基于BIM技術(shù)的裝配式建筑的應(yīng)用研究

李 萌

（柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 柳州 545616）

0 前言

隨著建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展和技術(shù)的不斷更新，BIM 技術(shù)在建筑領(lǐng)域使用越來(lái)越廣泛，引入BIM 技術(shù)可以改善裝配式建筑設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中協(xié)同困難，信息量大，設(shè)計(jì)方案難優(yōu)化等問(wèn)題，提高了設(shè)計(jì)效率，同時(shí)提升了裝配式建筑施工的整體水平和質(zhì)量。本文主要基于BIM 技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行深入的研究。

1 我國(guó)裝配式建筑發(fā)展存在的問(wèn)題

在國(guó)家政策引領(lǐng)下，我國(guó)裝配式建筑雖然已經(jīng)步入快車道，但相比發(fā)達(dá)國(guó)家，仍處在非常低的工業(yè)化水平，主要表現(xiàn)在：裝配式建筑主要集中在剪力墻結(jié)構(gòu)，其他裝配式結(jié)構(gòu)較少使用，發(fā)展的不均衡以至于無(wú)法支撐整個(gè)行業(yè)的健康發(fā)展；其次，裝配式結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)性研究不足，特別是剪力墻鋼筋的豎向連接和夾心墻板連接件這兩個(gè)核心應(yīng)用技術(shù)仍不完善；另外，由于裝配式建筑的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺乏基礎(chǔ)性研究與足夠的工程實(shí)踐，使得很多技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)仍處于空白，亟需補(bǔ)充完善。

2 BIM 技術(shù)在裝配式建筑應(yīng)用中的價(jià)值

在裝配式建筑中引入BIM 技術(shù)是非常有必要的。在設(shè)計(jì)階段建立BIM 信息模型能夠更好地保證設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，有利于涉及的各專業(yè)的溝通交流，同時(shí)也有利于表達(dá)預(yù)制構(gòu)件的準(zhǔn)確性；在施工階段可以利用BIM 模型實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的施工模擬，提前預(yù)判危險(xiǎn)位置，排除不安全的施工方案，降低事故的發(fā)生率。利用BIM 信息模型，構(gòu)件之間能形成互動(dòng)性和反饋性的可視，能夠以效果圖或報(bào)表展示各階段的成果，使設(shè)計(jì)方、業(yè)主方、施工方及運(yùn)營(yíng)方都能在可視化狀態(tài)下進(jìn)行溝通、討論以及決策。

3 BIM 技術(shù)在裝配式建筑各參與方的合理應(yīng)用

3.1 在建筑設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

3.1.1 BIM 技術(shù)在設(shè)計(jì)單位應(yīng)用可以提高設(shè)計(jì)效率

在設(shè)計(jì)階段，引入BIM 技術(shù)給不同專業(yè)溝通和協(xié)調(diào)搭建了一個(gè)很好平臺(tái)，建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電專業(yè)可以更好地實(shí)現(xiàn)規(guī)范檢查。更重要的是，可以對(duì)建筑進(jìn)行外形設(shè)計(jì)、空間分析、能耗分析保證初期設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、合理性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)BIM 技術(shù)收集各類相關(guān)的信息，結(jié)合實(shí)際的建筑需求來(lái)構(gòu)建裝配式建筑模型，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)、聲學(xué)、日照等情況進(jìn)行模擬和工程量統(tǒng)計(jì)，能夠有效地糾正模型中的錯(cuò)誤，將不同專業(yè)之間存在的問(wèn)題進(jìn)行篩選和協(xié)調(diào)。此外，可以借助 BIM 技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，針對(duì)模型碰撞中存在的問(wèn)題可以直接修改撞點(diǎn)的參數(shù)，或者在 BIM 族庫(kù)中進(jìn)行參數(shù)修改，確保設(shè)計(jì)得到優(yōu)化。

3.1.2 BIM 技術(shù)在設(shè)計(jì)單位應(yīng)用可以提高預(yù)制構(gòu)件的準(zhǔn)確性

預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)和制作是裝配式建筑很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，基于 BIM 技術(shù)背景下的設(shè)計(jì)和制作是以三維數(shù)字的方式來(lái)表達(dá)的。裝配式建筑的設(shè)計(jì)，特別是預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)，是十分煩瑣的，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)預(yù)制構(gòu)件尺寸大小來(lái)調(diào)整參數(shù)，確保裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件形狀和尺寸的合理性，保證裝配式建筑完工后達(dá)到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。而BIM 技術(shù)正好能夠解決這一問(wèn)題，能夠及時(shí)根據(jù)參數(shù)的變化來(lái)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，提高預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，減輕了設(shè)計(jì)人員負(fù)擔(dān)，保障建筑設(shè)計(jì)方案的可行性。

3.1.3 BIM 技術(shù)在設(shè)計(jì)單位應(yīng)用有利于項(xiàng)目各參與方的溝通協(xié)調(diào)

BIM 模型將各個(gè)專業(yè)整合成一個(gè)三維模型，不僅可以準(zhǔn)確直觀地觀察各類構(gòu)件的布局和布置，還可以觀察各類構(gòu)件之間的相關(guān)位置關(guān)系。因此，利用三維模型直觀表達(dá)設(shè)計(jì)內(nèi)容，設(shè)計(jì)人員才能更好的與項(xiàng)目各參與方溝通協(xié)調(diào)，只有項(xiàng)目各參與方和設(shè)計(jì)人員進(jìn)行良好的溝通才能夠減少后期問(wèn)題的出現(xiàn)。

