浅谈BIM技术在装配式建筑中的应用

浅谈BIM技术在装配式建筑中的应用

王鹏

中建中联集团有限公司海南省海口市570100

摘要：BIM技术主要是通过数字化的方式对建筑物的物理实体以及功能特性进行清晰的表达，通过建筑项目全生命周期各类相关的信息工程数据模型的集成，有效的实现了不同阶段、不同部门之间的数据传递和共享。随着BIM技术的不断发展，其在建筑领域发挥出的作用越来越重要。近些年来，装配式建筑在我国获得了高度的发展，通过BIM技术的应用能够有效的提升建筑建造各阶段的衔接，提升建筑设计水平和工作效率，为建筑行业的可持续发展做出了巨大的贡献。

关键词：BIM技术；装配式建筑；应用

装配式建筑，是指建筑中的构件由设计单位设计完成后，将所需构件的各种参数，包括尺寸规格、材料、施工工艺等发给工厂，由工厂加工后运至施工现场进行放线、吊装，同时这种“搭积木”方式建成的房子需要进行良好搭接，现阶段主要通过钢筋插口的紧密咬合，并浇筑混凝土做到双重保险，所以装配式结构是比较安全的。除此之外，装配式建筑较为符合绿色建筑的要求，建筑构件进入工厂进行工业化生产，粉尘污染由工厂保证处理，避免在施工现场造成粉尘堆积，扬尘现象严重等状况。

装配式建筑进军“一带一路”，奠定了现代建筑的发展方向。而装配式建筑曾在上世纪应用过，但是由于当时施工技术、施工材料、施工手段的局限性，并未得到广泛的发展。如今新技术、新材料、新施工工具的出现以及BIM的开发应用，给装配式建筑结构的发展带来了新的希望。尤其是BIM技术，通过一系列三维软件的运用，针对装配式建筑的设计、进度管理、现场施工等方面进行优化，实现装配式建筑的全寿命周期的管理。

1.BIM技术的概念

建筑信息模型(BIM技术)，是以建筑工程项目的各项基本信息为建筑模型的基础，并用相关软件来建立建筑模型，此模型用于建筑的全生命周期，指导建筑的设计，施工和后期运营等阶段。

BIM技术拥有五大特点:

①可视化

能清晰监控项目的整个过程，使设计、施工和运营等阶段更加具体和直观；

②协调性

BIM技术可以模拟施工现场环境，对项目进行预测，进而提高项目在实际施工中的协调性；

③仿真性

BIM模型可以仿真模拟建筑全生命周期的各个阶段，及时发现问题，全面控制成本和质量；

④优化性

优化项目的特殊方面，从而缩短工期和减少造价；

⑤可出图性

帮助业主出图，比如预埋套管图和管线综合图。

BIM技术相较于传统施工图，最大的特点就是能将2D转换为3D或4D，将平面变为立体，直观的将项目展现给业主和施工方。在招投标，设计和施工阶段都有很大帮助。在我国，BIM技术现处于新兴并高速发展的阶段，对业主、设计方和施工方而言都有着重要作用和影响。

2.BIM技术在装配式建筑中的应用

2.1装配式建筑的标准化处理

装配式建筑的核心是建筑构件的标准化工业生产，节省建筑施工时间。设计人员在BIM平台中构建预制构件（如梁、板、柱、楼梯等）的“族”，现阶段装配式建筑主要用于居住类建筑，应适当增加厅式住房的模块，严格按照《建筑模数协调统一标准》（GBJ2-86）（例如，厅式住房中开间、进深必须符合3M的倍数）的规定，制定相应构件的尺寸和形状。

2.2BIM构件的拆分设计

在装配式建筑设计的施工图阶段，BIM模型的楼板和墙体仍旧呈现出一定的整体结构，因此，在深度设计阶段，要将整体模型构件拆分成多个部分，如此才能更好的为独立构件的生产加工提供便利。需要注意的是，在构件拆分的过程中，要对工厂生产以及设计的要求进行充分的考虑，尽可能的减少预制构件的种类，实现工厂生产和现场装配的有效衔接。在拆分方案确定后，可以在施工图的BIM模型上直接进行构件拆分，将整个模型拆分成适合工厂生产的多个预制模型，并做好各个预制构件的配筋设计以及连接构造设计。通过对三维BIM模型的拆分，设计人员可以全面细致的展购物不同构件之间的连接关系，在此基础上进行设计深化。这种不仅模式改善了传统二维设计中设计盲点的问题，有效的避免了设计错误的发生。同时由于深化设计发生在同一模型上，如此就可以有效的避免数据信息丢失情况的发生，保障了设计数据的完整传递。

