基于綠色節材BIM技術與裝配式住宅結合的應用

(沈陽建筑大學 遼寧 沈陽 110168)

一、裝配式建設技術的優勢

(一)設計多樣化

在傳統的住宅建筑設計中，開間小，結構構件不精細，空間分割不夠靈活，用于承重的墻體多，耗費較多的建筑材料，運用裝配式技術建成的住宅，結構構件精準，空間大并且可以隨住戶的需求隨意分割。而利用BIM技術，還可以在施工前不斷進行虛擬模型的修改，來滿足客戶的需求，更加的人性化和多樣化。大大節省了建筑材料。

(二)功能現代化

裝配式住宅功能更加現代化，更加綠色環保，保溫、隔音等性能更好。例如傳統建筑物，保溫層暴露在主體結構，除去表面的抹灰飾面層，沒有較多的保護措施，這種保溫材料比建筑物的壽命要短得多。而裝配式住宅，結構構件都是通過工廠預制加工而成，在加工的過程中，就可以設置保溫層，對保溫層的保護比較注重，可以使房間內隔熱、保溫效果更好，而且保溫材料的壽命大大延長，從而節省了建筑材料。

(三)制造工廠化

裝配式住宅中的結構構件大部分是工廠預制機械化生產的，尺寸精確。況且在生產過程中，材料的性能都可以隨時進行控制。節省了建筑材料，減少了浪費。

(四)施工裝配化

裝配式住宅中，結構構件是工廠預制生產的，構件運來在現場組裝，進度快，節省了建筑材料的消耗，減少了建筑垃圾的排放，施工成本降低。

作為當前住宅的新型建筑技術，裝配式住宅具有建造周期短，受氣候條件制約小，節約建筑材料，生產成本較低，提高了建筑質量，減少建筑垃圾，性價比高等優點，這與綠色建筑中的“四節一環保”要求正好符合。在第十屆國際綠色建筑與建筑節能大會上，仇保興指出裝配式住宅是普及綠色建筑的捷徑，值得大力推廣。

二、BIM技術與裝配式住宅的結合的優勢

(一)構件虛擬模型

運用BIM可以建立精致的虛擬模型，在模型中進行建筑規劃、設計、施工和拆除，有利于做出合理的方案設計。其中綠色建筑在施工方面投入較弱，在施工過程中，造成建筑材料的大規模浪費。利用BIM技術可以進行合理的施工模擬，有利于在施工過程中發現問題，解決問題，以免影響施工進程，從而節省了材料和施工時間。

(二)可視化修改

傳統的建筑技術中，設計是通過繪制圖紙進行方案設計，分析等，發現問題后在進行不斷的修改，大大占用了建筑師的精力和時間，工作繁重，而且圖紙上的模型是2D的，不夠生動立體。有了BIM技術，可以大大減少設計師繁瑣的工作，節省時間和精力。通過BIM技術建立的虛擬模型，生動立體。

(三)可以進行碰撞檢查

就如前面提到的，利用BIM技術可以建成精致的虛擬模型，可以全方位的觀察分析建筑。一方面，可以加深對建筑的理解；另一方面，虛擬模型能夠精確的鋼筋級別，所以，可以利用BIM技術建成的虛擬模型進行一些實驗。

裝配式住宅是通過工廠生產預制裝配構件，然后現場拼裝而成，所以，它的房型一般比較簡單，一棟裝配式住宅中的房型大多相同，每個房間可以根據住戶需求自由變換。而BIM技術可以比較容易的實現模塊化和建立構件庫，可以在電腦里進行拼裝、變化，這與裝配式住宅的產業化、工廠化相符合。裝配式住宅生產方式要求實現全產業鏈的、全生命周期的管理，這與BIM技術所擅長的全生命周期管理理念想符合，很好地響應了綠色建筑在建筑的全壽命周期內節約建材的理念。

三、國內裝配式住宅和BIM技術的發展現狀

裝配式住宅和BIM技術的發展在國內發展暫時遇到瓶頸，但是，裝配式建筑和BIM技術潛力巨大，節能效果很明顯，對我國綠色建筑有很大的推動作用。隨著建筑行業的發展，越來越多的建筑師會接受BIM技術和裝配式住宅，健全建筑體制，完善管理體系，裝配式建筑和BIM技術會在未來大放異彩。

四、案例分析——惠南新市鎮17-11-05、17-11-08地塊23#樓

上海市浦東新區惠南新市鎮17-11-05,17-11-08地塊23號樓作為工業化住宅示范項目，建筑面積為9755.24m2，地面13層，地下1層，總建筑高度37.7m。23號樓是工業化裝配式住宅的典型案例，單體的預制率達到30%，結構體系是雙面疊合式混凝土剪力墻體系。同時，工程的設計施工過程中，采用了BIM數字化技術，在建筑的全生命周期內大量應用。

(一)基于全生命周期的可變房型設計

在原有的建筑中，結構和承重剪力墻占用了很多沒必要的公攤面積，而且傳統設計方法設計的住宅房型形式就固定下來了，雖然可以加一些隔墻進行空間切割，但室內空間不能根據住戶的需求自由改造無法在全生命周期中適應社會發展的需求。本項目改造優化原有的結構體系，實現內部無柱并集中布置豎向管井，從而使建筑內部形成可自由分隔的大空間。優化剪力墻結構設計，取消了框架柱，使得戶型擁有大跨度空間。

(二)基于信息化的建筑、結構、機電的高度集成化設計

在本次項目中，運用BIM技術建立精致的虛擬模型，在模型中進行建筑規劃、設計、施工和拆除，將建筑、結構、機電一體化設計，實現了對建筑全生命周期的控制。從方案到施工圖、構件深化設計圖紙、工廠制作和運輸、現場的裝配的全過程都可以通過BIM技術實現過程控制,包括后期的運營維護和可變改造,甚至考慮到建筑日后的拆除，工業化建筑和信息化技術真正實現建筑物全壽命周期的設計和控制。

(三)“四節一環保”

構配件標準化，大部分是工廠預制機械化生產的，尺寸精確。構件運來在現場組裝，進度快，節省了建筑材料的消耗，節省了勞動力，減少了建筑垃圾的排放，施工成本降低。節材達到70%。通過工廠生產預制裝配構件，然后現場拼裝而成，節省了勞動力，減少了施工周期，符合綠色建筑的要求。

目前國內傳統建筑方式所暴露的弊端越來越多，建筑材料耗費多，耗費的能源多，需要投入大量的勞動力，與國家可持續反戰的政策相背馳所以國家大力提倡綠色建筑的發展。而裝配式住宅滿足綠色建筑的要求，是推廣綠色建筑的捷徑。BIM技術的與裝配式住宅相結合，能夠最大限度的節省建筑材料的浪費，節能做到最大化。從而帶動建筑行業朝著綠色健康的方向發展。

【參考文獻】

[1]薛偉辰.預制混凝土框架結構體系研究與應用進展[J].工業建筑，2002，32(11)：47-50.

[2]劉爽.建筑信息系統(BIM)技術的應用[J].建筑學報，2008(2)：100-101.