BIM技術在預制裝配式建筑施工中的應用

楊先平

（中國建筑第二工程局有限公司）

1 引言

現階段，隨著建筑行業的快速發展，建筑工程施工規模逐漸擴大，施工難度也隨之提升。傳統采用紙質平面設計圖紙的方式已經被時代所淘汰。而BIM技術的出現能夠將以往抽象、難以想象的二維圖紙、符號等轉變為具有可視化的建筑圖形，還能模擬建筑建成后的效果[1]。將其應用于預制裝配式建筑施工中，能有效提升施工效果，促使分散式施工向集成式施工轉變。

2 預制裝配式建筑定義

隨著科學技術的不斷發展，工業技術水平明顯提升，房屋建造也可以像產品生產一樣進行批量制作，將提前預制好的各類構件運輸到工地組裝起來即可。在以往的建筑設計過程中，需要在施工現場進行各部分構件的生產和制作，在施工現場結合圖紙要求進行施工，無法從根本上保證施工質量。而預制裝配式建筑是現階段具有完整性和先進性的一種建筑形式，在工廠中提前對建筑工程所需要的各部分構件進行預制加工，在施工現場通過組合安裝即可完成施工建設，包括樓梯、陽臺、樓板等。這種建筑形式能夠有效實現節能、環保、綠色等目標，而且施工場地相對較小，有助于完成施工標準化，節約各類資源[2]。現階段，很多城市建筑工程開始使用這種預制裝配式建筑，能夠從施工全過程保證施工質量，促進城市建設。

3 BIM技術在預制裝配式建筑施工中的應用

3.1 工程概況

本文以某市住宅小區為例，該工程中包括了6幢17層小高層，12幢6層洋房構成，小高層的建筑總高度50m，層高2.8m，低層層高3m；建筑結構位框架-剪力墻結構。主樓選擇用鉆孔灌注樁基礎，地下室車庫位預應力管樁基礎。本文以13號樓為對象，此樓為預制裝配式住宅，耐火等級為二級、防水等級為一級，場地類別為三類，抗震設防烈度為6度，基礎形式為筏板，使用年限為50年。此次項目的施工難點為裝配式建筑需要把施工圖紙和實際生產的構件進行拆分處理，并把圖紙拆分成可以用來進行實際生產的預制構件，之后再運往現場進行安裝施工。如果安裝不及時將會出現建筑材料和建筑垃圾堆積的問題。另外，如果出現設計圖紙錯誤，將會導致構件生產和實際相矛盾，出現資源浪費問題。為了避免這些問題，在施工前要進行詳細地核對排查，并通過BIM技術在設計初期進行統一的碰撞模擬檢查。

3.2 工程中BIM模型的建立

在此工程項目中，BIM建模軟件采用的是Revit，對施工進程進行模擬控制的軟件是Navisworks，兩個軟件相結合，對整個項目的設計和施工進行了指導控制。同時，在此項目中還利用vasari軟件對該項目實際使用時的室內外溫差情況進行模擬。

在進行建模時，先利用Revit軟件進行預制裝配式建筑BIM模型的建立，并對建立好的模型進行全面深化，為后期不同專業和施工內容的碰撞檢查提供便利。在檢查完畢之后，對出現錯誤的地方，進行修改和調整，建立完善的模型。之后，利用vasari軟件對建筑的性能進行分析，并對其耗能情況進行模擬對比，為設計施工選擇最合適、最節能的設計施工方案。

3.3 BIM技術提供預制構件生產信息

首先，BIM模型中會涉及項目所有信息，可以對單個的構件信息進行查詢，讓預制構件的生產更加精細化。比如，PC構件廠家通過BIM模型中的圖紙信息進行進一步深化處理，相關設計人員將BIM模型的設計結果進行核對矯正，之后可以對模型的造價進行估算處理。此外，BIM模型還可以把圖紙轉化為二維圖紙或者是CAD圖紙。比如，在預制裝配式樓梯設計時，通過Revit的三維模型中導出二維的樓梯剖面圖，如圖1，利用二維圖紙，預制構件廠可以直接進行生產加工。

圖1 該樓PC樓梯二維圖

其次，在對工程總量進行匯總和圖紙自動生成中的應用。利用BIM模型可以生成鋼筋、混凝土等工程量清單，為施工單位和業主單位進行造價預算，核對工程量。比如，利用模型中的Tekla Structures導出該樓項目中的各種預制構件明細表，如預制構件的類別、名稱、規格、用途、數量等等，從表中可以對該樓的各種預制構件信息進行直觀了解，預制構件廠也可以按照該表進行生產加工。

在本項目中，預制率超過了80%，PC構件的數量是最多的。利用BIM自動出圖的特點，可以直接導出PC構件的施工深化圖紙。

3.4 BIM技術在碰撞檢查中的應用

BIM模型中的碰撞檢查工程可以實現三維可視化，比如，在該項目中，如圖2，為該樓梁柱結合位置的一個節點三維視圖，從圖中可以發現梁柱結合位置的鋼筋布置情況，以及詳細的標注等等，這樣施工管理人員可以直接發現節點位置的鋼筋布置情況和鋼筋設置不合理的情況。另外，還可以檢查構件和構件之間有沒有嚴格按照施工設計圖紙進行連接。

圖2 該樓碰撞檢查分析

4 結語

總之，隨著社會經濟、科學技術的不斷發展，BIM技術將會更好地應用在預制裝配式建筑中。在滿足社會發展需求的同時，還能在工程規劃、設計、施工、運營維護等各施工建設階段發揮作用，利用數據模型和算法結構優化整體功能，確保預制裝配式建筑的施工質量和效率。