BIM模型下装配式建筑的发展趋势及其优劣分析

BIM模型下装配式建筑的发展趋势及其优劣分析

覃宗腾

中国五冶集团有限公司

笔者曾参观学习新都大丰锦丰新城经济适用房项目，该项目是成都市政府主导、成都建工集团旗下多家公司参建的BIM模型装配式建筑，现结合考察参观情况，简要介绍基于BIM模型下装配式建筑的发展趋势及其优劣。

目前，住建部及各省市大力通过政府主导推进装配式建筑建设，在设计阶段必须采用BIM模型提交设计方案，在施工阶段，各地规定不少于XX%的装配式预制件，在验收检查阶段，主管部门、质监站、监理单位，必须加强监督检查，规定装配式预制件不达比例不予验收。通过以上规定可以看出，装配式建筑作为一种先进的建筑模式，即将被广应用在建筑行业。

一、BIM模型技术的发展

装配式建筑核心是“集成”，BIM方法是“集成”的主线。这条主线串联起设计、生产、施工、装修和管理的全过程，服务于设计、建设、运维、拆除的全生命周期，可以数字化虚拟，信息化描述各种系统要素，实现信息化协同设计、可视化装配，工程量信息的交互和节点连接模拟及检验等全新运用，整合建筑全产业链，实现全过程、全方位的信息化集成。

随着计算机技术的进步，国内BIM(建筑信息模型)的普及，BIM软件对建筑信息数据的管理有了一个质的飞越，信息化会推动工业化发展，装配式建筑的标准化设计与生产有了统一制式，对BIM的发展起到很好的促进作用。

装配式建筑项目的建设模式是:设计→工厂制造→现场安装，相较于设计→现场施工模式来说，已经节约了时间，但这种模式推广起来仍有困难，从技术和管理层面来看，一方面是因为设计、工厂制造、现场安装三个阶段相分离，设计成果可能不合理，在安装过程才发现不能用或者不经济，造成变更和浪费，甚至影响质量;另一方面，工厂统一加工的产品比较死板，缺乏多样性，不能满足不同客户的需求。

　　BIM技术的引入可以有效解决以上问题，它将设计方案、制造需求、安装需求集成在BIM模型中，在实际建造前统筹考虑设计、制造、安装的各种要求，把实际制造、安装过程中可能产生的问题提前消灭。

　　装配式建筑的典型特征是标准化的预制构件或部品在工厂生产，然后运输到施工现场装配、组装成整体。装配式建筑设计要适应其特点，在传统的设计方法中是通过预制构件加工图来表达预制构件的设计，其平立剖面图纸还是传统的二维表达形式。在装配式建筑BIM应用中，应模拟工厂加工的方式，以“预制构件模型”的方式来进行系统集成和表达，这就需要建立装配式建筑的BIM构件库。通过装配式建筑BIM构件库的建立，可以不断增加BIM虚拟构件的数量、种类和规格，逐步构建标准化预制构件库。

　　在深化设计、构件生产、构件吊装等阶段，都将采用BIM(建筑信息模型)进行构件的模拟，碰撞检验与三维施工图纸的绘制。BIM的运用使得预制装配式技术更趋完善合理。沈阳卫德住工科技作为一家装配式建筑技术提供的高科技企业，在与其战略合作企业的签约交流时也经常提到深化设计在装配式技术中的重要性。卫德住工认为将BIM引入建筑产品的流通供配体系，根据已做的运输与装配计划，合理计划构配件的生产、运输与进场装修，可以实现“零库存”。

　　BIM技术的使用已经成为建筑业不可抵挡之势，它为整个行业带来的高效率及高效益是有目共睹的。而作为生态建材的轻钢结构及绿色建造方式的预制装配式，其研究、应用前景也为行业看好。通过本文中已述方法，可实现BIM与预制装配式轻钢结构的创新结合，体现当前行业内的又一研究创新点，为相关各方提供了一个实用研究方法。

二、装配式建筑的优缺点

1、节能

由于外挂板为两面混凝土中间夹50厚挤塑板，帮其保温性能较传统建筑的外墙外保温或外墙内保温性能更好，同时，也解决了传统建筑因为做了外保温而带来的外墙面装修脱落现象；

