基于BIM技術(shù)的裝配式建筑應用發(fā)展研究

李嘉露 肖仁智 唐嘉焱 張楊

摘要：隨著我國科學技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，自動化、多元化、智能化的工藝技術(shù)已開始涉入到行業(yè)當中，然而在現(xiàn)狀條件下傳統(tǒng)的建筑施工技術(shù)已經(jīng)不能與社會發(fā)展的需求相匹配，因此，BIM技術(shù)逐步引起人民的重視。為了進一步推動我國BIM技術(shù)在裝配式建筑的應用，本文首先歸納了在現(xiàn)狀下我國裝配式施工相關(guān)定義，然后剖析了工程建設(shè)當中具體運用BIM技術(shù)的狀況，最后結(jié)合工程的實際工作經(jīng)驗以及項目的實際需求提出了BIM技術(shù)在裝配式建筑當中應注意的問題，研究成果對于BIM技術(shù)在裝配式建筑施工的發(fā)展起到一定的積極作用。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑，BIM技術(shù)，數(shù)字化，應用

引言

在我國現(xiàn)狀經(jīng)濟結(jié)構(gòu)組成下，建筑行業(yè)依然是我國經(jīng)濟構(gòu)成的中重要的組成部分，而且對我國的經(jīng)濟發(fā)展起到了重要作用。在“十三五”期間，建筑行業(yè)在我國的總產(chǎn)值依然是穩(wěn)中增長，在2019年的上半年，我國的建筑行業(yè)的總產(chǎn)值為101616.12億元，同比增長7.20%，完成竣工產(chǎn)值41263.71 億元，同比增長2.73%。由此可見，建筑行業(yè)對我國經(jīng)濟社會的發(fā)展，以及實現(xiàn)“十三五”規(guī)劃起到了重要作用。然而，在現(xiàn)有的工藝生產(chǎn)技術(shù)以及經(jīng)濟因素等多方面的制約下，我國的建筑行業(yè)多數(shù)工藝環(huán)節(jié)依然采用傳統(tǒng)的模式，眾所周知，采用傳統(tǒng)的工藝模式不僅需要較長的工藝周期、環(huán)保效益達不到相關(guān)要求、而且存在一定的安全隱患等[1]。

為了夯實我國所倡導的綠色、環(huán)保方針政策，順應可持續(xù)發(fā)展的道路，裝配式建筑應運而生。針對裝配式建筑的方式，我國也格外的重視，頒布了相關(guān)的法律法規(guī)以及相關(guān)的政策文件，如：在《建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展綱要》中要求裝配式新增建筑在2020年到2025年的增長比例現(xiàn)有的20%增長到50%以上;在《進一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》中，鼓勵企業(yè)要積極采用裝配式建筑的模式，同時在2025年，裝配式建筑在新增的建筑比例中要超過30%。然而，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)狀條件下，我國建筑行業(yè)在落實裝配施工方面依然存在不足。為充分利用BIM技術(shù)以及裝配式建筑的優(yōu)勢，進一步發(fā)揮經(jīng)濟效益，不斷滿足我國經(jīng)濟社會市場的發(fā)展需求，本文針對基于BIM技術(shù)的裝配式建筑開展研究[2]。

一、裝配式施工的相關(guān)定義

1.1 裝配式施工的基本特點

在建筑部件層面，裝配式施工的建筑部件的生產(chǎn)不像傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)的工藝流程較長，而裝配式施工的建筑部件均是在車間集中加工生產(chǎn)，這種生產(chǎn)部件的方式不僅可以減少工程的成本而且在裝配式施工部件的質(zhì)量把控方面也較為便捷。

在建筑部件運輸層面，裝配式施工的建筑部件的運輸是直接輸送到施工現(xiàn)場，然后由相關(guān)人員在施工現(xiàn)場進行組裝處理，這種將建筑部件運送到施工現(xiàn)場然后在進行組裝的方式一方面大大降低了人工的作業(yè)量而是在對施工的進度起到一定的關(guān)鍵作用，另一方面這種模式符合工程造價的本質(zhì)內(nèi)涵[3]。

