BIM技术在装配式建筑施工的作用

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长期以来，我国建筑行业一直采用传统的设计和施工方法。由于装配式技术在我国发展不成熟、采用装配式会使得人员需求减少，国家在就业问题及技术缺陷双重压力下采用了现浇式。目前随着我国建筑行业的发展，装配式技术日益成熟，同时我国人口红利正在减少，劳动年龄人口的锐减，国家下定决心推广装配式建筑。装配式建筑正是在这一趋势下逐渐得到了业界的认同及重视。现今，建筑工业化是未来建筑发展的新趋势。装配式建筑是利用已制作完成的预制构件，运输到现场进行连接组装而建成的新型建筑。既环保节能又能够减少人工成本。在施工过程中避免了传统建筑施工模式中的扬尘、交叉污染及日益严重的雾霾污染问题。同时还能大大提高生产效率，节约人力资源，缩短生产周期。在大力推动装配式建筑施工的同时，bim技术发展逐步体系化，为保证装配式建筑技术的成熟应用，充分与BIM技术结合是一条必经之路。BIM是一种数字信息应用，可以用于建筑项目的设计阶段、施工阶段、管理阶段。在设计阶段利用BIM技术构建模型能够对项目进行施工模拟，在设计阶段进行碰撞检测等，有效减少设计错误，为项目施工建设从设计阶段到后期运营提供技术支撑，为项目参建各方提供基于BIM的协同平台，有效提升协同合作效率。

BIM技术在装配式建筑前期的技术应用

装配式标准化族库的建立将BIM技术应用于装配式建筑，可以融合两者优势。装配式建筑结构模型能够依靠BIM技术高效实现，建立装配式标准化“族”库能够大大提高建模效率，并且软件中自带的碰撞校核管理器可以对模型进行碰撞信息检查，避免预制结构的连接区域钢筋密集交错出现碰撞。由于BIMStructure技术在构建结构模型时不能满足预制混凝土深化设计要求，所以在建模过程中我们可以应用到TeklaStructure软件。先利用revit建立各种构件族，然后在TeklaStructure中开发参数化节点进行配筋。在建模过程中将相关构件做成参数化构件，形成标准化的构件库。应用BIM技术的装配式构件生产装配式周期中一项重要环节就是装配式建筑的构件生产阶段，是过渡工程项目设计和施工的重要阶段。在传统构件生产过程中，普遍都是设计单位向构件生产厂家提供各构件详细图纸，构件生产厂家通过二维图纸上所提供的信息进行人工读取收集，这种方式难免出现因为图纸读取错误而导致构件数据错误的情况，使得设计施工无法按期开展。如果将BIM技术应用于装配式构件生产过程，则可以将构件模型信息直接传输给构件生产厂家，所有产品所需要的尺寸、材料、预制构件的钢筋水泥等参数信息都能够通过BIM软件直观的表达给构件生产厂家，所有设计单位提供的设计数据和参数都可以通过条形码的形式直接转换为加工参数，在构件生产阶段运用BIM技术能够完全实现设计信息与生产系统的直观对接，避免构件的生产错误、提高预制构件生产的自动化程度和生产效率。预拼装检验拟生产构件使用3D打印技术试制可以保证施工进度和质量，通过进行预拼装模拟预制构件拼装，在模拟拼装过程中可以改进工程项目施工过程中的不足，调节施工进度，最重要的是可以通过预拼装制作的建筑模型对工程项目的设计方案的合理性进行验证。

