BIM技術在裝配式建筑綠色施工的應用研究

李志劍

摘 要：隨著我國經濟社會的持續發展，傳統的高能耗、高污染的發展模式已難以為繼。對綠色施工與裝配式建筑之間的關系進行了分析，并對 BIM技術在綠色施工中的應用進行了探討；從施工單位統籌協調，綠色施工可行性設計方案，綠色施工管理的前置；從施工過程動態管理、綠色施工后評估三個角度，為裝配式建筑綠色施工的發展提供參考；本文以一個裝配式居住小區為實例，對其進行了研究。研究結果顯示，裝配式建筑符合綠色施工的設計思想；在施工單位中大力推行綠色施工，是一條促進建筑業轉型發展的有效方法；BIM技術的合理運用可以有效地提高其實施的有效性，從而增強其核心競爭力。

關鍵詞：綠色施工；裝配式建筑；BIM技術

1 前言

新時期，隨著建筑業的轉型和發展，綠色、循環經濟、低碳經濟等理念越來越受到社會各界的關注，為了避免建筑資源的過度浪費及環境污染問題，積極推行綠色施工模式逐漸成為建筑行業的未來發展趨勢。在這樣的大環境下，裝配式施工方法被越來越多的人接受，它的施工周期短，生產效率高，綠色環保；突出的特點是生產的高度集中。另外， BIM技術在施工管理、造價、施工等方面的應用也日益廣泛，建筑行業利用 BIM技術的巨大優勢，使整個行業的數據化、智能化、信息化，并在一定程度上推動了各參與主體之間的橫向信息采集和垂直的信息交互，達到了較好的溝通和交互效果。如何將 BIM技術與綠色施工的建設與管理相結合，是目前我國需要進行深入探討的問題。

2基于BIM技術的裝配式建筑綠色施工發展建議

2.1參建單位的統籌與協調

裝配式建筑項目的施工單位很多，不僅是傳統的設計、施工單位，還有構配件的深化設計、施工、施工單位、甚至是專業的構配件安裝公司，這大大增加了綠色施工的實施難度，因此需要業主單位加強對參建各方的管理和協調。BIM技術在民用建筑中涉及到多專業、多部門、多工種；在公共建筑、市政工程等領域，其應用日益廣泛。在施工全過程中，業主要重視施工信息模型的構建與更新，盡早發現設計與施工方案中存在的不合理之處，并與之進行溝通、協調。

2.2設計方案的綠色施工可行性

綠色施工絕非僅憑建筑單位或僅在建設階段就可以完成。設計方案應當為綠色施工營造良好的環境，使其更具綠色施工的可行性。在工程現場，要保證設備的加工與安裝，以防止出現問題，造成不必要的資源浪費。如有必要，建議施工單位及早介入，并充分吸收施工單位對綠色施工可行性的意見。裝配式結構的最大難點是如何正確地組裝構件，并對連接節點進行加工。由于傳統的平面設計圖紙不能很好地滿足預制、現場施工的需要，因此很容易產生錯漏、漏點等問題。BIM模型能夠直觀地顯示出建筑的結構，從而達到結構構件的最佳組合、降低建材消耗、提高材料利用率；在施工過程中，要盡量簡化施工過程，盡量減少后期施工作業，盡量減少對環境的負面影響。

2.3綠色施工管理前置

2.3.1預制加工階段管理

在建筑材料種類、施工配比、生產工藝等方面，要加強對建筑材料的預處理過程的控制，以減少水、電等資源的消耗和浪費。由于裝配工程是在施工前進行施工的，所以對構件的尺寸、形狀等的精確性都有較高的要求，要充分利用 BIM模型，對構件的內部結構、形狀、尺寸等進行全面地了解，從而加強質量控制，提高產品的出廠合格率，防止返工造成的資源浪費。同時，質監部門要加強對預制件生產企業的監督管理，保證產品的生產質量。重慶中科大樓工程應用 BIM控制平臺，在？RFID數據采集系統的基礎上，實時監測各部件的生產狀況；通過與 RFID系統中的相關資料核對、比對，確認符合后方可出廠。施工單位應事先研究構件的定位、吊裝、連接安裝的施工方法、施工工藝，并在施工過程中預先埋設連接套管、鋼筋、抗剪鍵等；為降低生態和環境的影響創造了有利的條件。

