基于BIM技術的裝配式建筑應用研究

邱士超

【摘 要】裝配式建筑主要是指設計部門在完成建筑中構件的設計后，把所需要構件的所有參數，如材料、尺寸規格、施工工藝等傳送給工廠，然后工廠在加工完成后運送到施工現場予以放線和吊裝，并且運用“搭積木”的手段建造而成的房子需要良好地予以搭接。當前基本上是借助鋼筋插口的咬合加上澆筑混凝土雙管齊下的方式進行，所以裝配式建筑具有較強地安全性。裝配式建筑盡管在很早以前應用過，但是由于種種因素沒有得到廣泛地應用，伴隨著 BIM 技術的在裝配式建筑中的應用，極大地促進了裝配式建筑的發展和應用。

【關鍵詞】BIM 技術；裝配式建筑；應用

裝配式建筑構件采用集中生產的方式，生產過程資源浪費少，建筑建造過程機械化程度高，環保節能，施工進度快，對我國傳統建筑業轉型升級，實現綠色可持續發展具有重要意義。近年來，一些學者對裝配式建筑進行研究，其中 BIM 技術尤為突出。BIM 全稱建筑信息模型，是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，建立建筑模型，具有可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性五大特點。利用 BIM 技術，可仿真模擬建筑物的真實信息，包括三維幾何形狀信息及非幾何形狀信息。如建筑構件的材料、重量、價格、進度和施工等。建筑信息模型集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數據，能夠為設計師、建筑師、水電暖鋪設工程師、開發商乃至最終用戶提供“模擬和分析”。闡述了 BIM 技術在裝配式建筑建筑設計階段、生產制造階段、建造施工階段及運營維護階段的應用。基于 BIM 技術與裝配式技術的特點，分析了 BIM 技術在裝配式建筑的設計、生產、施工、運維等階段的應用價值。上述研究主要側重于闡述 BIM 在裝配式建筑中的應用方法及價值，對裝配式預制構件現場安裝不準確、構件設計不合理、設計、生產商、施工三方協同效率低等制約裝配式建筑發展的問題探討尚有所欠缺。

1 BIM 技術概述

BIM 技術主要是指通過建筑工程項目里面的各方面有關信息數據，構建出相應的建筑模型，對建筑物的真實信息數據進行模擬，從本質上而言就是一種數字信息的仿真。BIM 技術具有四個方面的特點：第一，可視化。BIM 技術將圖紙里面的平面化線條通過三維立體展示出來，確保有關人員能夠對其一目了然。第二，協調性。BIM 技術能夠對建筑物建造前一階段存在的各種專業之間的碰撞問題予以協調，從而生成和提供協調數據。第三，模擬性。不僅僅是模擬建筑物模型，還可以模擬虛擬的事物。第四，優化性。BIM 技術在設計、施工、運營各個環節都能夠實現比較好的優化。

2 BIM 技術在裝配式建筑規劃設計階段的應用

BIM 技術在此階段可以發揮較大作用，能夠將過去建筑中產生了由于設計沖突導致的設計變更問題予以解決。第一，BIM 技術能夠對場地進行分析并且對選址進行規劃。場地分析在建筑項目里面的關鍵作用不言而喻，其能夠對建筑項目的定位產生影響。過去的一些技術缺乏足夠的定量分析，也無法科學地處理相關數據，然而 BIM 技術的應用，能夠依據擬建建筑物的場地條件與空間信息，開展數據建模。如此一來，便能夠輔助有關人員開展選址規劃與場地分析。第二，BIM 技術應用于圖紙繪制與模型建立。相較于過去的圖紙，BIM 技術能夠確保其所繪制圖紙的任何一個圖元都是有工程含義的，比如材料的屬性等。應用 BIM 技術構建的模型里面不管是哪一個構件模型的參數產生變化，相應的構件便會馬上產生變化。BIM 模型還能夠開展現實的施工模擬，如果發現問題能夠在第一時間進行改正。第三，BIM 技術能夠對設計的沖突檢查予以有效解決。過去的一些技術手段都是按照設計圖紙借助想象對建筑物的立體圖予以還原，這樣肯定會產生一些誤差，從而造成施工過程中產生不符合設計的問題，使方案需要重新進行修改，工期需要進行延長。如果應用 BIM 技術，一旦設計時產生管線沖突問題，在 BIM 模型里面便會顯示，能夠在第一時間里面予以修改。