2、环保

由于采用工厂化生产，使得施工现场的建筑垃圾大量减少，因而更环保；采用机械化生产，节约现场的砖砂水泥浪费，减少现场扬尘，由于环境改善。

3、节省模板

由于叠合板做楼板底模，外挂板作剪力墙的一侧模板，因此节省了大量的模板；

4、缩短工期

由于大量的墙板及预制叠合板都在工厂生产，从而大量减少了现场施工强度，甚至省去了砌筑和抹灰工序，因此大大缩短了整体工期；

5、要求放线准确，标高测量精确

由于工厂化的生产，使得预制构件的尺寸已经定死，如果放线时尺寸偏小，将使预制构件安装不下去，如果放线时尺寸偏大，则构伯又会造成拼缝偏大的现象。同时，在现场施工时，剪力墙的标高也要控制好，不然将会造成叠合板安装不平整或是纵算将叠合板安平了，也会造成板与剪力墙间有条较大的缝，又要重新支模，反而更麻烦了；

6、对预留孔洞位置精度要求较高

装配式建筑由于为混凝土结构，要求在预留预埋时，尺寸、位置尽量精确，否则要重新开槽、开洞，增加施工难度，甚至影响结构；

7、板底缝隙成八字形，勾缝后可能易脱落

经过现场实际观察，预制板为上大下小的倒八字形板，在两块板之间所形成的板缝为正八字形，因此尽管采用抗裂砂浆勾缝，但还是很容易发生脱落伤人的现象，故建议将预制板改为上小下大的正八字形板，那么在两块板之间的拼缝就是倒八字形了，而且可以将板缝和叠合板一起现浇；

8、预制构件尺寸也存在一定误差，拼装时缝隙有时过大或不均匀

尽管是工厂化生产，预制构件也可能有一定的尺寸偏差，同时由于现场施工时的人为误差，有时拼装时产生缝隙过大或不均匀的现象；

9、外挂板无止水橡胶条

装配式建筑外挂板设计，有的平楼板面，带止水橡胶条，而有的高出楼板面200的外挂板就没有止水橡胶条了。如果没有止水橡胶条，尽管在外缝处用耐候胶处理了，但还是有渗漏的可能，建议所有外挂板都要有止水橡胶条；

10、部份门框处未预埋木砖

部份门框处未预埋木砖，将会导致用户在以后的装修过程中，无法或是很难安装门，建议在以后的内墙预制时，在有门的位置，应在门框上预埋木砖，以方便用户以后的装修使用；

11、外墙板缝处理采用耐候胶，老化后更换不方便

尽管说耐候胶的使用寿命为30年，但存在很多不利环境因素，使得耐候胶的寿命降低，而一旦要更换耐候胶的话，施工是极为为方便了；

12、装配式建筑的工程造价与传统式建筑工程造价相比，要高很多

传统建筑的楼板厚度大约就是100厚，而装配式建筑的楼板厚度为60厚叠合板加60——80厚现浇板，总体厚度达到了120-140，超传统建筑板厚很多；外墙外挂板与剪力墙连接，使外墙厚度大幅增加，所用材料也就大幅增加。这些都导致了造价的增加。同时，由于外墙厚度的增加，导致用户在同等建筑面积上，装配式建筑的净空面积比传统式建筑的净空面积小很多，从而导致了装配式建筑的平方米造价比传统式建筑的平方造价贵很多，也不容易被消费者所接受；

13、造价管理部门编制定额不能跟进，造成生产厂家一家独大，价格由生产厂家说了算的境况

装配式建筑在我国尚处于新事物发展阶段，造价管理部门编制定额还不能实时跟进，这就造成了生产厂家一家独大的现象，造价由生产厂家说了算，这也不利于装配式建筑的发展；

14、外挂板作为剪力墙的外模，有时预留对拉螺杆孔洞过少，会造成在浇筑混凝土时，外挂板外移的现象

装配式建筑剪力墙施工时，由于外挂板作为剪力墙的一面模板，而有时外挂板上的预留对拉螺杆孔洞过少，可能导致整个模板体系的刚度不够，从而导致在施工剪力墙混凝土时，外挂板往外偏移，从而导致外墙面不平整的现象发生；

15、吊装风险

传统式建筑土建部分均是现浇混凝土，没有PC板、楼梯、外墙吊装，不存在这方面的吊装风险。

    总体来讲，通过BIM模型，可视可见，将一些问题解决在图纸阶段，后期几乎没有交叉矛盾冲突的地方。建设装配式建筑，利大于弊，短期内，成本略有增加，但是其发展趋势是必然的，按照住建部领导的话语意见是，当今社会，谁有用BIM技术，谁就是建筑行业的佼佼者！