BIM技术与预制装配式建筑发展与应用

BIM技术与预制装配式建筑发展与应用

孟翠平 ,贡新楠

江苏科技大学苏州理工学院   江苏   苏州   215008

摘要：当前，生态文明建设、建筑工业化、住宅产业化都在大力推动，这一时期，建筑行业的发展将会得到极大的提升，尤其是装配式建筑的工业化水平，而 BIM作为建筑系统的最佳技术和平台，能够在一定的时间内实现持续地发展。结合计算机、物联网等先进技术，可以有效地解决预制装配式建筑行业的系统化问题，从而提高整体水平，与国家"十三五"的研究计划相适应，大力发展绿色建筑和建筑业，并建立了 BIM技术的研究与开发。

关键词：BIM技术；预制装配式建筑；设计与施工

引言

随着我国经济社会的发展，以低碳环保为特征的装配式结构越来越受到人们的重视。但在我国，由于还处在初级发展时期，存在许多不足之处。BIM技术的应用，将大大提升工程设计效率，改善预制件制造和管理，优化施工工艺，从而促进整个行业的发展。本文从建筑设计、制作、施工等各个方面入手，对建筑工程施工中的BIM技术进行了详细的论述。

1.装配式建筑的概述

装配式结构是在工地上将预制的预制件集中在厂房内，其形式有：外墙板、内墙板、叠合板等。与常规的施工方法比较，可以在某种意义上减轻工人的劳动能力，降低生产费用；实现了建筑与装修相融合、节约工期、节约成本、体现了绿色建筑理念；在工程建设中，采用了信息化工程，提高了工程建设的效率和品质。做好装配式住宅建设，对于推动我国目前的社会和经济稳定发展、拉动投资、引导社会资本、刺激消费、推动新企业发展都有着重要的实际作用。对提高我国城市建设用地效益，提高环境保护水平，减少资源浪费，减少建筑废弃物，减少噪音，减少能耗，提高资源使用效率。随着装配式建筑的不断发展，提高了生产效率，有效地改善了传统的低效率、高消耗的施工方式，从而形成了一种创新的施工方式，这对提高劳动者素质和完善管理理念起到了积极的作用。这将有助于我们顺应一带一路倡议的发展，增强我国的国际竞争力，促进我国融入世界。

2.将BIM技术应用于装配式建筑中的必要性

将 BIM技术用于装配式建筑的设计与管理，既能充分利用 BIM技术的协调与仿真，又能在一定程度上优化装配施工。组装房屋和传统的建筑不同，它是在建造前就开始建造的，将所有的零件都组装在一起，在建造前就完成了建造。在进入施工阶段后，不仅简化了程序，还确保了工程的质量，加速了工程的建设。装配式建筑的各类配套设备均为大批量制造，采用标准化的制造工艺，不仅能确保产品的品质，还能使制造工艺得到优化。在信息化时代，随着计算机、互联网等技术的广泛应用， BIM技术在现代社会中的应用越来越广泛，越来越多地被运用到了装配式建筑的设计与管理中，从而使其在工程建设中得到了越来越多的应用。

3.预制装配式结构的应用难点

3.1预制装配式构件的精度控制难度大 

装配式建筑要想达到构件化、工业化，必须要有构件尺寸、形状、预留孔洞、构件间的连接和碰撞等精确性，特别是在制造和施工中，由于精度的问题，往往会导致工程进度的延迟和造价的增加，这是实现装配式结构的最大问题。

3.2设计、生产和施工无缝衔接难度大

在常规的结构设计中，通常仅从结构的稳定性出发，而对施工、制造工艺等方面的研究较少。然而，由于预制装配式结构的设计，对设计单位的设计质量要求较高，而且在设计时既要兼顾结构的稳定性，又要兼顾制造、施工等方面的要求，这就给工程的设计带来了较大的困难，同时也带来了较高的设计费用。因此，为了实现设计、生产、施工的无缝对接，采用传统的设计方法是十分困难的。

