BIM技術在預制裝配式建筑施工中的應用研究

郭旸旸

【摘 要】近年來，我國預制裝配式建筑迅速發展，隨著bim技術在建筑行業的廣泛推廣，BIM技術與預制裝配式建筑工程結合也成為一種發展的趨勢。本文結合工程實際對預制裝配式建筑在設計現場施工以及管理中運用bim技術進行了闡述和分析，希望相關工程技術人員以借鑒和參考。

【關鍵詞】閉幕技術；預制裝配式；建筑施工；應用研究

一、前言

將bim技術運用到預制裝配式建筑施工中，能夠給預制裝配式建筑帶來革命性的進展，bim技術能夠將傳統的二維設計轉化為三維可視化設計，從而達到對設計的深化目的。同時設計人員可以利用BIM技術為預制裝配式建筑產品建立庫存模型，有效推動預制裝配式建筑實現工廠化的批量生產，形成標準化構件。bim技術不但能夠推動預制裝配式建筑設計效率倍增，并且能夠減少設計過程中出現錯誤的概率，還能夠實現提高預制裝配式建筑工廠施工的機械化水平，加快施工的進度。BIM技術能夠實現減少返圖修改的工作量，同時能夠利用自身軟件實現碰撞檢查，確定異常的位置。能夠有效減少由于錯誤設計而帶來的返工以及工程損失，同時BIM技術還能夠在預制裝配式建筑施工中有效指導現場施工，計算現場施工工程量，因此bim技術能夠有效推動裝配式建筑施工的發展。

二、BIM技術應用于預制裝配式建筑設計階段

預制裝配式建筑工程總體的步驟是設計，pc構件生產，現場施工。其中深入設計是預制裝配式建筑工程重要的程序和環節，在深化設計中，能夠利用bim技術有效建立裝配式建筑的產品庫以及戶型庫。能夠將裝配建筑定型化和標準化，實現PC構件的工業化生產，也能夠提高預制裝配式建筑工廠化生產的效率。

bim技術應用于裝配式建筑的設計思路是，首先將預制裝配式建筑以及標準化，通過建立預制裝配式建筑的結構模型，建立預制構件的模型庫，然后在進行預制裝配式建筑設計過程中，直接在模型庫中選取相應的構件應用到實際工程項目中，并且利用對應的bim軟件將標準件建組合成完整的3d模型，以此提高升級效率，同時也能夠起到減少設計錯誤發生的概率。

在bim技術應用于預制裝配式建筑工程設計中，族的使用非常重要。因此，設計師可以利用族的定義來對構建的功能尺寸、材質參數進行標定。在bim軟件中，族一般分為三類，可載入族、內建族以及系統族。其中，可載入族又被稱為構建族，主要包括結構柱，梁板，門窗等結構件。構建族能夠單獨編輯，又能夠被不同的項目所應用，還可以通過擴展軟件形成標準化以及模塊化的設計結構，能夠形成預制混凝土構件的標準族庫。標準族庫可以作為構件族載入到新的建筑設計方法中。大幅度提高預制裝配式建筑的設計效率。

三、bim技術應用于預制裝配式構件工廠化生產

運用bim技術能夠推動預制裝配式構件的工廠化生產，這也是住宅產業化的重要動力。能夠利用bim技術將預制裝配式住宅的構件標準化以及模塊化，構建相應的族庫，在進行工廠化生產構建中，可以極大的提高預制構件工廠的生產效率。比如說我們可以利用bim軟件在結構組成中根據目的的不同，選用不同的墻面尺寸，然后在預制工廠進行預制。預制完畢之后，可以在現場進行組裝施工，在實際建模中只需要將其插入對象模型即可。這種方法也被用于門窗建模，對門窗特別重要的隔熱性、隔聲性以及抗風、抗水性能都可以在材料規范以及施工規范的參數中進行設計，并且利用代碼相互連接。工程技術員利用bim技術能夠準確的控制構件的截面尺寸，方便門窗安裝，可以從根本上解決預制裝配式建筑門窗滲漏的問題。

