BIM技術在裝配式建筑項目中的應用價值研究

于慶濤

摘 要：本文通過對裝配式項目中BIM技術的應用進行總結，分析了BIM技術在裝配式建筑項目中各個階段的應用價值，主要從建筑設計、預制構件、構件運輸等階段總結了BIM技術在項目中的應用，這對今后BIM技術在裝配式建筑項目中應用具有指導意義。

關鍵詞：BIM；裝配式建筑；RFID；PC構件

中圖分類號：TU712 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）13-0110-02

2017年上半年，雄安新區的設立是繼深圳經濟特區和上海浦東新區之后又一具有全國意義的新區，根據黨中央的指示，重點任務之首就是建設綠色智慧新城，而裝配式建筑的綠色環保理念和雄安新區的重點任務不謀而合。雄安新區首個裝配式建筑從開工到封頂竟不到42天，“綠色新城”的定位，將使裝配式建筑迎來發展機遇。裝配式建筑是通過BIM技術進行進行信息化集成，成就裝配式建筑工業化發展。

本文將對裝配式項目中BIM技術的應用進行總結，BIM技術應用為裝配式建筑快速發展提供強有力的技術保障，BIM技術串聯起設計、生產、施工和管理的全過程，服務于裝配式建筑全生命周期[1]。

1 BIM技術和裝配式建筑政策

2017年2月21日，國務院下發《國務院辦公廳關于促進建筑業持續健康發展的意見》提出堅持標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理、智能化應用，推動建造方式創新，大力發展裝配式混凝土和鋼結構建筑，在具備條件的地方倡導發展現代木結構建筑，不斷提高裝配式建筑在新建建筑中的比例。積極支持建筑業科研工作，提高技術創新對產業發展的貢獻率。加快推進建筑信息模型（BIM）技術在規劃、勘察、設計、施工和運營維護全過程的集成應用，實現工程建設項目全生命周期數據共享和信息化管理，為項目方案優化和科學決策提供依據。大力推行“互聯網+政務服務”，實行“一站式”網上審批，進一步提高建筑領域行政審批效率。

2 裝配式建筑項目

2.1 工程概況

1#住宅樓（公共租賃住房）等19項（海淀北部地區整體開發永豐產業基地（新）HD-0401-0146地塊R2二類居住用地（配建公共租賃住房）項目）位于北京市海淀區永豐產業基地，東至大牛坊中路，南至大牛坊中街，西至HD00-0401-0162，北至大牛坊一街；用地為R2二類居住用地（配建“公共租賃住房”），用地周邊均有規劃中的城市道路（南側道路已完工、待驗收，西、北、東側道路在施），規劃道路體系完整，交通便利。項目包括8棟住宅，兩棟公建及地下車庫，住宅地上15層，地下五層（含設備夾層），車庫地下三層，總建筑面積182170m2。

在主體施工階段，根據場區現狀設置鋼筋材料堆放加工區3處，預制構件堆放區7處，鋼模板堆放區8處，周轉材料堆放區2處，共計面積為888m2。此階段在場區內共布置3臺車載泵備用、8臺地泵、8臺塔吊，以滿足多個施工面同時施工的條件。具體布置詳見施工總平面布置圖。

2.2 高風險工序

（1）本工程為中鐵置業集團與碧桂園集團在北京合作的首個房地產開發項目，是我司承接的首個裝配式建筑工程，具有較為突出的戰略意義。

（2）本工程施工場地狹小，施工管理難度較大。

（3）本工程基坑深達15米，為深基坑工程，地下水位較高，需進行有效的截水及排水，確?；邮褂冒踩?，是本工程的難點。

3 BIM技術在工程中的應用價值

3.1 設計階段

BIM技術設計是以參數化設計方式建立構件庫，體現出的是三維模型，BIM模型建立主要分為制定標準、建立模型和應用模型，見圖1。BIM模型建成后，也可根據需要導出二維圖紙，出圖方便快捷。具有可視化特征，設計單位也可利用模型，和施工方、業主方等實時溝通，隨時可以調整設計方案，提高溝通效率，為彼此提供了及時有效的溝通平臺[2]。

BIM技術最大價值在于信息化和可視化，將不同專業的設計模型放在同一平臺，使各個專業協同工作。通過各專業將建好的BIM模型導入碰撞軟件，開展碰撞檢查，進而對碰撞點進行分析、討論，解決設計沖突，優化設計方案，提高設計效率[2]，見圖2。

