以及后期的运输施工阶段。与此同时，在预制件的生产制作阶段，可以通过将BIM技术与RFID技术两者相互融合，通过将含有构件类型、具体尺寸、预制构件的材质以及其准确的安装位置等信息的RFID芯片根植于预制构件之中，以便于不同施工阶段的施工人员能够随时通过数据平台对相关信息进行读取、浏览以及信息的使用。

2.3BIM技术在装配式建筑施工建造阶段的应用

在装配式建筑施工阶段，BIM技术的主要应用价值有以下方面：第一，能够随预制构件的库存和现场管理进行改善。在实际的施工现场构件找不到或者构件找错等情况是时有发生的，所以只有严格对施工现场进行管理才可以防止此类事件的发生。而在这个阶段利用BIM技术和RFID技术的有效结合，就可以对这些构件实时追踪控制。它们结合的优势就在于获得信息准确且传递速度快，能够减少人工引起的误差；第二，利用5D施工模拟对施工、成本计划进行优化，对工程质量的进度进行控制。基于3D-BIM模型，又引入了时间和资源维度形成5D-BIM模型，以此来对装配式建筑的各种资源投入情况和整个施工过程进行模拟，形成一个动态的施工规划。另外在模拟的过程中，对原有的施工规划存在的问题进行优化，避免工期延长和成本增加。5D-BIM模拟还可以使整个项目的施工流程和成本资源的投入更加直观的展现在施工人员和技术人员面前。

2.4BIM技术应用于运维阶段阶段

首先，BIM技术将项目记录建模，记录项目整体空间设施建设和维护记录数据，并随着动态建筑物理空间的不断更新和完善，并存储更多信息；其次，通过BIM技术建立（预防性）维修过程表，对BIM模型进行记录，建立设施、设备、履历信息的模型，能够准确地制定高质量、降低维修成本的计划。又对BIM的资产管理机构的辅助施工设施设备的操作，这些资产被称为实体，建设系统、周边环境、设施和设备，必须考虑适当的和最低的成本，并满足业主和运营商的要求进行业绩持续添加，更新，维护，使用、报废等。

3、结束语

总之，装配式建筑与传统建筑相比，具有消音减噪、绿色环保、资源利用率高、结构精度高等优势点。BIM技术，作为一种潜力巨大的高新科学技术，是未来的热门研究课题，也是未来的发展趋势之一。将BIM技术应用到现代装配式建筑中，潜力巨大，是现代建筑领域的一个重要发展方向。

参考文献：

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[2]白庶，张艳坤，韩凤，张德海，李微.BIM技术在装配式建筑中的应用价值分析[J].建筑经济，2015（11）：106-109.

[3]周文波，蒋剑，熊成.BIM技术在预制装配式住宅中的应用研究[J].施工技术，2012（22）：72-74.

项目：将BIM建模软件引入到土木建筑相关专业制图教学中的应用研究

项目：基于BIM技术的建筑环境与能源应用工程专业实践教学改革