在裝配式施工施工層面，先前的傳統(tǒng)式建筑施工方面，都是零散的進行，不僅工藝效率低下，而且浪費大量的人力、財力，然而裝配式施工是從整體考慮，將一個施工項目直接按一個項目產(chǎn)品進行施工，而且施工項目所需要的部件在結(jié)構(gòu)上越標準，生產(chǎn)效率就會越高，從而能夠縮減建設(shè)成本，同時，裝配式施工的施工在結(jié)合數(shù)字化、科學化的管理，更進一步將裝配式施工的人力、物成本都有很好的減少，而且施工效率更高。

在選施工材料方面，裝配建筑的施工材料較傳統(tǒng)的施工材料有較大的靈活性，不只選常規(guī)的幾種材料，而裝配建筑的施工材料能夠進行合理的搭配，如：在節(jié)能材料方面，可以將輕鋼和木質(zhì)板材進行靈活的進行選用，這種靈活的選配材料不僅滿足裝配式施工綠色建筑的理念而且方面施工、建設(shè)單位進行施工。

1.2 裝配式施工的施工特征

（1）工地變工廠

裝配建筑與傳統(tǒng)的建筑方式相比，裝配式施工將所需的建設(shè)構(gòu)建在預制場中提前進行生產(chǎn)、鑄造，比如：陽臺、板梁等，這種制造模式一方面可以提前進行生產(chǎn)，而且也可減少現(xiàn)場施工的情形，同時避免了因現(xiàn)場澆筑所造成的安全事故，同時，裝配式施工的這種施工特征不受惡劣環(huán)境的影響，而且具有施工周期短、施工效率高的特點。

（2）施工變總裝

裝配式施工主要運用機械化拼裝，機械化程度較高，同時可同時進行交叉施工、不在像傳統(tǒng)的流水施工模式，必須等上一個流程環(huán)節(jié)處理完，方可執(zhí)行下一個施工環(huán)節(jié)，同時裝配式施工在安裝層面，只需要將各部件進行組裝即可。裝配式施工的這種施工變總裝的特征，不僅減少現(xiàn)場作業(yè)的情形，而且直接的推進施工的效率，同時，間接的減少因現(xiàn)場施工所造成的安全事故。

（3）污染施工變綠色施工

通過調(diào)研可知，裝配式施工在施工現(xiàn)場主要是吊裝為主，同時建筑的相關(guān)構(gòu)件提前生成加工，不需要現(xiàn)場澆筑，因此，裝配式施工可以有效的避免現(xiàn)場砌筑、現(xiàn)場抹灰等重大污染環(huán)境的操作模式，因此，裝配式施工的施工可以有效的避免施工現(xiàn)場的環(huán)境污染，最大限度的實現(xiàn)資源的有效利用，滿足綠色、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的方針政策。通過查閱相關(guān)資料可知：裝配式施工在用水量方面可以節(jié)約80%的用水，能源可以節(jié)約70%，材料可以節(jié)約20%，土地20%，同時在降低噪聲的污染。

二、BIM技術(shù)與裝配式建筑施工

2.1 BIM技術(shù)概述

BIM是根據(jù)英文Building Informa Modeling首字母的縮寫而簡約而成的，是一種可視化的管理工具，能夠在工程建筑的全過程中為設(shè)計者、施工者等實現(xiàn)工程建筑信息的共享，從而提升了工程建筑可行性和有效性。針對BIM技術(shù)具體而言，在工程建筑施工前，利用BIM能夠?qū)⒐こ探ㄖ亩S信息轉(zhuǎn)換成可視化的三維建筑模型，可為工程建筑的設(shè)計、施工、監(jiān)理等單位提供工程建筑的信息管理平臺，從而大大的降低因信息交流不流暢等原因所造成的工期延誤等問題，進一步節(jié)約了工程造價的人力和物力。

2.2 具體應用

眾所周知，火神山醫(yī)院從施工到交付10完成，面臨時間緊任務重的情況下，裝配式建筑的優(yōu)勢就凸顯出來，在火神山醫(yī)院采用裝配式鋼箱結(jié)構(gòu)，其建造特點在于采用模塊化標準進行設(shè)計，然后將模塊在工廠當中進行流水式批量生產(chǎn)，在生產(chǎn)過程當中，將生產(chǎn)好的產(chǎn)品進行打包運輸，用于建筑施工，在火神山醫(yī)院建造過程中運用了交叉作業(yè)的方式，從而進一步加快了工程的施工進展。此外，由于火神山醫(yī)院所用的箱式房較多，在短時間內(nèi)無法滿足工程建筑的需要，因此利用配式箱式房可多次周轉(zhuǎn)使用的特性，一部分材料是拆了5個在漢項目工地的全部臨建房，消毒后運到施工現(xiàn)場。在多個優(yōu)勢互補的情況下，火神山醫(yī)院保質(zhì)保量，火速完工，如期交付。