2.3.2施工前準備階段管理

在建設前期，施工單位要重視綠色施工的建設，轉變為積極的態度，避免在建設過程中發現問題、解決問題。利用？BIM技術，可以對整個工程進行多維的仿真，并能及時發現工程設計中的問題，進行改進和改進，并制訂相應的應急預案。工程設計的精確性是影響工程實施成效的關鍵。如果設計深度不夠，將會直接影響到工程的實際指導作用，從而使綠化工程無法得到充分實施，從而影響工程的實施效果。利用？BIM技術，可以對項目建設期間的能耗、資源進行精確的估算，從而為施工單位制訂節能措施提供參考。預制件的現場組裝施工方案是多種多樣的，為找出最合適的方案，施工單位通常采用建立試驗區段的方法進行實踐檢驗，再依據工程效果來確定一個方案，再大規模地推廣。利用 BIM技術，可以對各種工程方案進行仿真，方便地選擇最佳方案。運用 BIM技術，可以在工程場地和有限區域周圍進行三維仿真，并進行合理的方案設計，使現場布置得到最優；要有足夠的設備存放場地，暢通的運輸路線，最大限度的減少土地的占用，并減小對周圍的環境的影響。

2.4施工過程動態管理

在實施過程中，施工現場的管理是實現綠色施工最重要的環節。目前，許多裝配式施工單位還處于對綠色施工過程的管理中，還沒有適應新理念和新形勢的需要。在設計完成后，要對施工過程中出現的問題進行動態調整，逐步更新、修改、完善，并及時更新 BIM模型，以保證模型的正確性，為工程動態管理提供技術保證；否則，就會使綠色施工只是紙上談兵，不能真正落實。比如，由于項目建設過程中場地的動態變化，需要將設備存放場地、塔吊、停車場等作為參數化模型，根據施工現場的實際需求進行動態調整，直觀反映出施工現場在各個階段的實際布局，提前發現場地布置的問題并進行完善；盡量降低設備的二次運輸，以提高工地的使用效率。由于裝配式建筑是由大量的構件在現場拼裝而成，通過？BIM技術對構件進行建模，可以將構件預先設定為標準化的構件，并按照工程進度進行布置；分階段、可視化地仿真了結構件的組裝和施工，并對其進行了動態的工程量統計分析。保證材料、設備、資源的合理配置、構件的運輸、吊裝、安裝等環節的合理性、構配件的點到點運輸、協調、協調、協調、減少資源錯配導致的不必要的浪費、構配件提前進場導致占用過多場地或者進場不及時影響施工效率等問題的發生；同時，施工人員在施工過程和施工方法上也能更加直觀地體會到，從而可以降低施工中遇到的問題，保證施工的順利進行。

3 工程實例分析

本文以杭州之江誠品為案例，分析了 BIM技術在預制裝配式建筑中的應用。本工程共包括6棟17層的小高層樓、12棟5-6層樓的平房，均為框架-剪力墻結構。本項目各構件在預制構件生產過程中都使用了低碳、綠色建材，以達到降低環境污染、改善工程質量的目的。通過 TeklaStructures，可以有效地減少物料消耗，并在各個階段產生預制構件、管件和鋼筋；表1中列出的混凝土等明細表。

每一塊預制件均預先植入 RFID芯片，并有相應的編碼，為以后的建設與管理打下了堅實的基礎。“碰撞”測試采用 TeklaStructures，修正了14個“打架”點，從而避免了建筑過程中出現的問題，減少了不必要的重復勞動和浪費。施工期間，利用 AutodeskRevit和 AutodeskNavisworks軟件，構建了包括施工材料、工藝、施工質量等信息的 BIM模型，并對施工進度進行實時更新，既能有效地控制施工質量，又能保證綠色施工的順利進行；并利用 BIM模型快速地判斷出具體的結構零件的具體位置，為以后的維修和維修工作提供參考。采用虛擬漫游技術，對構筑物和大型機械的進入路徑、時間進行了優化，使施工流程更合理，減少了不必要的工序；不僅可以極大地降低工地上的混凝土澆筑，而且便于對安裝時產生的垃圾進行集中處置。圖1為13-2號建筑梁模裝配現場，在前期的仿真中，盡量在地面上安裝一些構件，然后將其整體吊裝到對應的位置；與傳統的施工工藝相比，這種方法能有效地提高工程的效率，降低工程造價，節約材料，降低高空作業；對建筑工人的生命安全進行了有效的保護。同時，利用 BIM技術對建筑工地的太陽輻射進行了模擬，并依據模擬結果合理配置太陽能設備，實現了對可再生資源的有效利用，降低了能耗。利用 BIM技術，在建筑工地設置排水溝、下水道、雨水收集池；對污水沉淀池、化糞池等設備進行了建模，對管道坡度、長度、走向進行了優化；位置等，使排水及時、合理、高效，有利于水資源的循環利用。

4 結語

裝配式建筑由于其資源浪費少，施工速度快，對環境污染小，符合綠色施工的要求。在新的發展形勢和新的需求下，許多參與建設的企業對綠色施工的理解不全面、觀念陳舊、方式不合理；這將會影響到裝配式建筑的綠色建設。BIM技術的運用是建筑設計、施工、運營等全過程觀念的一次重大變革，合理運用？BIM技術能更好地將綠色施工技術運用于建筑領域，推動建筑產業的轉型升級，提高企業的核心競爭力；推進可持續發展的經濟和社會。

參考文獻

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