BIM技術在廣西裝配式建筑項目中的應用問題分析

龍文波 馮超 李常興 劉風

【摘 要】為了實現建筑業可持續發展，響應國家關于“節能”“環保”“可持續發展”的號召，廣西積極推進BIM技術在裝配式建筑中的應用。文章通過實際項目案例，總結BIM技術應用于裝配式建筑項目設計、構件生產、安裝等全過程的應用成果，說明現階段BIM技術應用于廣西裝配式建筑項目中存在的主要問題。

【關鍵詞】BIM;裝配式建筑;存在問題

【中圖分類號】TU741 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）12-0070-03

0 引言

裝配式建筑具有標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理、智能化應用六大特征[1]。BIM是基于模型的信息化管理。將BIM技術應用于裝配式建筑，使建筑信息化與建筑工業化有機融合，有助于對裝配式建筑的各個過程進行全壽命周期的信息集成和項目管理，為建筑、結構、電氣、給排水、暖通等不同專業搭建協同平臺，便于設計變更與信息交互[2]。廣西在大力推廣裝配式建筑的同時，也在加大力度推廣BIM技術。本文以廣西某教學樓和學生宿舍樓工程為例，通過總結BIM技術在實際項目中的應用成果，提出現階段BIM應用于廣西裝配式建筑項目中存在的實際問題。

1 項目概況

廣西某教學樓和學生宿舍樓工程，項目總建筑面積為48 536.87m2，效果圖如圖1所示。工程包含一棟宿舍樓、一棟教學樓，項目概況見表1。兩棟建筑均采用鋼框架-支撐結構，項目裝配率為75.5%，達到國家工業化建筑AA級評價標準。裝配式建筑實施項見表2。

項目采用EPC工程總承包聯合體的模式進行建設，由設計單位牽頭施工單位聯合承建。其中，設計單位負責項目的報建、勘察、設計及項目全過程管理工作，施工單位負責項目的施工工作。在EPC工程總承包管理模式中，設計單位作為項目主導方，可以發揮BIM技術在設計運用中的優勢，有利于實現BIM技術的全過程應用。

2 BIM技術應用成效

2.1 方案設計

利用BIM技術，可以直觀地反映整個建筑的施工過程，便于建設單位對方案的優化選定。同時，將BIM技術應用于總平面布置和單體報建，壓縮報建時間5 d。

2.2 流程管控

根據項目裝配式構件特點制定相應的BIM應用管理流程。基于施工圖設計模型創建深化設計模型，進行節點、構件拆分、預留孔洞和預埋件等設計，生成深化設計圖紙，統計工程量，指導預制構件加工，制作施工安裝文件。這樣能有效避免預制錯誤、提高預制效率。

2.3 土方開挖

利用BIM軟件模擬復雜的基坑、集水井、電梯井的挖土過程，可解決傳統方式下土方開挖時施工現場管理人員憑過往經驗進行土方放坡帶來的安全事故隱患及開挖的基坑形狀難以達到設計要求的難題。

項目二期場地建設規劃時，計劃在地塊中部建造水池景觀，本工程地基開挖土方直接轉運至二期地塊西南角，以備人造山丘景觀之用。減少了前期外運土和二期外購土方，整體節約工程建設成本230萬元，節約工期25 d。

2.4 機電深化設計

將建筑、結構、機電等專業模型整合，根據各專業要求和凈高要求將綜合模型導入相關軟件進行碰撞檢查，根據碰撞報告結果對管線進行調整、避讓，對設備和管線進行綜合布置，在工程施工開始前發現問題。

2.5 鋼結構深化設計

在鋼結構加工前對具體鋼構件、節點的構造方式、工藝做法和工序安排進行優化與調整，指導制造廠工人采取合理的工藝加工，提高施工質量和效率，降低施工難度和風險。此外，在鋼構件施工現場安裝過程中，通過鋼結構BIM模型數據，對每個鋼構件的起重量、安裝操作空間進行精確校核和定位，為復雜和特殊環境下的吊裝施工打好基礎。

廣西某教學樓和學生宿舍樓工程施工中，技術人員通過管線綜合圖、綜合預留預埋圖、設備運輸路線圖及相關專業配合條件圖、機電專業施工圖、局部詳圖及大樣圖、碰撞檢查等發現管線沖突350多處，提高凈高平均10 cm，節約造價300多萬元。

2.6 裝配式節點應用

BIM技術應用于鋼結構吊裝模擬分析、預制混凝土空調板分析、預制混凝土樓梯技術分析、預制混凝土衛生間沉箱技術分析等，基于施工圖設計模型創建深化設計模型，分析受力信息、支撐布置順序、換撐順序、拆撐順序等。形成說明性通用圖、布置圖、構件或產品模塊詳圖、大樣圖等，便于與構件廠及施工人員對預制、吊裝難點進行交流與溝通，制定合理的生產和吊裝工序。預制混凝土空調板分析圖如圖2所示，預制混凝土樓梯分析如圖3所示，預制混凝土衛生間沉箱技術分析如圖4所示。