3.3施工过程精细化管理要求高

预制组装是实现构件化、产品产业化的过程，每一个构件的型号、构件的位置、构件的数量、构件的数量，都需要进行精细的管理。否则，不但不能有效地提高工程的效率，还会因现场管理不善而导致工程造价的上升和工期的延长，而在传统的工程管理中，对构件的型号、构件的部位、现场的堆放进行精确的管理是不现实的。

3.4生产和施工人员的专业能力要求高，专业队伍培养困难大

目前，我国还没有形成工业化、专业化的预制装配式结构，在生产、施工方面还没有太多的经验可供参考。但是，预制装配式建筑对专业技术水平的要求很高，在现有的工程技术条件下，要培养一支专门的工程队伍是非常困难的，而且会给建筑企业带来很大的压力。

4.BIM技术在装配式建筑中的应用

4.1 BIM技术在装配式建筑设计阶段的应用

设计者针对预制件的特性，特别是类似于住宅结构的钢筋，利用 TeklaStructures软件对其进行了预处理， BIM数据可以模拟碰撞的过程，将零件的名字和种类输入到程序中，并直接验证了菜单导航，一步一步地完成了仿真，并在现场示范了预制件的建造过程，并对其进行了修正和再检验。

4.2减少设计误差 

在进行项目的规划时，可以利用 BIM技术对项目的结构和有关的部件进行精确的设计，从而降低各种错误的产生。采用 BIM技术准确地判断零件的尺寸、间距和厚度。另外，它还可以进行立体的立体展示，可以更好地看到各部件之间的相互关系，并利用撞击探测技术来判断部件的可靠程度，尽量减少部件之间的冲突，减少由于装配错误造成的装配错误，以及由于错误造成的延误。

4.3 BIM技术可视化应用

BIM技术的可视性特征能够解决钢筋碰撞和埋件干涉等问题，使现有的设计更好地实施，使项目的施工质量得到显著提高。可视化有两大优势：首先是在数据之间，实时、一致的关联，使数据库发生的任何变动都能及时反馈给其他有关部门；其次是能够在不同组件间进行相关的展示，并进行智能化的互动。该方案的一个重要目的是保证各个零件在抵达工地后都能准确地组装，而不会出现疏漏、碰缺等问题。特别是对钢筋的碰撞测试，能有效地预防在建筑工程中由于混凝土构件的冲撞导致的窝工和再作业，保证工程的顺利进行。

4.4提高预制构件的现场管理水平

预制件在生产后进行贮存、运输，不仅耗费大量的人力、物力，而且由于其结构复杂，极易产生误差，给工程施工带来一定的影响。通过 BIM技术，将 RFID芯片嵌入到不同的部件中，由存储和运输人员通过专门的设备实现数据的自动处理，避免了人工数据的差错和疏漏，节约了大量的时间和管理成本。当零件运送到工地后，相关部门就可以直接获得相关的材料，对其安装位置、安装要求等情况进行全面地了解，从而有效地加强施工现场的管理，加快施工进度。

4.5提高施工管理效率 

当前的装配式建筑，因为在工地上安装难度大，机器数量多，所以在工程正式开工之前，利用BIM技术对工程进行仿真，使工程的整体结构更加清楚，使其发挥出最好的作用。仿真能够对各种危险因素进行有效的处置，从而实现对安全生产的防范和管理。BIM技术能够模拟施工期间的车辆，降低二次运输的复杂程度，从而促进工程的整体进度。

4.6对施工计划进行优化

通过 BIM技术，可以在 BIM模型中加入时间与资源的维度，并将其纳入"5D-BIM"模式，实现对项目资源、资源的投资，并形成"动态的施工进度表"，了解项目的进度、资源使用情况；同时，可以及时地发现设计中存在的问题和不足，并对其进行改进和优化，从而减少成本和工期的增加。

结束语

近年来，随着建筑工程的快速发展，预制装配式建筑已经是目前建筑业发展的主要推动力，为了更好地发展和发展，需要将BIM技术与信息技术相结合，不断地探索新的发展方式，从而对建筑行业出现的问题不断实现新的更高水平的解决，确保建筑的安全性。BIM技术在建筑预制构件中的运用，不仅能减少成本，而且能有效地克服施工过程中出现的问题，确保施工的顺利进行和环保。

参考文献：

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