基于BIM技術(shù)的裝配式建筑研究

彭艷

摘 要：現(xiàn)階段，我國開始重視BIM 技術(shù)的應(yīng)用。文章主要從裝配式建筑設(shè)計階段、預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)階段、建筑施工及維護(hù)階段等方面進(jìn)行分析BIM技術(shù)的應(yīng)用價值。這對于未來BIM技術(shù)的應(yīng)用以及裝配式建筑的發(fā)展具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；裝配式建筑；應(yīng)用研究

引言

在傳統(tǒng)建筑行業(yè)中，由于其資源利用率比較低，浪費率比較高，造成嚴(yán)重的污染而飽受詬病。相比之下，裝配式建筑在施工過程中產(chǎn)生的污染比較少，施工速度快，資源利用效率高等優(yōu)點受到了人們的青睞。裝配式建筑由于其設(shè)計比較系統(tǒng)化，安裝比較專業(yè)化的特點，使得其與傳統(tǒng)的建筑形成了強烈的反差。近年來，我國建筑行業(yè)逐步推廣BIM，其相關(guān)技術(shù)和方法在裝配式建筑中應(yīng)用可以有效提高建筑設(shè)計、生產(chǎn)和施工的效率，從而使這一建筑形式得到更加有效的推廣。

1、裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑的區(qū)別

1.1設(shè)計要求不同

傳統(tǒng)建筑初步設(shè)計包括建筑施工圖、結(jié)構(gòu)施工圖和節(jié)點大樣圖設(shè)計。而裝配式建筑不僅需要著眼功能和預(yù)制率，還需要關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計及對構(gòu)件工廠生產(chǎn)和現(xiàn)場裝配施工的影響，設(shè)計工作包括原始圖紙設(shè)計、拆分設(shè)計、參數(shù)化設(shè)計、模具設(shè)計以及內(nèi)裝修設(shè)計，即從設(shè)計的初始階段開始與結(jié)構(gòu)、設(shè)備、電氣和內(nèi)裝專業(yè)溝通，將設(shè)計向建筑全過程延伸，重要的是裝配式住宅設(shè)計前，需要一套相對完整的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計體系，共享設(shè)計方法和標(biāo)準(zhǔn)戶型模塊。

1.2施工方式不同

傳統(tǒng)建筑施工順序：基礎(chǔ)→主體→屋面→室內(nèi)/外裝修→室內(nèi)設(shè)備管道，其中主體采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)場依照設(shè)計位置，進(jìn)行支模、綁扎鋼筋、澆筑混凝土、養(yǎng)護(hù)和拆模。而裝配式建筑將組成主體結(jié)構(gòu)的大部分構(gòu)件，由現(xiàn)場施工變成工廠批量預(yù)制，絕大部分工作在工廠完成，構(gòu)件制作完成后運至施工現(xiàn)場，借助吊裝設(shè)備將構(gòu)件以可靠的連接方式進(jìn)行快速拼裝，設(shè)備管線配合主體結(jié)構(gòu)同時施工。

2、BIM在國內(nèi)外的研究

近幾年，在英國、美國和北歐及馬來西亞等國家，BIM技術(shù)與全新的項目運作模式已經(jīng)得到了普遍地推廣，并且產(chǎn)生了社會效益和較大的經(jīng)濟(jì)收益。因為政府的大力支持與推廣，BIM剛開始是被運用在國家投資建設(shè)的公共場所，然后其產(chǎn)生的實際效益推動BIM技術(shù)被私人企業(yè)所運用。綜上所述，國外對BIM研究已經(jīng)相對成熟，這可以整理為三個層面：第一個層面是對關(guān)于建筑施工的理論研究，為虛擬施工這一理論打下基礎(chǔ)；第二個層面是在施工領(lǐng)域進(jìn)行可視化的仿真、精益、快速的建造等工作，是支撐虛擬施工技術(shù)的體系；第三個層面是虛擬技術(shù)在現(xiàn)實建筑的應(yīng)用，包含了相關(guān)的軟件研制與系統(tǒng)的開發(fā)工作，支持技術(shù)的實現(xiàn)與推廣。即便BIM技術(shù)被引進(jìn)中國已有十幾年的時間了，但與國外的BIM技術(shù)相比較，我國BIM技術(shù)還只是處在初級階段，但是隨著建筑行業(yè)近些年的發(fā)展，建筑行業(yè)開始對計算機(jī)技術(shù)有了更高的要求，這慢慢地開始被政府部門與事業(yè)單位所關(guān)注，現(xiàn)在已經(jīng)有相關(guān)的部門和單位開始研究和使用BIM技術(shù)。那么相信在不久的將來我國的BIM技術(shù)一定可以追趕上那些BIM技術(shù)已經(jīng)成熟的國家，更有甚者，我們還可能超越他們。綜合國內(nèi)外關(guān)于對BIM技術(shù)研究重視程度來看，可知BIM技術(shù)在建筑這一行業(yè)有著舉足輕重的地位。所以將BIM技術(shù)發(fā)展起來是完全有必要的。

