BIM 技術在隔離式納塑復合外模板排布中的應用

李超，李欣，王丙何，孔令寰，宋金俊

（中國建筑第七工程局有限公司，河南鄭州 450000）

1 研究背景

近年來，隨著社會現代化的不斷推進，建筑行業取得了飛速的發展。與此同時，誕生了一大批新興技術和施工工藝，BⅠM 技術在隔離式納塑外模板排布中的應用便是其中之一。模板工程中絕大多數的外模板安裝是施工人員依據現場情況和個人經驗判斷來進行切割安裝的，這種施工方法會有大量誤差存在，常常會導致外模板材料的浪費以及施工進度的延誤，更有甚者會導致安全事故的產生。BⅠM 技術在隔離式納塑復合外模板排布中應用，在建立主體的模型后進行外模板的三維排布，這種方法可以優化節點部位的施工，涵蓋每一塊外模板的尺寸，讓外模板排布的方式更加合理，極大程度上減少甚至避免了外模板浪費現象的出現[1]。因此，BⅠM 技術在優化隔離式納塑復合外模板排布中的應用研究分析在實際模板工程中的施工具有重要意義。

2 傳統隔離式納塑復合外模板在施工中存在的問題

2.1 技術交底困難

外模板的技術交底在建筑工程中常常以圖紙的形式進行，而外模板的施工圖絕大多數都是以某個建筑構建的大樣圖的方式而進行設計的。這種形式的技術交底往往需要施工人員根據建筑圖紙的立面圖和平面圖互相對照著分析，并不能直觀地進行表述外模板的做法。這種不直觀的交底會導致了很多問題的出現，在節點部位的問題尤為突出。在規模龐大、高層較多以及結構復雜的建筑工程中隔離式納塑外模板的技術交底的圖紙往往相對復雜，同時難以對每一塊外模板進行詳細標注，工程項目現場的施工人員遇到這種沒有直觀表達的部位往往會根據過往的施工經驗去處理，而現場施工人員的個人技術水平和對圖紙的理解程度不盡相同，這就導致了在某些節點部位的外模板做法上出現了錯誤，從而使隔離式納塑外模板的消耗量增加，同時也降低了外模板的施工效率和延緩了施工進度[2]。

2.2 影響文明施工

現場的施工人員為了讓安裝外模板更為方便，在樓面模板上對外模板進行邊切割邊安裝已成為施工現場的常態。這種做法會產生大量的細碎垃圾和粉塵，會對現場的環境造成不可逆的污染，不利于現場的文明管理及綠色施工管理。同時，因為這些建筑垃圾過于細小且不易清除，往往被遺留在模板與鋼筋的夾縫之中，然后伴隨著混凝土被一起澆筑，進而導致安全隱患的產生。

2.3 進度緩慢

在鋼筋混凝土工程中隔離式納塑復合外模板安裝時會由于每個工種之間作業相互關聯、工程量大以及工程覆蓋范圍廣等因素而影響施工進度。造成工期順序延誤的原因多種多樣，其中最主要的原因是初步設計和規劃沒有根據現場實際情況進行，使得規劃與現場施工之間存在著矛盾，導致設計變更或者現場閑置；材料的采購和施工進度與外模板的采購速度跟不上外模板的施工速度，致使現場無法進行施工。現場管理者由于交底不清，施工人員在認識和了解過程中出現了對施工內容的認識不足，導致了施工失誤和返回。由于在施工現場管理中存在較大的紕漏，使各個施工節點之間無法暢通連接，耽誤了施工進度[3]。

3 BIM 技術在隔離式納塑復合外模板排布中應用的優點

外模板支模過程中實際數量和計劃數量不一致是外模板施工現場經常出現的現象，這會導致外模板需要再次糾正。BⅠM 技術能在三維模型上建立結構和模板的信息，從空間和信息這2 個方面確定隔離式納塑保溫板的尺寸大小和空間坐標。這樣一來就能減少甚至消除外模板位置錯誤這一現象的出現。

3.1 可視化

BⅠM 技術的可視化應用能夠促進施工質量的提高。BⅠM 技術可以建立建筑結構主體模型，然后在模型上進行隔離式納塑外模板的三維排布，可制作出外模板施工作業的效果圖。各個復雜易錯節點部位可進行詳細說明并配有相關信息，減少施工過程中錯誤的出現，通過BⅠM 技術可制作出一整套的隔離式納塑外模板可視化技術交底材料，在模板工程的外模板施工時，施工人員可以通過BⅠM 技術很清晰地了解掌握施工中的各種參數信息，通過對外模板進行可視化的交底和施工，能夠極大地提高外模板的復合施工和鋼筋混凝土項目的施工質量，從而極大地減少甚至避免了施工中的錯誤。

3.2 節約用料

由于沒有圖紙指導或圖紙表示不明確，施工人員隨意切割外模板，造成隔離式納塑外模板浪費的現象在施工現場已屢見不鮮。BⅠM 軟件可通過識別已繪制好的外模板排布模型來自動生成材料用量表，包括外模板的尺寸和各樓層用量。通過生成的材料用量表，采購部門可直接向隔離式納塑外模板生產廠家進行定制，這樣一來就減少了外模板在切割過程中的損耗，節約了外模板的用料。

