基于BIM的半装配式住宅项目绿色快速节能建造施工综合技术研究

基于BIM的半装配式住宅项目绿色快速节能建造施工综合技术研究

陈仕坤,李仕佳,刘小,刘康,高翔

中国建筑第五工程局有限公司

摘要：本文介绍了石家庄保利仓兴街项目和光尘樾住宅小区工程，基于BIM的半装配式住宅项目绿色快速节能建造施工综合技术研究。项目以BIM技术为依托，综合采用快速建造、绿色节能等施工工艺，采用兼顾结构安全和施工便捷性的半装配式建筑体系，为现场绿色快速施工创造了条件。半装配式住宅项目绿色快速节能建造施工综合技术研究，通过施工前进行BIM软件建模提前规避设计问题，过程加强管控达到既快速建造同时又确保施工安全和质量的效果，现分析总结技术成果，以期为同类工程施工提供可借鉴经验。

关键词：BIM技术应用、半装配式住宅、绿色节能、快速建造、施工技术

1.BIM技术的应用

1.1 BIM建筑信息模型的建立

应用BIM技术建立项目结构、建筑以及机电综合模型，通过结构模型与建筑模型和机电模型三者的相互模拟碰撞对比提前发现问题，确保现场各专业工作的顺利进行。

在进行BIM模型建立前，要提前将项目现有图纸及设计变更进行整理，汇总整理并绘制出CAD图纸，从而以此为依据进行模型建立，保证模型数据的时效性。同时，建立项目BIM总服务器内部网络，然后将各子计算机与总服务器连接，进而组织课题小组成员在各子计算机系统内，通过应用BIM建模软件，以1:1的比例建立项目结构模型，然后在结构模型的基础上分段建立项目建筑模型，在这两项任务完成后进行结构模型与建筑模型的碰撞检查和合理性检查，如发现问题及时向业主和设计反映，并提出可能的解决方案。在建筑与结构专业在碰撞中发现的问题销项完成后，以建筑模型为依据，进行机电综合管线模型的建立，建模完成后进行机电综合管线的模拟碰撞，将发现的问题消灭在设计源头，从而避免后续施工过程中的返工问题，节约材料人工的同时加快工程工期。

BIM建筑信息模型可以做到实时更新，当工程因业主对某项使用功能要求变化而产生变化时，可以随时根据变更对模型进行修改，进而指导现场施工。

1.2 BIM三维平面布置应用

通过应用BIM三维场布软件，结合工程施工总平面布置图建立工程三维场地布置模型，将现场各施工元素体现在模型内，为项目总图策划提供可视化依据。

随着建筑行业的发展与市场竞争的愈发激烈，工程建设对项目管理者的组织协调能力要求越来越高。工程施工现场作业面较大，分区管理的同时各个施工分区存在各自特有的情况，现场场地复杂多变，随着施工进度的不断调整现场平面布置亦随之不断变化等，项目建设面临着一系列问题。BIM三维场地建模技术为现场平面布置工作提供一个很好的可视化平台，通过建立现场在建建筑、大门围挡、施工道路、机械设备、临时办公生活区等模型，模拟各施工元素间的时间和空间关系，形象直观地模拟现场各个施工阶段的实际情况，更加灵活地进行现场施工平面布置，充分利用现场场地，使得施工平面布置更加合理，施工组织更加顺畅，从而降低施工成本、加快工程进度。

1.3 BIM技术可视化辅助交底

近年来，随着信息化技术的突飞猛进，工地数字化、精细化、智慧化发展已成趋势。本工程通过使用公司自主研发的虚拟样板软件，可进行卫生间样板、二次结构样板、基础施工样板、楼梯结构样板、屋面施工样板、主体结构施工样板、构造柱及内墙抹灰样板、满堂架搭设样板等的可视化交底。通过虚拟样板软件可以对模型进行移动、缩放、转动、拆分等操作，期间有语音讲解，非常生动形象。

基于BIM的虚拟样板软件可代替实体三维样板、更新颖、更经济，且便于循环使用。在实际工程中，一些重要的质量控制点及工序无法在实体样板中体现，在工程施工前先进行模拟施工，体验过程中将各项施工过程管控措施和技术规范以可触摸的形式进行展现，让体验者身临其境感受工程施工质量标准化，更加直观的进行质量控制。更方便项目部对工人的技术交底与培训。