3、BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計階段的應(yīng)用

BIM技術(shù)建模以及圖紙的繪制不同于傳統(tǒng)建筑當(dāng)中的二維圖紙的繪制。傳統(tǒng)繪制中的圖紙數(shù)據(jù)與構(gòu)件數(shù)量是分離模式，而BIM是以3D為基礎(chǔ)，以參數(shù)化的設(shè)計方式建立構(gòu)件的信息資料庫，呈現(xiàn)的是數(shù)據(jù)、模型為一體的設(shè)計模式。構(gòu)件的每一項數(shù)據(jù)都在BIM模型里有記錄，如果其中的任意的一個構(gòu)件發(fā)生改變，或者出現(xiàn)了錯誤，BIM會自動的將相關(guān)聯(lián)的其他數(shù)據(jù)發(fā)生改變，解決了圖紙之間，數(shù)據(jù)之間相互不協(xié)調(diào)，不統(tǒng)一的問題。

4、BIM在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段的應(yīng)用

提高模型設(shè)計和制作效率。在裝配式建筑工程中，通過應(yīng)用BIM技術(shù)，還可以提高模型設(shè)計和制作的效率。例如在裝配式建筑設(shè)計方案完成后，設(shè)計人員可以將BIM模型中含有的配構(gòu)件間的信息。與預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)商進(jìn)行共享，這樣生產(chǎn)廠家就可以獲取到產(chǎn)品的尺寸和具體的材料參數(shù)等信息，通過與生產(chǎn)廠商實行有效的對接，會大大提高預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)自動化程度和生產(chǎn)效率。

5、施工階段BIM技術(shù)的應(yīng)用

（1）利用BIM軟件建立三維場地模型，動態(tài)展現(xiàn)出入口、道路、施工機(jī)械設(shè)備和臨時堆放場地等，將BIM模型與施工活動進(jìn)行關(guān)聯(lián)以表達(dá)空間和工序要求。

（2）基于BIM可視化進(jìn)行鋼筋和管線節(jié)點碰撞檢查，將檢查后無碰撞的建筑模型整合到施工場地模型中，進(jìn)行吊裝施工模擬。

（3）4D施工模擬，與現(xiàn)場項目部一起根據(jù)實際施工進(jìn)度計劃，對關(guān)鍵工序進(jìn)行施工模擬，并組織現(xiàn)場施工人員進(jìn)行交底，增加工人對施工環(huán)境和施工措施的熟悉度，最終輸出施工模擬視頻文件指導(dǎo)預(yù)制構(gòu)件安裝。

6、BIM 技術(shù)在運營維護(hù)階段的應(yīng)用

由于在預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)中，在每個預(yù)制構(gòu)件中都有 RFID 身份證明，運營維護(hù)人員可以直接從其信息中獲取相關(guān)信息，提高維修效率及水平。也通過該標(biāo)簽可以明確責(zé)任歸屬，利用預(yù)制構(gòu)件中的身份證明，對裝配式建筑施工過程進(jìn)行檢測，分析，從預(yù)先生產(chǎn)的模型當(dāng)中，確定位置，并且用合適的手段進(jìn)行解決問題，從而實現(xiàn)了裝配式建筑可持續(xù)運行維護(hù)管理。

7、裝配式建筑與BIM技術(shù)結(jié)合在中國市場發(fā)展前景

建筑行業(yè)的工業(yè)化之路是建筑行業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路，高效節(jié)能綠色的發(fā)展趨勢必將勢不可擋。李克強總理在2016年《政府工作報告》中強調(diào)，積極推廣綠色建筑和建材，大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)和裝配式建筑，提高建筑工程標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量。2016年《關(guān)于進(jìn)一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》中也提出，發(fā)展新型建造方式，加大政策支持力度，力爭用10年左右時間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達(dá)到30%?？梢?，未來將裝配式建筑與BIM技術(shù)融合具有非常好的前景和發(fā)展空間。

結(jié)語

隨著科技的發(fā)展，我國開始重視建筑行業(yè)的問題，提出關(guān)于建筑工程需要可持續(xù)發(fā)展。BIM技術(shù)被當(dāng)成信息技術(shù)在建筑行業(yè)內(nèi)應(yīng)用的典范，促進(jìn)我國建筑行業(yè)的發(fā)展。因為我國裝配式建筑的發(fā)展正處于發(fā)展階段，所以我們更應(yīng)該致力于BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑技術(shù)的研究。

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