同時利用bim技術可以準確安裝金屬構件。在傳統的金屬構件施工過程中，金屬的定位很難把握，一般采用后埋的方法，在金屬構件中加入膨脹螺栓，但是這種方法很容易造成構件的損壞。利用bim技術能夠有效解決構件與其他構件之間的相互沖突關系，比如說能夠解決構件與鋼筋混凝土，給水排水管道，以及其它預埋件之間的沖突，選擇合適的錨固長度，從而能夠達到精確定位的目的。

利用bim技術可有效解決預埋件的相關的問題，比如說廚房管道、衛生間管道位置和深度都可以進行精確定位，這樣可以防止因為位置參數錯誤而導致后期裝修不便。

利用bim技術的防碰撞測試可有效解決在電氣管線綜合布置時的相關矛盾，同時方便了業主對于裝修的需求，對于房間內的電器以及管線進行預留，同時可以將各種建筑構件存儲于相應的數據庫中，以便于后期進行數據管理。

四、BIM技術應用于預制裝配式建筑中施工管理

bim技術已經廣泛應用于土木工程施工作業中，比如說精確計算鋼筋數量、精確計算混凝土工程數量、橋梁吊裝的模擬、后期工程的維護。在bim技術設計與施工的結合領域，已經出現設計與施工相結合的現象，同時可以利用AHP量化施工的性能，利用神經網絡對施工結果進行預測，在線對施工性能進行分析和評價的。

在現場的施工管理中可施工性對施工管理重要性非常巨大，如果在前期發現問題越早，那么改正的成本就會越低，同時也能夠保障工程如期完成工作。因此施工技術員必須重視工程的可施工性，努力減少返工重做的概率，這樣才能夠縮短工期減少工程的投入資本。

進行研究過程中，BIM技術對預制裝配式建筑來說具有非常重要的價值和意義。因為預制裝配式建筑與傳統的住宅結構并不相同，許多預制裝配式建筑的構件往往是在工廠內進行加工和生產，最后運到施工現場進行裝配和組裝。如果在現場施工過程中，所采用的預制構件在空間結構上產生沖突，那么就無法滿足實際的需求，最終的結果是返場進行調整，甚至會造成大量預制裝配式構件無法使用，直接報廢。因此在現場預制裝配式建筑施工之前，利用bim技術對預制裝配式構件可施工性能進行分析，可以有效減少預制裝配式建筑返工或者是重做的可能性，這樣就能夠有效節約工程成本，大大降低了工程風險。

利用bim技術還可以有效規劃工作場地，如果工作的場地得到合理的規劃，有個較好的空間配置那么可以有效發揮空間，有效提高工作人員的施工效率，并且能夠避免由于工作面交叉而產生的施工事故。工程技術人員可以利用bim軟件中的3d模擬環境開發技術以及4d場地的規劃配置技術，利用3d配置模型規劃的動態平臺進行仿真模擬，可以產生以下的效果：工程技術人員利用4G終端的仿真能夠有效展示工程施工中的各個環節，并且能夠結合實際的工程環境進行展示；同時工程技術人員可以利用3d配置模型，對施工過程中的各個環節＼各個分部分項工程進行有效的資源配置，并且有效整合所有的分部分項工程的模擬結果，最終將項目的人員資料、設備以及材料安排達到最佳效果，從而達到空間利用最大化的目的，這樣能夠有效提高工程施工的效率，降低工程投入的成本，減少工程事故發生的概率，也可以有效對預制構件進場進行規劃和配置，能夠防止預制構件超出塔吊的最大起重力距。

五、結束語

將bim技術與預制裝配式建筑工程設計與施工結合能夠有效推動預制裝配式建筑的迅速發展，但是在現階段我國預制裝配式建筑與bim技術相結合研究工作仍處于起步階段，應該加大研發的力度，努力學習發達國家的先進經驗，并且逐步提出自己的理論和方法，以便促進預制裝配式建筑的發展。

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