3.3 動態控制

動態控制是運用BⅠM 軟件數據全方位聯動，進而充分掌握調控外模板的施工進度，實現建筑施工的精細化和可跟蹤化。利用BⅠM 技術對外模板的施工現場進行管理，可以使材料的運輸購買和現場進度進行更好的連接。根據BⅠM 建立起的三維信息模型從建材的采購、現場施工管理、施工質量檢測等各個方面劃分出不同的流水段，保證了施工過程中能讓各參與方之間的工作更加協調，減少施工過程中人員與材料分配不均問題的出現。

4 BIM 技術在隔離式納塑復合外模板排布中的實際應用

4.1 工程概況

濟寧高新區王因街道東婁村、苗營村棚戶區改造項目位于濟寧高新區孟子大道北、西浦路西，主要建筑為35 棟住宅樓（層數-2—18 層）。本工程總規劃建筑面積449 982 m2，地下總建筑面積117 253 m2，地上總建筑面積332 729 m2。單體結構體系為剪力墻結構，主樓地下二層，車庫為框架結構，車庫地下一層。本工程采用隔離式納塑復合外模板作為現澆混凝土的永久性外模板，隔離式納塑復合外模板具有良好的保溫和防火功能，可直接與現澆混凝土墻體連接，并通過塑料連墻件加固連接。

4.2 明確應用難點

應用難點在于采用隔離式納塑復合外模板現澆混凝土保溫系統需要控制拼縫，保證不漏漿、不錯臺、不扭曲。同時要進行模板裁剪，通過繪制排版圖，精準控制外模板裁剪，降低施工成本，以求達到提高施工質量和降本增效的目的。

4.3 建立三維模型

在外模板施工之前，需要先搭建本工程主體結構的三維模型。運用BⅠM 軟件進行施工圖紙的導入，逐步建立本工程的三維結構圖紙。圖紙導入后不可避免地會出現部分建模錯誤的問題，需要繪圖人員以手動的方式進行細致調整，直至建立起完整的三維模型。模型中應當涵蓋樓層、窗口、梁、柱等基本結構信息。

4.4 模板排布

構建主體三維模型之后，可進行隔離式納塑復合外模板的排布。本工程外墻豎向內側模板采用13 mm厚木模板，豎向外側采用75 mm 厚隔離式納塑外模板（納塑保溫板60 mm 厚），尺寸為2 900 mm（高）×600 mm（寬）。在進行排布時，因選用的隔離式納塑復合外模板長，所以應采用橫版的方式進行排布。同時也應從墻體邊緣開始排起，優先使用整塊外模板，合理地利用好每一塊外模板，尤其要注意切割剩余材料的再利用，將其用到合適的地方，盡量地減少拼接時的消耗。隔離式納塑復合外模板排版模型如圖1 所示。

圖1 隔離式納塑復合外模板排版模型

4.5 節點排布

外模板節點排布是整個外模板施工難點最多，也是工程項目中節省外模板材料最重要的一環。外模板排布中會遇見窗口、空調板這樣的節點，致使外模板無法用整塊的隔離式納塑復合外模板排布。傳統施工中處理這種情況是將模板進行切割，但只要涉及切割就無法避免材料的浪費。切割后剩余的小段材料因面積過小，使得大多數切割后的外模板材料無法再投入使用。而運用BⅠM 技術在排版過程中，可以提前知道有哪些地方的外模板需要進行切割，為避免切割過程和切割后材料的浪費可以直接在生產隔離式納塑外模板的廠家進行定制，如圖2 所示。這樣一來不僅減少了外模板材料的浪費，同時也節約了切割模板的時間，從而加快了施工效率和推動施工進度。

圖2 隔離式納塑復合外模板定制節點

4.6 料表生成

在BⅠM 軟件上完成隔離式納塑外模板排版后，可進行外模板的安全計算。當BⅠM 軟件計算出的安全參數滿足施工許可時，可選擇模板用料統計的計算并生成相應的施工材料用料表。經現場施工人員核對，運用BⅠM 技術將隔離式納塑外模板的損耗率由15%降低為3%。隔離式納塑復合外模板輸出料表如表1 所示。

表1 隔離式納塑復合外模板輸出料表

4.7 技術交底

根據建好的三維模型，可以用Navisworks 軟件制作外模板施工中相關的節點詳圖，并再制作出相應的動畫視頻，進行材料的收集整理，用于外模板的可視技術交底。

4.8 動態施工控制

運用BⅠM 軟件可以對模板工程中外模板的施工進度情況進行全方位跟蹤，在三維模型上能劃分好各流水施工段。每到一個施工節點都應在工程模型上進行標注，然后通知到各部門相應進度和下一步的規劃，從而保證本工程中各部門的聯動性，減少施工過程中人員時間和資源的沖突。

5 總結

中國建筑行業的發展有目共睹，但在外模板工程的施工方面仍然存在著許多亟需解決的問題。無論是中國城鎮化的推行，還是可持續發展戰略的實踐，中國建筑行業都需要BⅠM 技術的助力，并且BⅠM 技術在建筑行業的應用也已初見成效。通過BⅠM 技術的可視化、動態控制和歸納材料用量來實現改善目前中國在外模板施工中材料浪費、進度緩慢等狀況，不僅能提高企業的競爭力，有利于建筑行業健康發展，同時還能促進建筑資源節約型社會的創建。