BIM技术在装配式建筑施工过程中的技术应用

BIM应用于装配式建筑施工过程模拟在实际工程中，能够通过软件的施工模拟技术，演示出施工工程中可能存在的缺陷，便于及时调整施工方案，避免施工事故，减少资源浪费。比如在吊装预制装配式建筑构件时，在构件现场吊装管理方面也可以利用BIM软件，以通过在施工计划中写入构件属性的方式来构建管理模型，结合吊装方案来模拟施工。明确制定施工方案之后，工作人员就能够通过平板手持设备对工程项目全程施工进行辅助管理。在模拟施工中，塔吊的工作范围和整个工地各运输路线的计划都要考虑，以及各施工环节的衔接配合都应在设计阶段提前计划完善，以此保证各构件的装配质量。在模拟施工过程中，要综合施工现场场地模型、施工项目结构模型和施工计划等内容，通过BIM软件制作具备时间节点按施工计划顺序衔接各施工阶段的模拟动画，能将项目施工过程更加直观的表达出来。BIM应用于装配式建筑材料管理BIM技术可以对材料管理方面做出完善和改进。在装配式建筑预制构件生产过程中，预制构件生产场地现场会堆积许多材料及构件，这时候对预制构件进行分类生产和存储会耗费极大人工财力资源，并且极其容易出现问题。将BIM技术应用于材料生产以及运输中，则能够实现对施工现场场地的准确模拟。通过对工程项目实际情况的了解，对施工各阶段所需构件数量进行提前准备，防止施工现场材料出现短缺或堆积过量的情况。验收工作者依据电子信息表对构建信息进行采集，有效提高验收的工作效率。在实际施工时，如果施工进度发生变动，验收工作者要依据材料进厂计划对实际材料进场情况进行灵活安排，确认工作区域的构件数量符合要求。待施工完毕后，利用BIM软件对构件和材料的实际消耗情况进行记录整理，并且对比分析各项构件材料的计划用量和实际用量，为后续施工管理的材料管控做好准备。BIM应用于装配式建筑碰撞检测碰撞检测就是应用BIM软件对项目设计阶段的各项管线布置碰撞进行检查。对建筑项目设计图纸范围内的管线布设与建筑、结构平面布置和竖向高程相协调的三维协同设计工作进行完善，为防止实际工程中各构件存在空间冲突，最大程度的减少碰撞，在设计阶段做好碰撞检测能够防止错误的设计方案应用于施工阶段，给项目工程带来不必要的损失。利用BIM技术制定设备管线协调方案，相比于传统方案工作效率得到了极大提高，极大程度地减少设计失误，提高了不同专业间的协作水平。理论上将BIM技术应用于工程项目碰撞检测能够最大程度的提高工程项目设计效率，但实际上，BIM技术还未在碰撞检测的实际应用中得到充分实践。使用BIM技术进行碰撞检测的工程项目虽然得到了良好的检测效果，但在使用和管理方面仍存在许多不足之处，需要予以重视并加以解决。

BIM技术在装配式建筑运营维护阶段的技术应用

BIM应用于装配式建筑信息管理项目从立项到建造完成期间产生的所有信息都可以通过BIM模型的建立存储在运维管理数据平台中。所有信息经过软件的整理归类之后，可以对应关联建筑建造过程中产生的所有组件。同时，运营维护阶段中设备参数和维护信息等信息也可以通过BIM模型进行关联存储，实现快速精确查找，防止信息丢失，减少手动搜索信息的工作量。BIM应用于装配式建筑设备故障检修BIM模型具有可视化的特点，可以将传统二维CAD绘图的建筑构件和结构以三维的形式显示。在实际的运营维护中，隐藏在建筑物内部的水、电、气等隐蔽设备是无法被观测的，而通过BIM的三维模型就可以直观反映出各隐蔽构件的具体位置，缩短了修理故障设备定位的时间，提高工作效率。BIM应用于装配式建筑应急方案制定BIM技术具有模拟仿真的功能，通过BIM软件对运营维护阶段隐藏的危险进行定位和识别，从而提出解决方案和应急举措，进行相应的灾害模拟。例如进行火灾疏散模拟，帮助运维人员制定紧急疏散计划和疏散路线，降低火灾带来的损失。

将BIM技术应用于装配式建筑建设，必将是未来装配式建筑发展的一大趋势。本文从装配式构件生产、施工过程模拟、建筑材料管理、碰撞检测等方面对BIM技术在装配式建筑施工中的应用进行了阐述。在装配式建筑中应用BIM技术可以有效提高建筑设计、生产和施工的效率，对装配式建筑的建设推广起到了良性推动作用。将BIM技术运用到装配式建筑的施工过程中有利于实现建筑项目施工的节能环保，有效减少施工现场各项施工工序造成的环境污染，从而推进装配式建筑行业积极发展，提高资源利用效率。目前，BIM技术在装配式建筑建设中得到广泛的应用，但还存在BIM内容之间信息交互不便、缺乏利用所交换信息的能力、与旧有模式衔接不太顺利等问题，亟待深入研究，以确保装配式建筑在我国规范发展。

作者:赵梓君 向奕萱 单位:西华大学土木建筑与环境学院