除此之外，可以利用BIM軟件中的建筑信息數據庫，可以在短時間內快速而準確地計算出工程量，減輕了造價人員的壓力。

3.2 PC構件的生產、運輸

3.2.1 PC構件的生產

PC為precast concrete（混凝土預制件）的英文縮寫，在住宅工業化領域稱作PC構件。簡要來說就是，在工廠預制好混凝土構件，包括梁、板、柱、墻等，然后運輸至現場進行吊裝拼接，最終完成一棟建筑物的建造，見圖3。PC構件工廠可直接從BIM信息平臺調取構件尺寸，同時將生產信息反饋至BIM信息平臺，同時將BIM技術與無線射頻識別（RFID）技術結合，在PC構件內植入RFID芯片，通過BIM技術協調施工方與工廠預制件的生產，實現構件零庫存的精細化管理[3]。

3.2.2 PC構件的運輸

BIM技術可以模擬運輸構件的過程，構件運輸時，提前在運輸車上植入RFID芯片，依據構件生產廠家到工地位置合理布置運輸路線，通過BIM技術協調PC構件的運輸順序，尋求最短運輸線路，加快施工進度[4]，見圖4。

3.3 PC構件的拼裝

3.3.1 PC構件現場管理

PC構件分疊合板、陽臺板、樓梯等種類繁多，出廠前在構件中已經植入RFID芯片，運用BIM技術對構件進行實時追蹤控制。通過RFID閱讀器，引導構件放置在指定地點。PC構件吊裝時，作業人員通過RFID閱讀器顯示的信息依次對其吊裝，提高構件拼裝效率[5]，見圖5。

3.3.2 吊裝模擬仿真

利用BIM模型可以比較不同構件吊裝的不同效果，從而選出最合適的構件，優化并完善施工計劃，實現最佳吊裝效果。施工單位可以利用BIM技術進行模擬，了解整個施工流程、吊裝成本等信息，從而進一步優化吊裝施工方案，實現加快進度和節約成本的目的，見圖6。

3.3.3 利用BIM技術監督工程進度

施工方案模擬優化后，在實施施工吊裝時，利用BIM模型就不需要圖紙，只需將施工順序信息儲存到BIM模型中即可。每天將施工記錄上傳到系統中，BIM技術將施工過程以三維動態方式顯示，對施工質量、工程進度等實現動態管理，進而利用BIM技術監督工程進度[6]。

3.4 運維管理

可以利用BIM和RFID技術建立專門的運營維護系統來監測裝配式建筑PC構件。當遇火情時，可以借助BIM系統對建筑物進行監控，從而盡快采取措施解除火情。另外，借助RFID儲存信息盡快對破損構件進行維修，極大地縮短維保時間[7]。

BIM技術還可以通過先前植入在PC構件中RFID芯片，監測裝配式建筑使用能耗。運維人員可以通過對能耗數據進行分析，從而達到管理裝配式建筑綠色運維管理的目的。

4 結語

本文對建筑工業化、裝配式建筑以及BIM技術的應用進行總結，針對BIM技術與裝配式建筑的結合進行詳細分析，剖析了建筑工業化與數字技術之間的內在聯系，展示了BIM技術在裝配式建筑項目中的應用價值。通過BIM技術在裝配式全過程的應用總結，說明BIM技術具有提高設計效率、優化PC構件生產工藝、提高施工現場管理效率、提高運維階段維護水平的特點和優勢，肯定了BIM技術在裝配式建筑中運用的可行性。

參考文獻

[1]宮文軍，曹楊，鞏俊松.基于BIM技術的裝配式構件系統設計與優化[J].安裝，2014，（1）：55-57.

[2]岳杰.BIM技術及其在建筑設計中的應用[J].四川建材，2011，（10）：270-271.

[3]常春光.基于BIM和RFID技術的裝配式建筑施工過程管理[J].沈陽建筑大學學報（社會科學版），2015，（2）：170-174.

[4]梅玥.基于數字技術的裝配式建筑建造研究[D].清華大學，2015.

[5]李俊杰，楊暉.基于BIM技術的建筑工業化發展研究[J].建筑經濟，2016，37（11）：10-14.

[6]劉楠.淺談建筑工程成本管理與BIM技術的應用[J].江西建材，2014，（17）247.

[7]戴文瑩.基于BIM技術的裝配式建筑研究——以“石榴居”為例[D].湖北：武漢大學，2017.