2.3BIM深化图纸的生成

在三维BIM模型拆分完成之后，可以将包含各种生产信息的BIM构件拆分模型转化为二维的生产加工图纸。由于预制构件的规模较大，因此深化设计的出图量也随之增长，若是采用传统的出图方法，不仅工作量十分庞大，还十分容易出现错误，因此，可以使用BIM软件的智能出图功能进行构件图纸的转化工作，自动生成不同构件的平面、立体以及剖面模型图纸。同时，由于图纸的生成和模型是动态处于动态链接状态，因此若是模型数据发生变化，图纸可以实现自动更新。另外，生成的图纸必须包含预制构件生产加工所需的所有信息。

2.4装配式建筑构件偏差处理

装配式建筑需要分隔各构件，小型构件，如踏步板；中型构件，如预制楼梯中的平台梁，平台板；大型构件，如预制整个楼梯等，由工厂生产，然后运送到现场进行吊装拼接，不可避免发生一些碰撞、弯曲破坏，导致构件尺寸的偏差，影响施工质量。

装配式建筑在安装过程中尤其注意外露钢筋的位置、长度以及垂直度，因为钢筋是建筑构件的主要受力点，且外露钢筋的搭接关系着整个建筑的整体性能的优劣。国家标准规定：钢筋中心位置的允许偏差为+3mm，外露长度为+10mm。但正是因为这样的偏差，若建筑面积较大，会影响建筑预留孔洞的空间，严重时可影响建筑构件的搭接，出现质量问题。现阶段利用BIM技术可以很好地处理这些问题。定期将现场施工数据（注明偏差值）通过RFID技术输入BIM平台中，评定施工质量，并根据BIM平台反馈的真实信息，利用VR技术，模拟真实的拼接状况，将形成的误差反馈到结构设计当中，结构设计人员根据得到的信息，进行偏心等计算，验算是否能够达到结构的质量要求及外观要求。

3.BIM技术运用的相关建议

对于装配式建筑，在工厂需要进行大量建筑构件的预制，在施工现场需要对各种预制建筑构件进行吊装和拼接，如中、大型墙体、柱子、梁等的吊装和拼接。无论在构件预制的工厂，还是现场的施工吊装、拼接，都很容易发生人员伤亡等大型事故。因此，装配式建筑队作业人员素质要求较高。为了减少伤亡事故的发生，可以通过BIM技术中的VR虚拟现实，在建筑作业前对作业人员进行装配式建筑的全面安全教育。

此外通过一系列三维软件构建装配式建筑的综合模型，形成可识图的视觉效果，然后利用VR技术，通过施工人员自身视觉、听觉、触觉、嗅觉，以及其形体、手势等，参与到建筑施工信息处理的环境中去，身临其境。这样不仅能让施工人员切实的体验施工环境，掌握施工要素，而且VR技术可以模拟出一些施工中错误范例及产生的不良后果，给施工人员予以震慑，提高施工质量。

结语：

装配式建筑因其具有节能环保、高效快捷的优势正在国内建筑行业被广泛推广应用，利用BIM技术，在整个建筑全生命周期建立协调一致的信息。将BIM技术引入到国内装配式构件的设计、生产、安装上来，在建筑施工行业中做到“互联网+现代建筑”，是建筑行业未来发展的趋势，同时还能大力推动国内绿色环保的建筑产业的发展。

参考文献：

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[2]周文波，蒋剑，熊成.BIM技术在预制装配式住宅中的应用研究[J].施工技术，2012（22）：72-74.

[3]李天雷．BIM技术在装配式建筑设计中的应用实践［J］．商品与质量，2017，5(32):48－49．