2.半装配式住宅体系下的快速建造技术应用

2.1蒸压加气块和装配式ALC条板相结合的优点

AlC板材扩展性能强，适应性强，尤其是机械化生产的系列板材产品，其实用性更强，质量也更加优质，带给建筑施工应用更大的方便，操作更简单，使用效果也更加优质，不仅节约建筑成本，还提高建筑质量和建筑施工的效率。但在楼层较高和施工空间较小的地方施工不方便。蒸压加气混凝土砌块是一种轻质的新型建筑材料，具有质量轻、保温好、可加工和不燃烧等优点，可以制成不同规格的砌块、板材和保温制品，在不方便ALC条板施工的部位采用蒸压加气块可以减少安全事故的发生，减小施工的难度。

2.2装配式干法地暖的应用

传统的地暖施工体系为湿作业施工，此施工工艺存在许多问题：如工期长，工艺繁琐，由于后浇混凝土自重大，工作量大，施工废料多，不环保，脚感舒适度低，成本高，很难进行后期的保养与维修，不再满足客户需求，与国际的先进装配技术相比较存在着很大差距。传统工艺已经不能满足现有生产需求，不再具有先进性。传统的地暖体系已经限制了行业的发展，因此需要对这种技术进行更新替代。干法地暖采用沟槽保温板嵌管固定.无需混凝土保护，所有材料由厂家批量生产减少了现场施工的时间，同时也减少了混凝土废料的产生。

2.3屋面钢结构装配式花架

钢结构重量轻、强度高，当承受的荷载和条件相同时，钢结构要比混凝土结构轻，便于运输和安装，并可跨越更大的跨度。钢材的塑性和韧性好，塑性好，使钢结构不会因为偶然超载或局部超载而突然断裂破坏。韧性好，则使钢结构对动力荷载的适应性更强。钢材的这些性能对钢结构的安全可靠提供了充分的保证。钢结构由各种型材组成，制作简便。大量的钢结构都在专业化的金属结构制造厂中制造，精确度高。制成的构件运到现场拼装，采用螺栓连接，且结构轻，故施工方便，施工周期短。此外，已建成的钢结构也易于拆卸、加固或改造，为后期的改造减少了施工成本，同时节约了材料。

3.绿色施工与节能

3.1绿色施工的意义

工程建造阶段是建筑全寿命周期相对较重要的一个环节，并且其对资源和能源的影响相对集中，对环境的影响和资源的消耗具有突发性、直接性等特点。绿色施工是可持续发展在建筑工程中的具体体现，是以节约资源，降低能耗和保护环境为目标，通过采用合理的技术方案和管理方案的优化，确保在高品质、高效的前提下实现低资源消耗、低环境影响的目标。

建筑施工难以避免的会给城市环境带来污染，其中包括大气污染、噪声、水污染、固体垃圾等，绿色施工要求尽量降低施工过程对环境的负面影响，对于基于BIM的半装配式住宅项目绿色快速节能建造施工综合技术研究来说，虽然避免了由于过多湿作业以及较长工期所导致的各种污染和施工过程中进行拆改所造成的污染，但在绿色施工过程中还应注意以下方面，扬尘是大气污染中最突出的部分，应采用洒水降尘的方式有效降尘；在噪声污染方面，采用对场地进行围堵封闭以及使用低噪音打桩设备进行污染预防，同时，尽量避免夜间施工”。

3.2建筑节能

工程建设需要消耗大量建筑材料，同时也消耗大量的能源，随着科学的发展建造速度的加快，消耗能源的速度也在日益增加，施工单位往往以浪费能源为代价来提升自己的施工速度，造成大量资源的不合理消耗，为国家的节能减排大计造成冲突，装配式施工大大的减少了能源的消耗，因此基于BIM的半装配式住宅项目绿色快速节能建造施工综合技术研究通过在前期BIM深化后期工厂流水化作业的方式大大减少了能源消耗，符合国家发展战略。

结束语

综述上所述，基于BIM的半装配式住宅项目绿色快速节能建造施工综合技术研究在我国有较广阔的发展前景。基于“四节一环保”理念为基础的装配式建筑绿色施工体系，将BIM技术应用于半装配式建筑绿色施工中，可以更直观的进行建造模拟，减少施工过程中的返工维修等工作，从而减少材料浪费，提高工程质量，提升施工管理水平，对工程的绿色快速节能建造的发展起到了推动作用。