BIM技術在裝配式房屋建筑工程中的應用研究

趙澤

上海現代建筑設計集團工程建設咨詢有限公司 上海 200040

引言

我國的部分專家學者認為BIM技術具有可視化和可協調性等功能特點，能夠全面地應用到建筑施工過程中，為整個項目的成本管理和施工管理發揮積極有效的促進作用。此外，也有專家學者指出BIM技術當前還存在的不足之處，需要做進一步的改進，為后續的改進提供了參考。

1 裝配式建筑

裝配式建筑又稱建筑工業化，即由工廠制造生產、現場進行安裝的集成式建筑物，工廠生產的構件包括梁、板、柱、剪力墻、樓梯等，這種建造模式符合當前社會發展趨勢，向人們展示了建筑業的全新圖景，建筑物也可以像生產商品一樣，工廠批量生產標準構件，運送至工地后像搭積木一樣進行拼裝即可。裝配式建筑的主要特征如下。①功能多樣化。a.裝配式建筑外墻設計有保溫的功能，能夠實現冬暖夏涼的效果，節約了空調的使用次數，減少對空氣的污染，達到節能減排的目的；b.裝配式建筑的墻體和門窗的密封性較好，隔聲效果好；c.防火、抗震性能好。②施工裝配化。裝配式建筑大量的構件是由工廠生產完成，可以實現保溫、隔熱、裝修一體化設計和施工，保溫隔熱板及裝飾面可隨預制構件在工廠生產完成，或者預制構件上預留裝飾面板的埋件，既保證了保溫隔熱、裝修質量，又能加快工程整體進度，簡化現場施工工序，減少施工時產生的廢料及噪聲。③設計多樣化。目前的建筑設計多以房間內的固定格局為主，房屋的整體運用不是很靈活，而裝配式建筑可以避免這些缺點，其主要特點是可以進行空間的大小分割，根據住戶的需求來配置。④系統化和集成化。裝配式建筑體現了工業產品社會化生產的理念，從設計階段到生產、施工階段都是各專業密切配合、相輔相成的，需要設計、生產、運輸、安裝等各行業人力、物力協同配合、共同推進，才能完成裝配式建筑的建造[1]。

2 BIM技術在裝配式房屋建筑工程中的應用

2.1 施工方案設計

對裝配式建筑施工方案進行深化設計時，應保證各專業部門之間協調配合和力度，使得各個部門可以在相互配合條件下構建詳細可靠的裝配式建筑模型，必要時還應借助BIM技術對裝配式建筑模型進行細化處理，保證裝配式建筑模型和施工方案的完善性，方便有關部門靈活應用設計方案和相關模型開展裝配式建筑建設施工。而應用BIM技術進行裝配式建筑施工方案設計，還能在保證預制構件結構和功能完整合理條件下減少裝配式建筑中預制構件種類，避免有關部門在預制構件加工制作時因種類繁多而出現問題。有效提高各類預制構件加工制造精度，并在保證預制構件節點和預留孔等精細部位可視化效果條件下，強化裝配式建筑中各部位預制構件安裝效果和綜合施工質量。發揮BIM技術在裝配式建筑施工方案協同深化設計中的作用效果，為推進裝配式建筑施工穩步開展提供有力支持[2]。

2.2 預制構件生產階段

現階段，鑒于構件圖紙是以二維圖紙的形式提交的，在預制構件生產前，會由模具設計單位借助BIM軟件，根據二維圖紙設計構件模具，生產模具，最后交由構件生產廠家進行生產，此過程雖然也有使用BIM軟件進行設計，但是涉及的專業單一且并未實現模型數據的交互、傳遞，最后會造成模具設計和實際構件有誤差。通過項目在規劃設計階段使用BIM軟件，裝配式建筑設計單位直接接收IFC格式的BIM模型數據，然后進行預制構件深化設計，BIM軟件可以將預制構件的尺寸、配筋、預埋件、水電等信息均表達出來，然后完善后的構件模型也是通過IFC數據的形式直接傳輸給工廠生產系統，借助BIM軟件自動生成構件的下料單，包括構件尺寸、數量等信息，工人可以借助移動設備實時查看、核對預制構件信息，真正實現BIM模型數據的交互，更有助于實現建筑工業化生產甚至個性化定制。綜上可知，預制構件通過采用BIM數據的傳輸方式，可以大大減少人工誤差，提高預制構件的生產質量和工作效率。通過BIM模型的數據化傳遞，加強了設計與生產廠家的協同、對接。