通過對工程相關(guān)資料的查詢，在火神山醫(yī)院建建造施工當中利用BIM技術(shù)提前進行碰撞檢查，利用三維展示圖進行復雜施工部位交底，大大提高工作效率與準確率，從而能嚴格按照工期完成任務，BIM 技術(shù)起到了舉足輕重的作用。

三、BIM技術(shù)在裝配式施工需注意的問題

3.1 裝配式施工行業(yè)政策不完善

企業(yè)的發(fā)展主要靠利益的驅(qū)動，眾所周知，裝配式施工以科技為基礎(chǔ)，采用先進施工方法，一方面保障了工程質(zhì)量的可靠性，另一方面防止環(huán)境的污染，但是裝配式施工在現(xiàn)狀條件下依然處于初級階段，企業(yè)針對裝配式施工處于摸索階段，并未形成成套的施工體系，因此企業(yè)在采用裝配式施工時難免造成資源的浪費，從而增加了企業(yè)建設(shè)成本。通過章節(jié)可知：國家針對裝配式施工也制定了部分規(guī)章制度，企業(yè)理應遵守國家的規(guī)章制度，但是企業(yè)又要考慮經(jīng)濟效益，從而使得企業(yè)處于兩難的境地。因此如果沒有長久有效的鼓勵政策（如：金融、財政、稅收等），促使企業(yè)針對裝配式施工進行研究，裝配式施工的發(fā)展會持續(xù)緩慢。

3.2 經(jīng)濟支撐政策不完善

企業(yè)的發(fā)展主要靠利益的驅(qū)動，眾所周知，裝配式施工以科技為基礎(chǔ)，采用先進施工方法，一方面保障了工程質(zhì)量的可靠性，另一方面防止環(huán)境的污染，但是裝配式施工在現(xiàn)狀條件下依然處于初級階段，企業(yè)針對裝配式施工處于摸索階段，并未形成成套的施工體系，因此企業(yè)在采用裝配式施工時難免造成資源的浪費，從而增加了企業(yè)建設(shè)成本。通過章節(jié)可知：國家針對裝配式施工也制定了部分規(guī)章制度，企業(yè)理應遵守國家的規(guī)章制度，但是企業(yè)又要考慮經(jīng)濟效益，從而使得企業(yè)處于兩難的境地。因此如果沒有長久有效的鼓勵政策（如：金融、財政、稅收等），促使企業(yè)針對裝配式施工進行研究，裝配式施工的發(fā)展會持續(xù)緩慢。

四、研究結(jié)論

本文首先從裝配式施工的基本特點、施工特征歸納總結(jié)了裝配式施工的相關(guān)概念，然后從闡述了BIM技術(shù)的內(nèi)涵以及BIM技術(shù)的發(fā)展狀況，并結(jié)合火神山闡述了BIM技術(shù)在裝配式建筑當中的具體應用，最后提出了BIM技術(shù)在裝配式建筑施工應注意的問題，研究成果對于促進BIM技術(shù)在裝配式建筑施工當中的應用起到積極作用。

參考文獻

[1]李碩，段羽.智能建筑建造全過程BIM應用發(fā)展研究[J].石河子科技，2021（03）：43-44.

[2]施丁平，孫豐，李樊，汪德江，朱江.裝配式墻板BIM模型自動生成的二次開發(fā)研究[J/OL].混凝土與水泥制品，2021（06）：80-84[2021-05-29].

[3]李枝軍，張金康，韓曉楠，張瑞興，李雪紅.基于BIM技術(shù)的全預制混凝土梁橋施工進度動態(tài)預測及應用[J/OL].南京工業(yè)大學學報（自然科學版）：1-8[2021-05-29].

作者簡介：李嘉露，女，漢族，廣西梧州，1998.04，本科，安徽財經(jīng)大學，研究方向：環(huán)境藝術(shù)設(shè)計。

基金項目：2020年安徽財經(jīng)大學省級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目《基于BIM技術(shù)的裝配式建筑應用發(fā)展研究——以火神山醫(yī)院為例》，項目編號（S202010378511）研究成果。