基于BIM思維的工業化住宅發展研究

許瑾璐

（福州外語外貿學院理工學院， 福建 福州 350000）

0 引言

建筑業帶給人類生活的必須場所，但是在營建活動中，資源、能源的過度消耗，使人類賴以生存的生態環境遭到了越來越嚴重的破壞；隨著社會的發展，居住品質的提高成為建筑設計時考慮的很大一個方面的主題。傳統的建筑方式相對于社會的發展，從理念和技術上都已顯現各種問題，因此住宅建筑的設計、建造的革新迫在眉睫。工業化住宅建造模式已成為新的發展方向。

工業化住宅是通過運用技術手段，對建筑生產的各個階段進行系統整合，實現構件生產在工廠完成，施工現場進行裝配，土建和裝修一體化完成，整個施工過程流水作業化。同時裝配式的建筑要求精度更高，進而提高了建筑質量。工業化住宅是建筑業技術進步的體現，是社會發展方向的必然。

1 工業化住宅發展的優點

工業化住宅的推廣可以提高建筑質量。工業化住宅要求很高，建筑設計必須精細化、協同化，同時，工業化建筑要求施工誤差以毫米計算，預制構件在工廠模具中生產，精度大大提高。同時工業住宅化可以提高混凝土澆筑、振搗和養護時的質量。

工業化住宅可以提高效率。對于工業化住宅，構件在工廠車間完成，工廠作業環境相對于現場更優越，生產效率提高，特別是一些高空作業，在工廠中進行工業化生產，不受天氣條件制約，并可以進行流水，大大縮短工期。

節省勞動力并改善勞動條件。與現場施工作業相比，工業化住宅可以較多地利用自動化設備和工具，大大節省勞動力，同時生產工藝自動化程度高，降低了工人的勞動強度。

2 BIM技術的發展

BIM（Building information Modeling )，可以理解為“建筑信息化”。它的基礎在于三維圖形圖像技術，用三維具象符號來表達一個個具體的實物。BIM的核心內容在于信息數據流，與真實世界里的實物非常具象的“虛擬構件”有了對應的ID名稱，各類屬性信息，這些信息從真實實物誕生開始逐步完善，并以電子數據的形式存在，在不同階段都可以發揮出最大作用，直到真實建筑消亡。

3 基于BIM思維的工業化住宅發展

工業化住宅的建造特點決定了整個過程比其他建筑方式更加高度依賴信息化技術，基于BIM思維的工業化住宅思維的研究勢在必行。

工業化住宅建筑的特點，要求各個設計部門、各個設計環節與各個施工環節必須實現信息共享，信息的全方位交流，實現密切的協同，BIM技術可以提供所需要的三維可視化檢查，實現全過程的有效管理。

相對于現場施工，工業化住宅建筑模式使效率得到提高，資源得到有效利用，但是在優化的同時，全過程生產中，對所生產的構件必須執行更嚴格的要求，對構件生產的技術文件和生產質量精度控制都提出了更高的要求。不妨試想一幢大廈，需要把它拆分成一件一件可以具體工廠加工制造的建筑部件，若不借助 BIM技術，仍沿用傳統的工程技術圖樣來處理拆分，難度系數將非常大，出錯率也會極高。

實際上，在一些大型住宅工業化建筑施工過程中，常常會采用BIM技術來預先虛擬呈現一些關鍵構件的吊裝運輸工序，管理人員可以通過BIM模擬過程發現高危復雜環境下的吊裝計劃是否合理可行。這樣可以有效規避掉一些安全事故的發生。

在住宅工業化建筑中，針對各個流程環節的管理要求會更加嚴格。同時更高度依賴信息化管理技術， BIM的信息管理云平臺(或者叫項目管理門戶) 是通過建立云數據中心，為設計、生產、裝配信提供支持。通過建筑云數據中心形成企業資源數據庫，實現協同過程的管理。

工業化住宅對BIM技術的迫切需求顯而易見，BIM技術對工業化住宅價值巨大。工業化住宅的生產全過程中，各個環節都會用到BIM思維。

設計環節，運用BIM技術，在定量分析的基礎上，可以選擇適宜的結構體系，并進行優化拆分設計，避免預制構件在內部的預埋件或預留孔洞出錯、遺漏、擁堵或重合，同時提高連接節點設計的準確性和制作、施工的便利性。

生產制造環節，根據施工計劃編制生產計劃，生產計劃再細分到每個構件的具體信息，如構件的制作時間、工藝流程等，從而根據生產可行性與合理性提出對施工計劃的調整要求，進行互動協作。三維圖樣的構件可以作為模具設計的依據和檢驗對照，同時預制構件鋼筋骨架、套筒、預埋件等的三維表現，可以避免定位錯誤。

現場裝配環節中，利用BIM進行施工組織設計，編制施工計劃，構件和其他部品進場計劃，編制施工成本計算和施工預算。通過從云數據中心調取數據，將虛擬模型與真實現場環境做匹配校驗，先檢驗現場真實環境是否與設計數據一致，后調出正在空中吊著的那件裝配部件的虛擬體與真實環境匹配定位，檢查是否正確。

4 研究方案

以福建省福州市為例，福州市大力推動工業化住宅建筑全面發展，截至2019年，福州市已通過工業化建筑（設計階段）認定的項目達到79個，項目共320萬平方米的，其中PC項目40個，占全省PC項目總數59.7%，為完成2018年福州市新開工建設裝配式建筑面積不少于 240 ㎡萬 的目標打下良好基礎。已有福州數字中國會展中心、海峽青少年活動中心、福州濱海新城綜合醫院、福州市老年大學教學樓、前錦新苑等 40個項目開工，面積約 220萬平方米，占本市年度目標91.7%，完成福建省任務總數36.7%。

以福州市中海萬錦花園II標段項目為例，此工程位于福州市福州晉安區福馬路以南、福州電子職業中專學校北側,總建筑面積90777.67 m2，其中地下室2層，9#樓為預制裝配式建筑，40層，層高2.95m,屋面高度119.95m (女兒墻高度121.45m，出屋面構造高度125. 95m)，二層開始采用疊合梁、疊合樓板，豎向剪力墻采用現澆體系，支撐模板系統采用鋁合金模板。該樓棟所運用的是“PC（指工廠化預制構件）+鋁模”一體化施工體系，以可重復利用的鋁模代替傳統木模，將預制梁、板在預制廠的進行精準的專業化批量生產，最后將預制的建筑物主要結構像“搭積木”一樣拼裝實現快速施工。

中國人口結構遷移，在人口紅利下降，環保要求提升與追求精益建造的大背景下，裝配式建筑應運而生。由于現場作業少了，各項情況都將得到有效改觀。該項目裝配式住宅樓的建造比傳統作業方式壓縮了 30%以上的用工量，50%以上建筑垃圾的排放，與40%以上現場輔助材料的投入。

目前福州市工業化住宅建筑發展依然存在如整體設計水平不高、產業鏈各環節配合不緊密、專業施工工人少、缺乏有效監督手段等問題。今后加強施工圖及拆分設計管理，深入推進建筑產業化設計工作會成為工業化住宅發展的重要環節，基于BIM思維的工業化住宅發展勢在必行。