BIM技術在裝配式建筑全過程中的應用

崔建榮

（南通華榮建設集團有限公司，江蘇南通 226005）

隨著建筑行業持續轉型升級，更多的先進技術、管理理念被運用到建筑行業中，提升了工作效率和工程質量，促進裝配式建筑的發展。裝配式建筑是目前較新型的建造方式，將其與BIM技術相結合，可實現設計、施工管理及運營維護，優化工程項目總過程，以保證工程項目的綜合效益。

1 BIM技術的應用優勢

1.1 協調性

裝配式建筑將各種建筑部件分別進行加工，再運輸到施工現場進行安裝。在其過程中涉及的施工環節、施工單位及各專業均較多，需要進行統一的信息化交流、數據傳輸。相關企業需要結合BIM技術進行有效的信息協調、功能協調，促進各部門、專業和施工單位等進行協同的信息交流、共同作業，實現統一的信息管理、統籌安排，保證整體施工的效率與進度。

1.2 可視化優勢

傳統的裝配式建筑通過對設計人員的設計圖紙進行工程構建信息記錄，并以二維圖像的形式向施工人員展示，無法充分展示設計意圖。設計人員可結合自身圖紙設計、相關符號信息，通過BIM技術將二維圖紙信息轉變為三維模型，以此作為科學的施工指導，可對工程總體進行概括與展示，可明確工程構建的具體信息、相應材料屬性，有利于施工過程中的信息與交流，運用其可視化的優勢展現正確的建筑模型、設計意圖。

1.3 模擬性優勢

模擬功能可結合外部的形態化、工程的內部結構，進行精細化模擬，進而建立數字化的三維模型。通過模擬操作，了解工程的整體結構、相關細節。施工人員可通過模型對工程結構的安全隱患及時進行預估計算，如模擬結構裂縫、地基沉降、地質環境產生的隱性影響，進而及時采取有效的安全防護措施。針對裝配式建筑中的高危工作環境，可通過BIM模型對危險系數進行模擬，優化數據結果、數據方案，以保證施工過程的安全。

2 裝配式建筑過程中BIM技術的應用

2.1 裝配式建筑設計中的BIM技術應用

裝配式建筑設計需要進行預埋預制構件和相應的預留過程，在這兩個環節中需要各專業的設計人員進行配合，以保證整體溝通的有效性、時效性。BIM技術可促進工程建立一個更規范的技術平臺、信息交流平臺，促進設計人員之間的合作交流，并表達自身的設計理念。再運用BIM技術的模擬、可視化的優勢，將相應的模型信息傳輸到綜合設計平臺中。通過各方設計人員的商討，利用自動化糾錯改進各設計方案中的不足、各個專業之間存在的沖突，最終選取最優化方案進行設計。通過BIM技術實現協同設計，并同步各項信息參數，使設計人員可及時對方案進行調整優化。

2.2 裝配式建筑施工中的BIM技術應用

在裝配施工過程中運用電子自動化的技術驗收，以保證各項驗收的準確率，避免人工驗收產生的誤差、各種不良的放水現象等。施工人員可明確預制構件的信息，并通過BIM技術、信息模型，調整其安裝、儲存的位置，可使施工人員明確儲存信息、時間、材料的屬性等。

（2）在進行現場的綜合管理過程中，利用BIM技術模擬裝配式建筑施工過程，可使施工人員、技術人員進行模擬操作，了解相應技術重點。施工人員遇到較復雜、核心的預制件安裝環節時，可結合BIM技術進行反復操作練習，以熟悉流程、掌握安裝特點，保證整體安裝質量。

BIM技術可在預制構件運輸過程中，對運輸路線進行合理規劃，保證預制構件在運輸過程中不產生較大的損害，提升運輸效率。

（3）優化施工作業流程過程，可利用BIM技術的3D模型優勢，且可結合BIM技術轉化為5D模型，施工人員可模擬施工作業及資源消耗情況，實施動態化的跟蹤作業方案。掌握施工作業過程的相關信息，優化工作流程，合理分配各人力資源、資金資源、材料資源等，充分發揮BIM技術的應用效能。

2.3 裝配式建筑運營維護中的BIM技術應用

（1）進行后期維護管理時，BIM技術可提升其效率，并可保證施工的時效性。在裝配式裝修過程中可能會發生火災，管理人員可利用相關經濟管理資料、應急綜合工管理功能，快速準確定位火災的位置，明確火災的情況并快速報警，以及時進行補救工作。

進行設備維護時，可從BIM的模型中快速準確地提取相應的構建信息，并根據采購信息、材料屬性對比市場價格，再聯系生產廠家。

（2）進行現場設備質量、能源消耗管理時，利用BIM技術促進了裝配式建筑工程的智能信息化、自動化發展。通過BIM技術明確構件的基本信息運輸流程、生產廠家、安裝人員等綜合信息，快速確定質量問題，并及時追究責任。

