裝配式建筑BIM技術應用障礙與對策

文/陳康，安徽省建筑設計研究總院股份有限公司

1 BIM技術概述

裝配式建筑用通俗點的話講即“搭積木式”造房子，具體的過程是指建筑中的墻體、梁、樓板等零部件都在工廠的流水線上制造完成，然后將這些已經在流水線上制造完成的部分現場拼裝到一起組建成房屋，在這種模式下設計將更加多樣化，功能也更加現代化，整個制造環節大多數在工廠內完成，并且施工裝配化也更加明顯。簡而言之，裝配式建筑是通過標準化、產業化以及信息化的方法建造、使用和管理，促使我國建筑業能夠從傳統建筑方式向集約、節約、環保以及綠色和科技等現代化方式轉變。

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是以三維方式展現建筑物，并在三維建筑模型中以底層數據信息作為支持，使模型與實際工程項目相聯系，通過三維數字模型模擬建筑物的真實情況。依托于信息建立起來的BIM 模型，更好地適用于建設項目的全壽命周期管理，包括項目前期決策階段、項目施工階段、物業管理階段和報廢回收階段。為項目各參與方提供高效協同平臺，減少因項目實施過程中因不協同而造成的損失。

2 裝配式建筑BIM技術應用障礙分析

預制裝配率是評價裝配式建筑結構施工技術水平的重要指標，而達到較高的預制裝配率需要有構件與預制單元的分解設計、預制加工工藝設計以及現場組裝固定等多方面的技術支持。所以，雖然裝配式建筑結構施工有諸多優點，但是涉及多個方面施工工藝的變革和管理理念的改變，解決好上述技術問題才能體現出這些優點。

2.1 裝配式建筑結構構件設計預制與現場施工之間的銜接

裝配式建筑的建設周期之所以能夠相對較短，得益于建筑主體結構構件的標準化生產和現場施工技術的革新。但是在實踐中由于相關技術不夠成熟，導致構件的預制與施工現場的裝配工序無法有效銜接。首先，構件的預制和進場進度需要和現場保持高度的協調，否則就會出現現場構件過多或供應不足的問題。而前者會引發管理混亂和增加裝配錯誤的概率，后者則直接導致工期延長。其次，結構復雜的裝配式建筑對構件的加工精度要求很高，否則在諸如鋼結構構件的安裝過程中就會出現較大的誤差，導致構件出現內部應力，使整體結構的承載力不足。

2.2 保障構件預制工藝與施工組織計劃的設計深度

構件預制是裝配式建筑施工的一個重要組成部分，由于部分構件的幾何形狀比較復雜，加之構件預制需要為后續裝配進行預留預埋，因此對工藝設計深度的要求很高。一旦設計深度不夠就會導致預制構件無法達到其預期使用要求，需要在施工開始后進行重新設計和加工，使整個施工過程的連續性受到影響。此外，裝配式建筑施工是一個需要設計、預制以及現場施工實現協同工作的過程，才能保持對工程結構施工質量與進度的持續控制，保持施工過程的連貫性和體現出其高效、高質量的特點。因此，整個施工組織計劃的設計更加關鍵，如何保障其設計深度就顯得尤其重要。

2.3 如何保障預制構件和裝配單元的裝配質量

在裝配式建筑的構件或裝配單元的現場施工過程中，由于不同部分使用的連接方式與工藝存在很大差異，加之對裝配精度和結構穩定性有較高要求。在各個構件空間位置關系復雜的情況下，首先在設計圖紙上展示構件的施工工藝細節、讓操作和現場管理人員理解設計意圖方面就有很大難度。其次，保障構件的空間位置關系正確也是極大的挑戰，一旦出現裝配失誤就會導致整體結構的施工延誤。最后，現場施工中大型預制構件的吊裝對作業空間有特殊的要求在現場作用空間動態變化的過程中，正確評估和判斷施工工藝的可行性也非常困難。

3 加強裝配式建筑BIM技術應用的優化對策

3.1 應用BIM 技術實現構件設計預制與現場施工之間的有效銜接

在目前BIM 技術的應用實踐中，大多數利用其進行工程設計方案的優化，基于相關軟件構建建筑工程的信息化模型，讓不同專業的設計人員實現協同工作并提高設計深度。而這一應用功能恰好可以解決裝配式建筑結構施工中的預制與裝配銜接問題。首先在利用BIM 技術構建了具體的裝配式建筑信息模型的基礎上，負責進行構件與裝配單元預制以及現場施工的企業或部門能夠基于模型和信息化平臺實時交互，掌握雙方的實際工作進度并就具體問題進行協調，從而合理優化構件的預制和運輸進廠次序，確保施工過程的流暢性和連續性。其次，針對在實際裝配施工中發現的問題，在預制環節可以基于信息模型迅速響應施工要求并進行快速工藝設計變更，降低對整體施工進程的影響。

3.2 推行裝配式建筑一體化集成設計

在裝配式建筑的整體設計中，綜合設計是一項非常重要的設計內容，它直接決定了裝配式建筑整體設計的合理性和可行性，并影響裝配式建筑的施工效果。因此，有必要對裝配式建筑進行整體設計。在實際設計過程中，應充分考慮室內空間的大小和建筑的功能，盡量選擇大空間的布局和結構形式。裝配式建筑的整體設計應注重建筑、結構、機電等專業的整合與協調，大力實施各種建筑技術體系，確保裝配式建筑在生命周期中保持空間的靈活性。此外，還需要加強建筑設計與建筑裝飾設計的結合。在建筑設計的拼裝過程中，要充分考慮建筑裝飾設計，將建筑設計與裝飾設計相結合，建立完整的拼裝建筑產業鏈，防止二次裝修的發生，避免不必要的資源浪費和環境破壞。

4 結束語

將BIM 技術應用于裝配式建筑全生命周期中，有利于現場精細化管理，縮短工期，節約成本，保證質量，提高管理水平，其應用價值巨大。要充分發揮裝配式建筑的優勢，實現建筑工業化，通過信息化手段、BIM 技術的運用，使更多疑難問題得以解決，促進建筑行業全面發展。