基于BIM技術淺談配式建筑的應用與發展

朱瑞剛 李柯 孫瓊洋 曾浩杰 鄭州西亞斯學院

隨著社會的發展與國家整體上的規劃，再加上突如其來的疫情。疫情就像催化劑一樣在裝配式建筑的背后又猛推了一把，基于BIM技術下的裝配式建筑也得到了一定的發展。我國住建部在2017年就明確提出：于2020年，在我國新修建的建筑中裝配式建筑占15%以上，在這之中重點地區占20%以上，積極推進的地區也有15%以上，不久后推進地區也將會達到10%以上。疫情期間建設的火神山、雷神山醫院也是基于BIM技術下的裝配式建筑，兩座醫院的快速建成也反映了我國裝配建筑相關產業鏈的不斷完善，但是也從中暴露相關產業鏈的諸多問題。展望未來我國基于BIM技術下的裝配式建筑仍處于一個初期發展階段，建筑工業化的發展也是剛剛起步，依然不夠形成系統，并未能充分凸顯出BIM技術的優勢。但是我國相關產業也在不斷完善這些缺點，在我國的應用前景還是很可觀的，因此我們應當共同努力，不斷的去研究和實踐。

一、裝配式建筑與BIM的概念

（一）裝配式建筑

裝配式建筑是指把大量現場作業工作轉移到工廠進行標準和批量預制，制作好之后再運回到施工現場進行組裝，主要構件有內、外墻板，疊合板，樓梯，預制梁等，采用這種方式的建造的建筑可以更好的做到建筑、裝修一體化，在施工的同時裝修也同步進行，這種一體化的建筑能更好的促使我國綠色建筑發展。

（二）建筑信息模型

建筑信息模型（Building Information Modeling）簡稱BIM。

Building：圍繞工程整個生命周期（規劃、設計、建造、運營、退役）

Information：有關建筑及生命周期的所有信息（合同、規范、圖紙、預算、操作流程等）

Modeling：建筑的定義，建模和模擬（工程設計、分析、施工順序、空間使用，維護等）

BIM是前期建筑的咨詢，中期技術的條件，后期管理的運營這一動態過程。它具有統一的工程內容創建平臺，數據格式統一，協同工作環境，各專業并行工作。

二、BIM技術下裝配式建筑的應用現狀

裝配式建筑所有的構件都是現場支模版，現場澆筑混凝土，養護形成的一個整體性建筑，對比傳統的建筑有很多不同的區別，同時也展現出了很多優點，現階段裝配式建筑慢慢成為住宅建筑的主流。

（一）優缺點

1.優點

裝配式建筑不需要運輸各種建筑材料，只需要工廠定制的預制構件和結構用料，大大減少人力物力的浪費，更符合現代化的施工，機械和人力的結合讓裝配式的運用更加理想。

裝配式建筑主體直接吊裝成型，建筑形態多變，可以適應復雜的建筑立面形式，同時也可以更好的完善建筑，讓建筑更加美觀。

預制構件的定制，現場的吊裝拼接，機械化的現代施工，大幅度的縮短了工期，同時預制構件不會受天氣，工人技術的影響，在各種情況的影響下，中國9天建成火神山醫院。

2.缺點

裝配式建筑的預制構件成本較高，運輸成本高，同時工廠預制構件技術不夠成熟，并不能定制形態奇特的構件。裝配式技術在高層建筑的運用里有限制，同時裝配式建筑的抗震性能不夠好，抗沖擊性能弱。

裝配式建筑是現代建筑技術發展的產物，從保護環境，綠色發展的角度來看，裝配式無疑是成功的技術，但是裝配式的缺點同時也是致命的。在國家政策的支持下，裝配式建筑將會發展的更迅速，裝配式技術將會更成熟。

（二）應用

在疫情期間火神山、雷神山醫院的快速建成就是把BIM技術和裝配式建筑相結合，集成架構設計、工廠生產、現場施工這些施工階段。

1.模型的建立

施工前期利用BIM軟件建立BIM模型，可以使建筑更加直觀的展現，根據各個空間位置需求進行相應的調整。考慮到空間需要密閉利用BIM技術可以布置的更加潔凈，來防止人員的交叉感染。利用BIM技術的三維漫游更加直觀的分析內部的布局，更容易地判斷出設計的優點和缺點，并進行修改。

