BIM技術在裝配式建筑中的應用探討

黃珂夫

【摘要】因建筑預制技術的發展與推廣，裝配式建筑應運而出，此類建筑需要工作人員在現場將預制裝配件拼接，再通過連接、加固等方法來保障建筑穩定，這樣可以有效提高建筑施工效率，還具有良好的環保性。但隨著裝配式建筑的推行，人們發現此類建筑很容易出現質量問題，這些問題對施工及建筑使用都存在影響，因此必須采用相關方法來保障質量，這時BIM技術（Building Information Modeling，檢測建筑數據模型）進入了人們的視野，利用該項技術能夠有效保障裝配式建筑質量。對此本文為了了解BIM技術在裝配式建筑中的應用將展開研究，闡述BIM技術基本功能，并對其在裝配式建筑實施流程中的應用與注意事項進行分析。

【關鍵詞】BIM技術;裝配式建筑;建筑質量

在裝配式建筑當中，因為此類建筑獨特的拼接施工方法，使得各預制裝配件質量更傾向于裝配件在規格、形狀、預留孔洞位置等，如果裝配件在任意質量指標上存在問題，就說明裝配件不符合施工標準，需要重新生產，而利用BIM技術就能幫助人便捷、直觀、準確的判斷裝配件各質量指標是否達標，說明BIM技術在裝配式建筑中具有較高的應用價值，對其應用進行分析具有一定的現實意義。

1、BIM技術基本功能

1.1 3D建模

3D建模是BIM技術的最基本功能，也是該項技術最突出的特征，只要人工將搜集到的數據導入BIM系統即可得到一個等比例縮放的3D立體模型，該模型在結構劃分上與實際物體是完全相符的，同時能夠根據數據將各結構在數據中的參數對應，這樣人工通過觀察模型即可對物體實際情況進行判斷。例如在裝配式建筑當中，假設人工搜集了建筑屋頂與墻體數據，導入BIM系統即可得到一個由屋頂與墻體組成的等比例縮放模型，通過觀察可知屋頂與墻體的連接位置，屋頂或墻體的高度、厚度等關鍵數據，最后依照標準進行分析，可知屋頂與墻體是否符合施工標準，如果不符合，則要對對應預制裝配件進行調整[1]。

1.2 仿真模擬

在不斷的發展中現代BIM技術在3D建模功能基礎上還開發出了仿真模擬功能，該功能依賴于數學算法，可以將3D立體模型的各項參數帶入到仿真模擬當中，檢驗模型在當前參數基礎上，在仿真模擬環境中的表現。例如在裝配式建筑當中，假設先利用3D建模技術進行建模，得到屋頂與墻體模型，隨后在仿真模擬功能窗口內輸入屋頂重量參數、墻體應力參數，這時仿真模擬會將兩項參數依照相關算法進行計算，如果計算結果顯示墻體應力參數低于屋頂重量參數，則模型中會顯示參數配置不當，說明屋頂與墻體預制裝配件不匹配，需要進行調整，這樣就可以避免裝配式建筑出現質量問題。此外，仿真模擬功能除了能計算裝配式建筑各結構參數是否匹配以外，還能對建筑整體的力學結構進行計算，同時還可以導入環境參數來檢測建筑抗震能力、抗風能力等，說明BIM技術可以全面保障裝配式建筑質量，具有較高的應用價值。

2、裝配式建筑中BIM技術的應用與注意事項

2.1 應用

BIM技術主要可應用于裝配式建筑的預制件設計、預制件生產環節中，在這兩個環節中可保障建筑拼接后的質量，對此下文將分析該項技術在兩個環節中的應用表現。

2.1.1預制件設計應用

裝配式建筑中的所有預制裝配件都需要先進行設計才能開始生產，因此設計對預制裝配件的質量存在直接影響，間接影響到裝配式建筑質量，對此在裝配式建筑施工中必須對預制件設計質量進行保障。而預制件設計非常復雜，其不但要考慮到單個預制裝配件在性能方面的問題，還必須保障預制件之間的關系融洽，不能出現大小不匹配、預留孔洞無法對應等現象，但通過傳統的二維設計方式，要對這些問題進行審查非常繁瑣，且難度也很高，很容易遺漏某些質量問題，而通過BIM技術的3D建模功能可以有效降低設計質量審查繁瑣程度與難度，在提高審查效率的同時，還能保障審查結果的完整性，基本不會遺漏質量問題[2]。例如某裝配式建筑企業在預制件設計階段中就使用了BIM技術，通過建模成功發現建筑墻體與地板之間的預留孔洞存在5cm左右的差距，整體拼接后無法保障管線順利安裝，因此要求設計人員進行整改，成功避免了設計質量問題，最后該建筑順利完工，并未出現質量缺陷。

2.1.2預制件生產應用

在裝配式建筑預制裝配件設計無誤基礎上，就要依照設計成功來進行生產，但生產時也可能出現問題，如生產成果與設計要求不符，導致預留孔洞無法對接、某預制裝配件性能不滿足施工質量標準等。針對這些問題，在裝配式建筑施工中同樣有必要進行檢查，但如果要求人工對每個結構都進行檢查，必然會帶來較大的工作量，且該項工作也比較繁瑣，而在BIM技術的應用中，利用3D建模與仿真模擬功能可以便捷的進行檢查，即人工只要根據質量檢測要求對每個預制裝配件進行數據取樣，如測得各預制件的回彈值、規格大小等，隨后將這些數據樣本導入BIM系統得到3D立體模型，借助仿真模擬功能可知模型在當前參數配置下的表現，如果發現異常即可直接處理。

2.2 注意事項

BIM技術具有明顯的自動化、智能化特征，因此在技術體系上比較完整，但與大多數自動、智能技術一樣，其很容易受到人工導入數據的影響，即因為BIM技術的建模與仿真模擬都依賴于人工所獲數據，所以當人工所獲數據與現實情況存在誤差時，BIM技術所得成果自然也會出現誤差，而存在誤差的成果自然是無法讓人工做出準確判斷的，因此在裝配式建筑BIM技術應用中，必須對人工導入數據的完整性、準確性保持關注。對此首先建議人工在獲取相關數據之前結合使用標準設立數據采集指標，在確保指標體系完整的情況下進行采集，即可保障數據完整性，其次有必要對每個指標進行多次采集，如果發現每次采集數據差距較大，則說明數據準確性不足，這時需要再次進行采集，以此次采集的數據為準來應用BIM技術。

結語：

本文對BIM技術在裝配式建筑中的應用進行了分析，闡述了該項技術的基本功能、應用與注意事項。通過分析可知，BIM技術功能良好，非常適用于裝配式建筑，主要可應用于此類建筑的預制件設計、生產環節中，在保障導入數據完整、準確的基礎上，該項技術可以起到保障裝配式建筑質量穩定的作用。

參考文獻：

[1]白庶，張艷坤，韓鳳，等.BIM技術在裝配式建筑中的應用價值分析[J].建筑經濟，2015，36（11）：106-109.

[2]馬躍強，施寶貴，武玉瓊.BIM技術在預制裝配式建筑施工中的應用研究[J].上海建設科技，2016，000（004）：45-47.