2.7 其他應用

通過手機移動端對項目進行實時管控對接，實現設計師與工人的零距離溝通。通過手機App共享信息：如屋面做法、預制樓梯、預制陽臺、砌體樣板，實現技術管理輕量化、可視化;通過網絡監控端對項目工地現場進行實時監控，方便建設單位、監理單位等參建方對現場進度、質量等進行了解和管控;利用VR仿真技術，身臨其境體驗安全事故，增強施工人員的危險防范意識。

3 總結BIM應用中存在的問題

利用BIM技術輔助工程建設后，項目施工周期較傳統方式節省1/3以上（項目定額工期為606 d，經過優化后工期為300 d，其中勘察設計工期為60 d，施工工期為240 d），高層建筑含裝修均在一年內完成施工，項目整體平均提升凈高10 cm/層×12層=120 cm，節約造價300多萬元。但是，項目在設計和施工過程中存在一些亟待解決的問題，如經驗不足、標準化程度不夠高、投資較大等。總結現階段BIM在廣西裝配式建筑應用中存在的問題如下。

（1）構件標準化程度不高，造成構件和模具型號過多，影響工期和產能。對于商品房來說，廣西裝配式建筑于2017年正式啟動，很多項目方案已經確定，在施工圖設計階段政府要求采用裝配式，而受房地產開發周的限制，在方案已經確定的情況下可進行標準化設計的調整范圍非常少。同時，開發商通常追求住宅體系和戶型的多樣性和個性化，各企業技術自成體系，戶型平面千變萬化，立面造型也是紛繁復雜，無論是商品房還是保障房，建筑構件的模數化、標準化程度都比較低，通用構件使用較少，從而造成裝配式建筑建造效率低、成本高，難以發揮工業化的優勢。政府投資的公共建筑多為多層建筑，一般無標準層，造成標準件多，模具翻模率低，模具攤銷大。

（2）除政府管理部門和構件廠外，其他參建各方采用裝配式建筑的主觀能動性不高。設計院幾十年以來一直按現澆結構進行設計，而裝配建筑設計對其工作是一項新的挑戰;同時，裝配式設計缺乏相對應的收費標準，導致設計優化意愿不強。

（3）構件廠生產經驗不足，質量難以把控。構件生產企業快速發展，但缺乏相應的生產經驗，大部分工廠管理人員素質和工人的專業技能一時難以跟上企業的發展速度，造成目前市場上預制構件質量參差不齊，給裝配式建筑的質量帶來隱患。

（4）目前，廣西裝配式建筑存量市場不夠大，配件、設備、人才、技術力量仍舊薄弱，造成裝配式建筑單方造價高于發展相對成熟的地區。很多配件、設備、人才、技術力量都需要借助外地的力量，造成當地裝配式建筑的單方造價要比相對成熟地區高。

（5）對于房地產開發商來說，采用裝配式建筑，在綠建審查和施工圖審查中會增加審查項，整個報建流程時間會更長。并且，按目前的預制構件生產能力和施工水平，采用裝配式建筑的工期只會長不會短，同時采用裝配式建筑的預制裝配率越高，成本增量也會越高，而政府的鼓勵政策往往是制定政策的部門和執行部門不同，因此執行起來相對困難，開發商屬于被動采用。對設計院來說，設計師還不會主動參與構件的拆分設計和審核構件設計圖，對生產和安裝過程關心不足。構件廠技術能力導致設計和生產出來的構件不一定同時能滿足建筑設計各專業的要求。目前，整個產業鏈的責任和利益不明晰，大家各自為政，很難形成合力。

（6）建筑設計、構件生產、安裝施工協調機制尚不健全。真正具有工程總承包能力，能夠協調設計、構件制造、安裝施工的企業不能滿足日益增長的裝配式建筑市場的需求。一些缺乏裝配式建筑實踐、管理和技術水平較差的企業，難以保證工程項目的順利實施。有些裝配式建筑項目的施工進度遠遠趕不上現澆方式的施工進度。

4 結語

發展裝配式建筑是建筑業轉型升級的必然要求，是建筑領域節能減排的重要舉措[3]。BIM技術是裝配式建筑實現集成設計、智能生產、虛擬建造的重要手段，可以實現裝配式建筑全流程、全專業、全產業的一體化集成。目前，廣西裝配式建筑發展還處于起步階段，只要我們積極探索，穩中求進，相信在各方積極探索和努力改進的過程中，一定會搭建出廣西建筑業的“綠色的未來”。

參 考 文 獻

[1]文林峰.中國裝配式建筑發展報告（2017）[M].北京：中國建筑工業出版社，2017.

[2]王會.BIM技術在裝配式建筑中設計與建造應用研究[J].土木建筑工程信息技術，2021（4）：101-108.

[3]韓冰.BIM技術在裝配式建筑中的應用[J].智能建筑與智慧城市，2021（10）：68-69.