2.預制構件的管理

BIM技術在裝配式建筑中能更好的管理預制構件。火神山、雷神山醫院項目建設中，應用BIM技術進行智能化管理，通過平臺能把工程信息進行分類并保存，需要信息調出時可以隨時調出，如門窗的統計表，連接構件的種類表等信息。在運輸方面，可以定制出嚴格的運輸方案，確保每個預制構件都能按時到達施工場地。安裝工人也可以根據預制構件的編號快速的找到預制構件的安裝的位置并盡快的完成安裝工序。

3.現場協同管理

基于BIM技術，推動了火神山、雷神山醫院的快速建設。在施工過程中，為了保證構件數據和信息的共享，保證各參與方的協同管理，最終生成管理數據統計表，提高了施工項目的準確性；組件自動生成唯一的二維碼，代碼與組件一一對應，實現生產裝配中BIM信息輸入、操作、歸檔、組件跟蹤分析的數字化管理。考慮到施工的效率，工程中應用到了VR虛擬施工手段，進行預制構件安裝方式的相互比較，利用多種的拼接方式，同時兼顧生活區與醫療機構的差異，有效的降低了施工作業量。同時信息共享，也方便工作人員發現問題，并及時解決問題。

（三）現狀

我國建筑行業發展趨勢一直保持在一個較高的水平，建筑業繁榮增長的同時，裝配式建筑發展趨勢也突飛猛進。近年來隨著我國對建筑行業未來發展建設提出了更高的要求，我們能夠大膽預測未來裝配式建筑將會擁有扶搖直上的發展潛力。目前裝配式建筑滲透率底，裝配式建筑面積占比僅9%。發達國家建筑現代化推進較為成熟，建筑業相對完善，特別是工業化程度高的發達國家裝配式建筑滲透率達到70%，就我國而言，裝配式建筑發展與別的國家有著很大的差距，但也意味著提升空間巨大，在不久的將來，我國裝配式建筑滲透率定會與日俱增。

如今，預制混凝土結構在市場不可撼動，預制鋼結構占比雖少，但憑借強度高、自重輕、環保等優點飛速發展。世界上主要發達國家的民用建筑中，鋼結構建筑占比均超過20%，其中美國占比最高達45%。相比之下，我國民用建筑中鋼結構建筑僅占約5%，未來可提升空間巨大。

三、未來的發展

目前，在我國建筑行業人工費用支出持續上漲，建筑裝配率提升有利于人工費用下降。

BIM技術與裝配式建筑相輔相成，BIM技術為裝配式建筑提供了信息基礎。現代建筑行業無非是建筑信息的整理，以及建筑信息建模在建筑施工方向的運用。BIM技術能夠給建筑前建模、后期施工，提供良好的基礎，同時建筑分析，工程問題都可以運用BIM技術。

目前裝配式建筑有著政府政策的支持，雖然成本高，但是政府補貼會有利于裝配式發展。近幾年來，京、津、唐地區先后組建了至少30家年產100000立方米以上的預制組件工廠，以及無數個小型零部件工廠。所有的零部件工廠都在向上下游擴張，原有的上下游企業也在逐步加入競爭。在激烈競爭中，單價下降，成本必須降低。

裝配式建筑更是有了BIM技術的支持，讓裝配式的優點發揮出來，對比傳統的建筑而言，裝配式的優點突出，科技的發展將會使裝配式的技術愈發成熟。未來裝配式建筑將會逐漸完善，適應各種環境，綠色環保，施工快捷，這些優點已經成為未來建筑的發展方向。

四、結語

綜合以上對裝配式建筑與BIM技術的理解，BIM技術的迅速發展對于建筑行業來說是一個大的推動，對于裝配式建筑來說更是如虎添翼，未來建筑日新月異，不可避免建筑的更新換代，BIM技術的運用能夠有條理的綠色進行。“環保，效率，安全”是建筑發展的重要因素，BIM技術在裝配式建筑的應用，能夠有效的解決這類問題，同時更加機械化的施工更提升了裝配式建筑的地位，相信未來裝配式建筑將會大放異彩。