裝配式建筑綠色施工中BIM綜合應用分析

聶杰瓊

摘 要 本文以相關施工中BIM技術的綜合應用為分析對象，分別就施工準備階段、施工進行階段、施工結束階段的技術應用方法和價值進行論述，給出數據收集、模擬分析、模型優化、核心參數模擬等內容，為類似工作提供理論參考。

關鍵詞 裝配式建筑;綠色施工;BIM技術;參數模擬

前言

裝配式建筑是一種現代建筑，將傳統建造方式中大量現場作業工作轉移到工廠進行，在工廠加工制作建筑用構件和配件、運輸到建筑施工現場，通過可靠的連接方式裝配安裝而成。該類建筑具有綠色建筑的一般特點，同時進一步實現了功能優化，具有積極推廣價值，就其綠色施工中的支持技術進行分析十分必要。

1施工準備階段BIM技術的應用

1.1 數據收集

裝配式建筑包括預制裝配式混凝土結構、鋼結構、現代木結構建筑等，因為采用標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、信息化管理、智能化應用，是現代工業化生產方式的代表。同時，裝配式建筑的類別、建設要求不盡相同，無法通過某一種通用模式進行建設，嘗試借助BIM技術給予優化，首先應做好相關數據的收集。如木結構建筑，必須考慮承重要求，來自水平方向的剪應力、來自垂直方向的荷載，均應通過建設要求以及現場環境情況等予以明確，作為模擬工作的依據。同時建筑材料的基本性質，如木料抗壓強度、耐腐蝕性等，也均應納入數據收集的范疇。數據收集的基本要求是客觀全面，能夠覆蓋模擬全部需求。

1.2 模擬分析

完成參數的收集后，可根據收集所獲的信息進行建筑綠色施工模擬，將各類信息以默認參數的形式表達，代入BIM軟件中，采用約束模擬法或開放模擬法均可，只要前期所獲信息豐富和準確，就可獲取相對理想的模擬結果。如裝配式建筑的保溫能力，以綠色施工為要求，應降低非必要的施工工序、材料用量，同時考慮建筑使用后的保溫效果。在約束模擬法下，將施工方案中要求的散熱標準作為核心約束參數，代入BIM軟件中，之后再代入現場收集所獲參數，如外層圍護木結構的吸熱、散熱能力，當地平均溫度等，如果模擬結果表明，當前參數下的建筑保溫能力滿足設計要求，可不做調整，如果模擬結果表明，當前參數下的建筑保溫能力較差，則可進行參數的調整，包括增加圍護結構厚度、增設保溫夾層等，直到模擬結果滿足保溫要求，再調出模擬參數，據此出具施工圖紙、進行施工前的各類準備工作[1]。

2施工進行階段BIM技術的應用

2.1 初步建模

進入施工階段后，BIM技術的應用主要體現在既有模型的初步建立和調整兩個方面。在施工準備階段完成的參數收集、優化，可直接調取，生成一個初步契合施工要求的BIM模型，該模型的建立需要考慮如下因素：約束模擬法（或開放模擬法）下的參數是否可實現、模型設計是否可通過圖紙完整呈現、模型是否能夠完全契合綠色施工要求。模擬參數不可實現，是指所選約束條件下，初步參數不理想、調整后的參數也不理想的情況，如要求圍護結構輕量化、降低抗剪和承重能力等，要求予以避免。BIM三維模型通過圖紙呈現存在難度，因此很多復雜設計或不必要的設計，應嘗試調整，或加強與施工人員的溝通。最后，模型應符合綠色施工要求，不能消耗過多能源。

2.2 模型優化

綠色施工要求下，裝配式建筑BIM模型建設完成，要求在初步建模后繼續對其進行優化，包括主動優化和被動優化兩個方面。主動優化是指結合建設要求進行節能改造、設計調整，其目的在于提升建筑性能。如在滿足承重要求的情況下降低裝配式建筑屋頂傾斜角度，提升太陽能利用效果、有效收集天然降水等，主動優化一般較少出現，以免破壞施工計劃。被動優化更為多見，主要強調根據施工進行更改設計方案，多見原因如參數收集不當、模擬過程不當等等。如建筑施工過程中，出現材料選取不足、保溫測試能力不足的問題。可以復合材料部分取代金屬材料，門、窗等處均以木料或復合材料取代金屬。測定上述新材料的吸熱和散熱性能，代入BIM軟件中，根據模擬結果進行原有模型的優化[2]。

3施工結束階段BIM技術的應用

3.1 核心參數模擬

裝配式建筑綠色施工進入結束階段，BIM技術的應用主要體現在對核心參數模擬和常規模擬方面。核心參數的模擬，是指在綠色施工要求下，對影響施工能耗、施工質量的因素進行評估，了解建筑建成后是否滿足設計要求，同時對未來的能耗態勢進行預測。結合大數據信息，以BIM技術支持裝配式建筑綠色施工，測試結果合格率理想。而在進行未來能耗態勢的評估中，結果帶有動態特點，假定模擬對象為建筑能耗，通常散熱能力較強的裝配式建筑，冬季保溫態勢不夠理想，而保溫態勢較理想的建筑，夏季散熱能力又較差，上述兩類建筑，可導致降溫和升溫能耗的增加。從長期角度上看，可設計能夠進行組裝拆卸的各類圍護結構，包括苯板、可移動圍護設備等，應對其使用后的能耗增加問題。

3.2 常規模擬

常規模擬具有全面性特點，主要強調以綠色施工、綠色使用為要求，了解裝配式建筑的基本性能。如建筑是否能夠應對風力破壞、抗剪能力、抗負載能力是否滿足使用要求等等。由于裝配式建筑缺乏混凝土鋼筋結構的穩定連接、高強度特點，其力學性能的研究十分必要，在BIM技術下，可將建筑建成后的各類參數代入軟件中，常規了解建筑的承重能力，包括靜態實驗、動態實驗和老化實驗等。靜態實驗結果反應建筑的直接承重能力和常規工作態勢，動態實驗可反應建筑在其他參數影響下出現的性能波動，老化實驗則反應使用一周時間后建筑的承重能立等性能，可持續積累信息、服務后續工作。

4結束語

綜上，裝配式建筑綠色施工中BIM綜合應用具有較高價值，應重視不同階段的技術運用。施工準備階段，應重視數據收集、模擬分析，為后續工作提供客觀圖紙、信息支持。進入施工階段應強調模擬的優化，不斷根據具體需求改進既有模型。施工結束階段以核心參數模擬為主，了解工程總體質量，積極積累經驗。

參考文獻

[1] 張萌，邱小秦，蘆新月.裝配式建筑施工進度問題及基于BIM的對策分析[J].建材與裝飾，2020，（3）：156-157.

[2] 解文博.BIM技術在裝配式建筑施工質量管理中的應用研究[J].現代物業（中旬刊），2019，（5）：161.