第三，執法者不作為。民警的職責就是預防、制止、偵查違法犯罪活動；管理集會、游行、示威活動；制止危害社會治安秩序的行為等等。可是，當年在第比利斯市群眾集會現場，民警局工作人員,有的對于群眾集會演講表示憤慨,而有的則“微笑而已?！薄罢l也不曾向(集會)講臺移動半步”，去檢查那些自稱是黨員的挑唆者(也許他們手中的黨證是偷來的)。但是, 挑唆者“播下的挑撥的種子發出了反革命的芽?！薄罢l也不曾試圖去制止這種胡鬧。”[6](P204-205)執法人員持續多日，“什么反應也沒有”[6](P203)。實質上助長了群體性事件的迅速蔓延、擴大與質變。

（3）可為裝配式建筑的綠色運行與維護奠定基礎，利用RFID信息技術可對裝配式建筑物的材料消耗、能源消耗進行實時的監控管理，分析模型中具體位置需要的材料，分析超耗用的情況，并找出原因，再提出更合理的方法解決。進行建筑拆除時，可利用BIM模型與相應技術進行資源分類，實現有效的資源節約，降低對環境的污染。

3 某建筑建設工程的BIM技術應用實例

3.1 預制構件拆分優化

（1）預制構件的拆分與優化。

以該工程的實際結構數據為基礎，在嚴格遵循規格少、數目多的應用原則基礎上，結合構件的實際性能指標、應用功能，綜合考慮生產、吊裝以及受力等因素，以保證拆分的科學性與合理性。

選擇應用專業的BIM技術軟件，在不改變結構布局的條件下，深入分析構件在各部位的實際吊裝與加工性能等，以建筑模數為基礎，完成預制外墻板的拆除任務，統一施工高度，在拆分全預制樓板時，縮減開模成本。軟件模擬計算結果產生后，應調整分析模型預制構件，以制定完善的預制方案，達到施工便利性與時間、成本等因素的最優設計目的。

（2）以生產與施工為主體的深化設計。

該項目應用的軟件為Tekla，在將構件相關數據輸入軟件后，可實現深化設計的預期目標，包含與鍵槽相關的多類型節點的連接方式，信息方面表現的內容主要集中在鋼筋排布方式、預設的混凝土強度等級、各部分的應用構件重量等。技術人員應以實際的工程生產、施工階段的質量要求為基準，綜合吊裝、拆模等環節的輔助功能需求，以達到構件預留預埋的目的。

（3）與構件相關的出筋與連接節點的標準化。

應用BIM技術軟件后，應從全局角度出發，合理設置構件的鋼筋的具體排布位置、錨固長度等，以避免出現梁柱鋼筋、梁板鋼筋的碰撞現象。該過程與設計要求相符，也可在短時間內實現共模目標，為簡化生產環節提供基礎條件，可以梁柱節點為技術對象，模擬C25的最大主梁底筋直徑，代入標準化數據，以減少模具種類，節約施工項目生產成本。

（4）構件預埋留與防雷設計。

一體化的設計要求是針對構件機電給排水部分的基本前提，可在突顯防雷擊措施應用效果的前提下，將存在于預制柱中的鋼筋作為引雷線，與預埋在底部的鍍鋅扁鐵塊相連，形成具有連續性應用特點的電氣通路。該過程從屋頂開始，遵循向下傳導的原則，將雷電傳導至基礎設施以下，達到防雷的目的。

3.2 生產輔助

選擇應用的生產輔助包含模型輸出、構件圖紙、材料清單，利用BIM技術可充分突顯各類構件模型的應用優勢，使其充分發揮碰撞檢查、構件清單出具的功能。構件深化、結構設計、現場安裝等多個環節內容均可表現在模型結構中，產生的二維圖紙的相關尺寸數據，可為后續構件加工與模具制作提供完備條件。

利用專業的技術軟件，以預先的需求設定為基礎，結合混凝土材料清單，推進與混凝土構件澆筑有關等一系列生產流程，起到指導混凝土拌和的作用。選擇應用鋼筋表可統計具體應用的鋼筋數量，如規格、長度、數量等，使其與配套的輔助構件充分展現埋件型號、數量的全面性。

3.3 施工輔助

（1）吊裝模擬。

該項目的推進主要基于全預制裝配體系，涉及的吊裝流程過于復雜，可選擇應用BIM技術模擬吊裝全過程，以起到優化施工程序的作用，提高裝配質量。

（2）布置驗證支撐。

該項目的第二層至第五層選擇的樓板類型為全預制樓板，在設置豎向構件預制柱時，應充分考慮預留預埋環節，并做好與預制外墻和預制柱相關的支撐工作，該過程需要縮減預埋件鉆鑿現象的發生頻率。

（3）虛擬仿真。

在利用技術軟件對工程結構進行模擬的過程中，可借助漫游方式發現其中存在的實際應用問題，并將相關內容反饋至軟件中，突顯技術應用的直觀、可視化等優勢。

4 結語

BIM技術在裝配式建筑的應用，可在設計、施工、后期的運營維護中，實施多階段的有效對接，提升總體管理效率，保證裝配式建筑的質量，并控制成本、控制污染，促進我國建筑行業、社會經濟發展。