BIM技術在裝配式鋼結構住宅內墻和精裝修中的應用

0 引言

裝配式鋼結構建筑是新興的一種建筑形態，行業管理經驗相對不足，BIM技術是一個涵蓋了建筑全生命周期的新興技術，近幾年發展飛速。將BIM技術運用到裝配式鋼結構住宅施工中，通過BIM技術應用，系統解決三維交底、條板安裝、精裝修是裝配式鋼結構住宅施工中的三個關鍵點，利用BIM技術在工程建設過程中降本增效的優勢，巧妙解決了裝配式鋼結構住宅施工中的技術難題、降低了成本。

1 技術應用特點

①通過BIM三維技術解決了傳統施工中二維交底的局限性，降低返工率，提高施工質量。

②提高條板安裝精確度，解決了條板安裝過程中損耗大、揚塵污染嚴重、效率低等問題點。

③合理部署精裝修施工不同專業間配合協調，及時規避沖突碰撞，有效提高施工效率，提升工程質量，經濟效益顯著。

2 過程要點分析

2.1三維交底重要屬性是可視化，簡單直接，一定程度上規避了平面圖紙表現復雜工序的不足，以山東省淄博市在建某裝配式鋼結構住宅項目分析，以預制樓梯和車庫機電安裝為例，綜合分析三維交底在裝配式鋼結構住宅項目中帶來的優勢。

①應用預制樓梯安裝三維交底，可以詳細呈現預制樓梯安裝工藝（見圖1），通過視頻交底全方位展現整個安裝過程，將每個安裝節點通過三維動畫詳細展現出來，突出重點注意事項，提高施工人員工作效率，更加科學地組織進行安裝，有效避免技術質量等事故的發生。相比較，安裝方案實施討論工作時間大大降低，安裝效率明顯提高，單體節約塔吊12臺班。共節約直接成本約計1.2萬元。

圖1 預制樓梯視頻交底

預制樓梯安裝三維交底除了呈現完整的安裝工藝之外，拆分后的安裝工序更加詳細體現出每一個安裝節點的注意要點，突出重點注意事項，有序安裝，更加有效提高安裝質量，極大減少返工率，進一步實現快速高效的施工目標。

②車庫機電安裝三維交底。車庫機電安裝三維交底中明確各專業管線的具體位置，三維交底模型讓機電各專業現場施工相對獨立，各專業之間不用擔心相互之間的沖突碰撞，只需按圖施工即可。通過車庫機電三維交底模型，如圖2所示，解決在平面設計中難以發現的碰撞沖突，調整其合理性，得到最優方案，節省管道和管件用量，降低了由于施工不協調造成的成本增長和工期延誤。經過優化后，管廊凈高3m，排布整齊，無碰撞。優化后管廊凈高提高0.5m。

圖2 碰撞優化

同時應用三維交底模型作為現場施工依據效果更加明顯，圖3中所有管線水平定位及標高均詳細標注，實現水電暖專業的預先配合，調高效率。二次搬運的目的。合理劃分砌筑區域，計算區域內條板用量，并根據墻面位置定點投放所需條板。減少了場內砌筑工人自己切割搬運的情況，避免現場揚塵污染，節約了砌筑時間，提高廢料利用率，減少建筑廢料的產生。

圖3 優化后模型圖

條板后期開槽剔槽也會對板材造成不同程度的損壞，影響安裝效率。基于BIM技術根據電氣開關插座位置預留配電洞口，預留線管槽，避免了后期電氣路由條板重新開洞開槽，對ALC板造成損壞。

根據條板排布圖對配電插座開關等配件進行精確定位（圖5），將不同電氣配件類型位置的條板進行編號，條板安裝時直接根據條板編號統籌砌筑，省時省力，減少了一大批建筑廢料的產生，保證施工現場整潔有序。降低板材損耗率，減少現場開槽剔槽人工成本，確保電氣安裝一次成活率。

圖5 配件定位圖

2.2條板安裝

條板是鋼結構裝配式建筑的維護體系，是鋼結構裝配式建筑的重要組成部分。傳統的條板安裝通常沒有系統的安裝流程，板材現用現切割，對板材用量沒有精確統計，這就造成了搬運麻煩，揚塵嚴重，板材損耗大，極大降低了安裝效率。