3 BIM 技術在裝配式建筑生產制造階段的應用

在裝配式建筑構件的生產制造過程中，將 BIM 技術與 RFID 技術進行有效結合，把 RFID 芯片植入進各種預制構件里面，該芯片里面包含有構件的幾何尺寸、材料種類、安裝位置等各種信息。另外，由于 RFID 標簽編碼的唯一性特征，所以在構件的生產、儲存、運輸、吊裝等任何一個環節都能夠確保信息的準確性。BIM 技術的應用不僅能夠為構件的生產管理子系統提供相關數據，還能夠將所有預制構件的存儲、質量監測、生產等信息返還至 BIM 數據庫。在 BIM 技術和RFID 技術的有效結合下，能夠保證預制構件的零庫存與零缺陷。

4 BIM 技術在裝配式建筑施工建造階段的應用

就裝配式建筑施工建造階段而言，BIM 技術的應用基本上體現于以下方面：第一，可以伴隨著預制構件地庫存與現場管理予以改進。就現實的施工過程來看，時常會發生無法找到構件或者是沒有找對構件等現象，因此唯有對施工現場開展嚴格地管理，才能夠有效避免類似事件的發生。應用 BIM 技術，并實現該技術與 RFID 技術的有效結合，便能夠動態地控制與追蹤這些構件。第二，依靠 5D 施工模擬不斷優化施工與成本計劃，有效控制工程質量的進度。在3D-BIM 模型的基礎上，又引進了資源與時間的維度，從而構建形成了 5D-BIM 模型，通過此模擬裝配式建筑的所有施工過程以及資源投入具體狀況，這樣一個動態的施工規劃便形成了。此外，在模擬的時候不斷優化原施工規劃存在的問題，有效避免發生工期延長以及加大成本等問題。

5 BIM 技術在裝配式建筑運營維護階段的應用

就裝配式建筑運營維護階段而言，BIM 技術主要應用于提供建筑物使用狀況、所有構件運行狀況和財務等信息數據。第一，BIM 技術應用在物業管理上發揮了比較大的作用。BIM 軟件依靠與有關設備予以連接，能夠計算并提供建筑物的各個方面的參數，從而對建筑物的使用運行狀況進行判斷，如此一來，有關人員便能夠在第一時間里面進行科學地決策。此外，BIM 技術與 RFID 技術有效結合并應用于門禁系統以及涉事管理上，也能夠發揮很大的作用。當把電子標簽安裝于所有構件上面的時候，有關人員在維修過程中便能夠借助閱讀器迅速地查找出有關設備的位置，在維修之后再將有關信息數據再一次記錄于電子標簽里面，再將這些信息數據存儲到BIM 物業管理系統里面。第二，當裝配式建筑進行拆除或者是擴建的過程中，應用 BIM 技術分析和檢測建筑結構的各方面指標，能夠有效避免發生結構損傷的問題。另外還可以發揮其非常好的回收資源作用，應用 BIM 技術對那些壽命結束的建筑物的構件還能夠再次利用進行了解和掌握，如此一來不僅能夠降低能源的消耗，而且還符合可持續發展的要求。

6 結束語

為了踐行我國綠色可持續發展的理念，裝配式建筑已經成為未來我國建筑行業發展的大趨勢，但是裝配式建筑具有處理與收集難度比較大的問題，應用BIM 技術能夠較好地對這些問題進行解決。因此，研究 BIM 技術在裝配式建筑中的應用具有很大的意義和價值。

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（作者單位：滕州市東方建設工程事務有限公司）