2.3 使用BIM技術對預制件材料進行制作

在鋼結構施工過程中使用BIM技術還可對施工中可能存在的建設問題進行全面化檢測，一旦檢測過程中出現存在碰撞建設的情況，可對BIM技術所建立的模型程序進行修改和完善，以此來降低項目出現碰撞建設的概率。該技術應用于施工碰撞檢測屬于較為重要的審計方法，實際使用效果也較好，依據該技術完善之后的施工方案進行預制件材料的生產，可降低出現錯誤的概率，還可對施工中的鉆孔和焊接情況進行預測，達到對預制件材料生產的全面化管理，提升預制件材料的生產質量，保證材料滿足鋼結構建設的精度。

2.4 BIM信息平臺應用

為進一步提高制作、安裝的精準性，避免工廠預制與現場安裝進度不匹配，對構件進行了全程跟蹤管理，將構件逐個進行系統性歸類編碼，聯合生產廠家應用二維碼技術從構件生產、出廠、進場、安裝以及灌漿等全過程跟蹤監視，改善了構件庫存及現場吊裝的管理，實現了信息共享與高效交流。構件使用狀態全過程掃碼登記入庫，并與BIM平臺同步更新，結合BIM模型及進度計劃，為構件的生產備料和供貨計劃提供實時依據，保證了所有構件使用狀態的全過程管理，生產、安裝不出差錯。同時企業BIM平臺和模型實現構件關聯對接，通過上傳每日進度數據的同步更新，關聯構件產值自動統計歸類，結合平臺模型每個部位量化的特點，能更加精確地統計實際進度與產值情況，并輔以三維形式展示形象進度，更有利于制定糾偏措施，加強進度精準管理[3]。

2.5 安全隱患處理

在開展裝配式建筑施工時可能會出現一些安全隱患，這就應借助BIM技術對裝配式建筑施工出現安全隱患的部位和具體施工要求展開研究，并從多個角度出發對BIM技術裝配式建筑施工安全隱患進行優化調整。當然應用BIM技術還能表明裝配式建筑施工安全隱患的部位和出現安全問題的誘因，同時通過多方面要求和現代化技術妥善處理各項安全問題。保證裝配式建筑整體質量安全和穩定性，使得BIM技術在裝配式建筑施工階段中的現實作用得以彰顯。而在對裝配式建筑施工安全隱患進行綜合處理時需要考慮的因素比較多，而借助BIM技術則可以避免裝配式建筑施工安全隱患處理受到阻礙。加強裝配式建筑安全隱患處理效果，彰顯BIM技術現實作用。

2.6 運營階段

現階段建筑的運營基本是借助二維圖紙進行描述的，究其原因，建筑在設計階段沒有采用BIM技術進行模型搭建，導致建筑后期運營困難、維護成本較高、建筑信息難以集成和共享。通過BIM技術的應用，在項目交付時，連同設計和施工階段的集成化模型一起交付，將其應用于建筑的運營階段，實現了信息的共享。如前文所述，BIM模型具有可視化的特點，可視化的特點讓建筑信息更加的直觀、簡單易懂，即使是非專業的建筑設計人員，也能快速、準確地獲取建筑信息。當建筑或者建筑中的設備發生故障時，管理人員可以通過BIM模型找到事故地點，快速到達現場，以此保障用戶的人身安全和設備的正常使用。同時，為了更好地管理建筑物，裝配式建筑中的預制構件可以結合芯片技術(RFID技術)，通過把預制構件設計信息導入放在構件中芯片，既方便了預制構件的生產、運輸、安裝，也有利于建筑運營階段發現問題構件，及時查找構件信息，進而通知相關單位進行處理，極大地減少了運營成本、提高了建筑的使用壽命和安全性[4]。

3 結束語

綜上所述，在裝配式建筑中對BIM技術進行合理應用，可以有效表達其施工內容，避免項目施工過程中的問題點，同時通過三維模擬以可視化的形式展現出整個施工內容，滿足裝配式建筑標準層施工高效作業的要求。所以，在整個裝配式建筑施工過程中，必須加強對BIM技術的重視，同時還要增強其科學應用方面的控制意識，并應用BIM技術順利完成裝配式建筑建設的目標，防止產生更大的建設風險。