通過BIM技術對標準層條板進行排布模擬，合理化排板，精確統計標準層的條板用量和尺寸型號（圖4），提高安裝效率，降低了板材的損耗浪費，達到限額領料、減少

圖4 條板型號統計

2.3精裝修

傳統的二維裝修效果圖局限性很大，效果空間和角度都是已經固定好的，很容易忽略一些死角細節，達不到真正的裝修圖效果。室內設計關注細節，燈光、材質、飾面、家具等細節影響著設計的最終效果。不管在概念設計階段還是深化設計階段，BIM技術都支持設計師生動而方便地表現這些細節，BIM技術的引入，可以形象看到各構件、物體的型、材質、紋理等信息，渲染出照片級的真實感圖像。解決了傳統二維圖紙表達的局限性。

裝配式鋼結構住宅的精裝修中對露梁露柱的裝修處理是不同于傳統建筑的，通常有兩種解決方法，一種是包梁包柱，一種是做吊頂（圖6）。通過BIM技術的720度全景漫游模型，可以身臨其境感受不同裝修風格，擴展營銷途徑。后期也可以根據自身需求自行更改變換室內布局，搭配裝修風格和燈光效果，實現不同裝修風格選擇切換。

圖6 臥室吊頂效果圖

通過BIM技術優化設計，根據插座、開關等配件精確點位，協同其他專業策劃施工方案，例如根據衛生間開關、門框位置，合理進行瓷磚排布，提前避開可能出現的接縫沖突之處（圖7），達到實用美觀最優化，減少返工，提高施工效率，按現行造價文件每戶可節約材料成本350元，實現降本增效的目標。

圖7 BIM設計后

3 效益分析

①以山東淄博某項目一期工程為例分析，將車庫分攤到各個單體計量。

相比較，單體吊裝安裝方案實施討論工作時間大大降低，安裝效率明顯提高，單體節約塔吊12臺班。共節約直接成本約計1.2萬元。

每個單體建筑，水電暖安裝專業直接成本降低約2.7萬元。

每個單體建筑，內墻板安裝專業直接成本降低約0.53萬元。

BIM技術在精裝修中單項可降低材料損耗3%，經測算整體精裝修單項，按現行造價文件每戶單體建筑節約1.26萬元。共計17個單體，單體節約5.69萬元，一期工程共降低成本約計96.73萬元。其中項目使用BIM技術共計投入36.5萬元，項目使用BIM技術直接經濟效益成本約為60.23萬元。

②通過BIM技術應用，為企業培養了項目BIM技術人員，建立成型的技術團隊，且結合有實際工程應用，為企業在項目實踐過程中推廣應用BIM新技術奠定了基礎。

4 應用總結

運用BIM解決裝配式鋼結構住宅施工中的關鍵技術問題，讓原本復雜工序變得井然有序，降低工程造價，提高施工速度。本項目后期評估，得到應用總結：

①三維交底可以全方位展現整個施工過程，能夠提高施工效率，為科學組織施工提供了直觀的依據。

②運用BIM技術全景漫游模型，能夠直觀真實展示出不同裝修風格，擴展營銷途徑。

③運用BIM技術科技解決具體的施工點，比如：提前進行精裝修設計、對內墻條板進行排布模擬、對配電插座開關等配件進行精確定位，避免關系案碰撞。

④運用BIM技術，協同其他專業策劃施工方案，提前避開可能出現的不足之處，減少返工，提高施工速度。

BIM技術能夠及時根據進度進行分區、分專業、分階段工作，為工期進度計劃、成本控制、采購計劃提供參考依據。

BIM最直觀的特點在于三維可視化，降低識圖誤差，利用BIM的三維技術碰撞檢查，直觀解決空間關系沖突，優化工程設計，減少在建筑施工階段可能存在的錯誤和返工，而且優化凈空，優化管線排布方案。三維可視化功能再加上時間維度，可以進行進度模擬施工。隨時隨地直觀快速地將施工計劃與實際進展進行對比，同時進行有效協同。

建筑過程的數據對工程建成后的運營管理非常有價值。特別是安裝類的工程，在用戶試用階段的維修更換比較頻繁。因為一般的結構安全是自成一個整體系統，相比受力計算和結構強度，安裝模擬的模型及數據共享是運營維護方經常使用到的。使用BIM信息交流技術，可以使業主、管理公司、施工單位等眾多單位在安裝、管道、裝修單元等方面實現數據共享。