基于BIM技術的建筑工業化發展研究

楊忠治

中國建筑科學研究院天津分院

基于BIM技術的建筑工業化發展研究

楊忠治

中國建筑科學研究院天津分院

新型建筑工業化是指采用標準化設計、預制化生產、機械化裝配式施工和信息化管理為主要特征的生產方法和理念，實現建筑施工的標準化、工廠化和社會化，從而以較高的建筑工程質量和精細化人文化的管理手段，實現節能減排與資源節約，達到經濟效益和社會效益雙贏的目的。而將BIM技術應用到建筑工業化發展過程中有著重要的現實意義。基于此，本文將著重分析探討基于BIM技術的建筑工業化發展，以期能為以后的實際工作起到一定的借鑒作用。

建筑工程；BIM技術；建筑工業化

1 、建筑工業化發展概述

如果說建筑工業化的發展是一場從“建造”到“制造”的革命，那么新型建筑工業化的創新則是一次由“低維制造”向“多維制造”的突破。與以往單純強調以預制裝配式結構體系為主導的工業化模式不同，新型建筑工業化著重強調項目整體成套的集成生產技術，以實現建筑產品全壽命周期價值最大化的可持續發展生產方式，它是工業化與互聯網、云計算等技術的深度融合，有助于建筑業綠色化的轉型升級。新型建筑工業化強調“新型”二字，主要突出以下“五化”的整體驅動：①建筑設計的標準化即建筑項目相關部品、構件、單元和戶型等的標準化；②主體結構及部品、構件的工廠化建筑業生產過程的工廠化早已不止于建筑構件部品的工廠化，更是主體結構的工廠化，同時還有裝修部品的標準化等；③施工安裝裝配化生產方式的真正轉變的保證在于裝配化施工技術和裝配化施工管理兩個關鍵層面的變革；④生產經營信息化即以BIM、云計算、大數據處理等現代信息技術為主導平臺的建設項目全過程協同；⑤生產集成化即項目設計、制造和施工3個過程由獨立向集成狀態的轉變。

我國現階段工業化生產采用的方法主要有“設計主導型”和“制造主導型”2種。前者能夠在很大程度上滿足設計師多樣化的構思需求，卻脫離了后期構件的工廠生產和施工現場安裝的實際情況，當生產前后出現矛盾，最初設計就需要進行調整，甚至需要變動已經成功安裝的部分，嚴重影響項目的經濟性、合理性。反之，如果以制造環節作為主控因素，雖然其對項目工期、成本、質量的控制能力相比前者有較大優勢，卻可能引起比第一種設計主導情況更為嚴重的結果，一般情況下業主偏向選擇傳統的“設計主導→現場施工”的方案。總之，新型建筑工業化的推進必須協調好以上三者之間的關系，在前期規劃設計階段就要充分考慮后期制造和安裝的需求，從而以全過程乃至全壽命周期的角度為項目考慮。

2 、基于BIM技術的建筑工業化實施路徑

2.1 BIM技術下構配件的生產

為了實現建設產業化必須首先實現配件廠生產，工廠預制樓板、墻板、樓梯配件，不僅可以使規則和標準的標準化是可以實現的，并能使生產效率提高，勞動力成本大大降低，縮短了生產周期。同時，它可以在很大程度上避免不必要的原材料的浪費，從而使建筑實現綠色目標。然而，因為一個一致的生產技術對生產裝置的建設缺乏系統的各個部分，為了促進銷售，對標準件生產注意單調的生產單位，使經濟效益的生產單位是可以實現的，它在很大程度上促進了設計的標準化，先將應用于住宅設計。但在信息技術下的配件生產可以提供更詳細的零件生產技術系統的生產，使零部件生產單位將更加多樣化的產品生產，以滿足市場需求。

2.2 BIM技術下的施工操作

建筑的核心是實現施工機械化的工業化、施工機械化，不僅可以減少人工施工現場裝配要求，大大減少施工工作量，施工周期可縮短，和工人的勞動強度可以減少時間，合理化，并能使建筑達到節能安全耐久性。然而，建筑的外觀和質量將是不同的，因為不同的施工方法。指導信息化施工技術在信息技術的操作可以更詳細的提供施工作業人員，包括如何根據機械設備的操作和施工程序，選擇各部分的住房需求設計，為了防止機械和材料施工現場不必要的浪費，使施工質量和安全保證。

2.3 一體化的裝修

在BIM模型中，業主可以看到各種管線的排布方式，設計方可在模型中經過多次模擬，增加有限空間的利用率。當業主的要求達到廣泛認可時，可按照業主的要求改動管線布置，諸如墻體顏色及墻體裝修方式、窗戶的改動與否等，業主只需購買少量家具即可拎包入住，無需等待冗長的裝修時間和避免裝修導致的化學氣體。

2.4 協同施工模式

作為工業化項目全壽命周期最為復雜的環節，施工安裝階段是建筑產品逐漸形成的過程，對施工現場場地的安排及安裝操作的技術均有特定要求，需要進行周密的事前考慮和規劃，否則就會對項目的質量、工期和成本等造成嚴重影響。BIM 技術環境下，工業化項目的協同施工模型依然是借助同一個云端集成平臺進行具體施工過程的指導，設計工程師、施工項目經理和施工技術人員都可運用 BIM技術在該平臺上進行施工模擬，分別針對本專業的問題與其他專業領域進行溝通和指導具體施工工作。并且，項目各專業的工程師均可通過該平臺檢索、獲取對自己有用的施工數據和信息，以此進行相關質量、功能指標的分析，這樣就可以在很大程度上避免施工現場安裝操作人員由于對施工圖紙的不理解或者誤解而引起施工工藝技術的操作流程錯誤或者構建的不合格安裝等。

結束語

總而言之，目前對中國建筑業的發展目標是成為一個新型的建筑產業化高效節能。為了實現中國建筑業的可持續發展，必須結合建筑業和信息技術，BIM和其他新興技術完全采用以促進企業更好更快發展建設。

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