3.2 在建筑施工階段的應(yīng)用

3.2.1 BIM 技術(shù)在施工單位應(yīng)用可以優(yōu)化項(xiàng)目，縮短工期

BIM 在施工單位可以對(duì)設(shè)計(jì)紕漏、施工缺陷進(jìn)行檢查，減少返工的比例。一般，在施工前通過(guò)BIM 模型分析，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化，避免在施工過(guò)程中多次返工的發(fā)生。另外，也可利用BIM 三維模型對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行空間優(yōu)化，比如可以在預(yù)制構(gòu)件場(chǎng)地堆放、物資調(diào)配、線管布置等方面進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，從而保證施工的順利進(jìn)行。除此之外，引入BIM 技術(shù)還有利于裝配式建筑工程縮短施工工期，因?yàn)樗粌H能夠全方位的監(jiān)測(cè)和控制施工過(guò)程，隨時(shí)生成施工模型，還能掃描實(shí)際施工情況為后期施工的順利進(jìn)行提供建議，減輕了施工人員的工作壓力和負(fù)擔(dān)，為施工單位順利完成項(xiàng)目并縮短工期奠定基礎(chǔ)。

3.2.2 BIM 技術(shù)在施工單位應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)化管理

施工單位利用BIM 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)化管理施工現(xiàn)場(chǎng)的目標(biāo)，由于裝配式建筑的施工難點(diǎn)在于預(yù)制構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)的處理，而通過(guò)BIM 技術(shù)能夠建立連接節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，通過(guò)數(shù)據(jù)信息將實(shí)際的施工情況導(dǎo)入軟件，再利用這些數(shù)據(jù)信息合成實(shí)際施工的三維模型，為施工單位的工作人員定期監(jiān)督施工進(jìn)度提供直觀的信息。另外，BIM 能夠模擬不同時(shí)間點(diǎn)的施工進(jìn)展情況，并與實(shí)際情況進(jìn)行比較，有利于施工人員在時(shí)間維度中了解項(xiàng)目開(kāi)展過(guò)程中存在的問(wèn)題，并提出良好的建議。除此之外，BIM 技術(shù)還能夠通過(guò)動(dòng)態(tài)化全方位的管理計(jì)算出施工過(guò)程中需要投入的資金成本，為施工單位節(jié)省更多的資金和人力物力的投入。

3.2.3 BIM 技術(shù)在施工單位應(yīng)用有助于提高專業(yè)技能和技術(shù)推廣

BIM 技術(shù)是以三維模型的方式來(lái)構(gòu)建的，施工企業(yè)可以利用自身優(yōu)勢(shì)，把公司涉及的裝配式建筑三維模型進(jìn)行統(tǒng)一管理，通過(guò)組織培訓(xùn)、觀摩等各種方式，總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)、分享施工工法，提高公司施工人員的專業(yè)技能；并且可以將施工工藝和工法進(jìn)行數(shù)字化存儲(chǔ)，為申報(bào)國(guó)家專利奠定基礎(chǔ)。由于對(duì)BIM 技術(shù)知識(shí)進(jìn)行歸納管理，因此較方便制作一些簡(jiǎn)單的動(dòng)畫直觀展示具體的施工工藝和工法，較容易對(duì)公司數(shù)據(jù)庫(kù)的信息及時(shí)更新，保證施工項(xiàng)目學(xué)習(xí)的難度逐漸較低，進(jìn)而提高項(xiàng)目管理效率。由于我國(guó)裝配式建筑目前處于大力發(fā)展階段，市場(chǎng)的發(fā)展空間巨大，因此施工企業(yè)可以通過(guò)對(duì)BIM 技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行知識(shí)歸納管理，提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

3.3 在運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的應(yīng)用

目前，我國(guó)的BIM 技術(shù)主要用于設(shè)計(jì)和施工管理階段，其實(shí)國(guó)外在項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段使用已經(jīng)非常的廣泛。例如：在設(shè)備設(shè)施管理中，利用BIM 技術(shù)可以對(duì)設(shè)備的使用情況和租賃等進(jìn)行模擬，及時(shí)掌握運(yùn)營(yíng)階段的資產(chǎn)信息和設(shè)備使用信息，從而了解和掌握材料的消耗和設(shè)備的使用情況，在一定層次上為企業(yè)節(jié)省成本，減少不必要的資金支出。此外，在運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段運(yùn)用 BIM 技術(shù)，有利于物業(yè)公司開(kāi)展物業(yè)管理工作，能夠降低風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)概率。

4 結(jié)束語(yǔ)

BIM 技術(shù)對(duì)我國(guó)建筑的發(fā)展有著不可忽視的影響，通過(guò)BIM 模型對(duì)裝配式建筑的施工模擬，降低了建筑工程施工的難度和復(fù)雜程度，為建筑工程提前竣工奠定了基礎(chǔ)，還減輕了設(shè)計(jì)人員和施工人員的設(shè)計(jì)壓力和工作負(fù)擔(dān)。由此可見(jiàn)，發(fā)展BIM 技術(shù)與裝配式建筑的融合之路具有深遠(yuǎn)意義，每走一步離信息化與工業(yè)化就更近一步，建筑產(chǎn)業(yè)的目標(biāo)就更容易實(shí)現(xiàn)。