BIM技術在裝配式建筑中的應用研究

何文韜 張榮臻 劉袁 馬廣超

【摘 ?要】論文通過前期在建筑行業的調查，分析了當前建筑行業的形勢，將BIM技術融入裝配式建筑中，使現場施工在設計、施工和運維階段真正做到建筑施工信息一體化，推動全國裝配式建筑的發展。

【Abstract】Based on the investigation in the construction industry in the early stage， this paper analyzes the current situation of the construction industry， and integrates BIM technology into the prefabricated building， so as to realize the integration of construction information in the design， construction and operation and maintenance stages of on-site construction， so as to promote the development of prefabricated buildings in China.

【關鍵詞】BIM技術;裝配式建筑;低能耗

【Keywords】BIM technology; prefabricated building; low energy consumption

【中圖分類號】TU17;TU741 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2020）10-0186-02

1 引言

隨著我國經濟的快速發展以及城市化程度的推進，我國的建筑行業也迅猛發展。2016年2月國務院就有關裝配式建筑的相關事宜發表了《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》;2017年3月住建部制定方案、辦法，要求全盤推進裝配式建筑發展。在裝配式建筑設計過程中應用BIM技術，構建建筑的三維立體模型，全方位展示建筑的整體風貌，檢驗建筑設計的合理性，在開展施工工作前調整和確定好方案，減少施工的壓力，提高建筑質量。

2 BIM技術特點

BIM是技術，也是方法，集合了項目建筑設計、虛擬施工管理、多領域協作、運維等形成的一體化閉環，在設計、生產、安裝過程中節約能耗，減少污染等。其內涵包括：建筑信息模型（Building Information Model）、建筑信息模型化（Building Information Modeling）、建筑信息管理（Building Information Management）。BIM技術以計算機設備為載體，建立在一定的硬件基礎之上，主要通過建立模型，在二維圖紙的基礎上建立三維信息模型，在模型中呈現多方面信息，如材料信息、構件尺寸、連接情況等。而且操作靈活，當項目工程信息發生改變時，只需要把相應的參數進行修改一下就好。

3 裝配式建筑特點

相較于傳統鋼筋混凝土建筑以施工圖為導向，在現場進行澆筑的理念，裝配式建筑更注重構件在工廠預制化生產，在現場進行構件安裝組裝。在工廠按照所給的尺寸、材料等信息進行所需構件的加工生產，也就是預制。裝配式建筑可以簡單地理解為：把建筑的各個組成構件在施工作業現場點對點組裝而成的建筑。裝配式建筑相較于傳統建筑建造的優勢在于：建造速度快，節省人工，而且BIM技術的特性，如可視性、協調性、模擬性、可優化性及可出圖性等，不僅能夠實現建筑的可視化設計、數字化生產、精細化施工，還可以解決裝配式建筑發展中的管理問題。

4 BIM技術在裝配式建筑中的應用

4.1 設計階段

在設計階段，傳統的CAD在進行裝配式建筑制圖過程中無法同步整合信息，導致溝通容易出錯，只要有一部分發現錯誤，就要將所有圖紙分類進行重新檢查，一一更正。不僅費時費力，而且效率低下。在裝配式建筑中，BIM技術要求將墻、柱、梁板等進行統一模型族庫的建立，這些族庫模型的建立有助于之后的整個設計過程的順利進行，節約時間。裝配式建筑借助BIM技術建立模型，多方共享，聯合建造，實現多專業溝通交流;應用BIM技術的可視化功能，在構建三維立體模型完成之后，可以使用漫游功能，對模型進行全方位模擬探查，可提前發現問題并修改，減少繁重的工作，節約時間和精力;建模完成后，在BIM技術中碰撞檢查，可更加全面地分析模型合理化設計，如有問題，只需調整，重新輸入參數即可重新生成。

例如，某裝配式建筑，建筑面積15000m2，建筑高度91m，地上30層。結構體系為裝配式鋼筋混凝土剪力墻結構，利用BIM技術進行模型設計。先進行相應族庫的建立，將所需要的構件族事先建立好，如端柱、疊合梁、疊合板、預制樓梯，建立時確保每個族的參數輸入完整，包括材料信息、構件尺寸、抹灰面層等的做法等。之后建立軸網標高，在每層的相應的位置插入與之相對的族元件。接著進行細部節點鋼筋碰撞，確保鋼筋連接。通過漫游我們可以還原整個模型的建立過程，給人以最直觀的感受。

4.2 預制構件生產階段

預制構件的生產過程在整個裝配式建筑的生產過程中占有很大的比重，是實現裝配式建筑生產的一個重要環節，生產的預制構件的準確性是后續裝配式構件現場施工連接的重中之重。因此，在排除工廠建造之外，為了確保構件生產加工信息的準確，工廠廠家要先從實現建立好的裝配式建筑BIM模型中導出所需要的相應的構件的尺寸信息及材料信息，根據所得的信息制定相應的生產計劃，并且及時和施工單位進行溝通，確保及時、有效地進行銜接工作。

為了確保施工過程中各單位的施工進度以及質量，項目設計人員需要在裝配式建筑設計方案確定之后，將BIM模型中包含的各種構件配件信息與生產廠商進行共享，生產廠商根據獲得的產品的信息進行加工，實現構件設計信息與生產信息的對接，提高生產過程中自動化水平和構件生產效率。

4.3 施工階段

在裝配式建筑的施工階段，采用無線射頻識別技術，對記錄媒體進行讀寫，將構件尺寸信息等導入電子標簽，從而達到識別和數據交換的目的。而且該技術還可以對物流等信息起到遠程監控的作用。BIM技術在裝配式建筑領域的應用，可以將該領域產業的上下游企業聯合起來，做到真正的信息一體化，有助于全國裝配式建筑建設的穩步推進。

4.4 運維階段

4.4.1 提高運維階段的設備維護管理水平

利用BIM技術和無線射頻技術的組合，可以建立一套信息技術共享平臺，在該平臺內上傳和共享裝配式建筑的相關信息參數，有助于提高人員維護的效率和遇到突發情況時做出準確有效的判斷。例如，當管道老化或者需要更換時，可以從該平臺上查看之前相應的材料信息，有助于針對部分的原因進行有效的判斷并作出決定，提高作業效率。

4.4.2 加強運維階段的質量和能耗管理

在后期運維過程中，運維管理團隊可以通過射頻標簽查看材料信息，判斷材料的損耗情況。如果后期運維管理過程中發現存在質量問題，可以針對該問題產生的原因進行追溯，責權到人。而且可以借助預先埋置在預制構件中的電子芯片，用BIM軟件對使用過程中建筑物的能耗等信息進行監測和分析，之后運維管理人員根據數據在BIM模型中準確定位高耗能所在的位置并設法解決。

5 結語

隨著時代的不斷發展進步，裝配式建筑在我國房地產市場的應用越來越廣泛，利用BIM技術的特點，結合產業的上下游信息交互，提高裝配式建筑在我國的整裝率，有助于推動社會不斷發展前進。

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