BIM技術在裝配式建筑中的應用

錢 坤 秦蘭蘭

（吉林建筑大學，吉林 長春 130000）

長期以來由于我國公共建筑行業(yè)持續(xù)發(fā)展管理模式過于簡單粗放，各建筑專業(yè)獨立建設工作往往導致建設工作效率低下、建設周期長等突出問題。當今，日益復雜的改進工程項目及不斷緊縮的工程預算和項目工期對改進工程項目工作環(huán)境管理提出更高的管理要求，更高效的項目溝通管理方式及過程工作管理流程優(yōu)化管理已勢在必行。長期以來作為對我國建設工程溝通管理行業(yè)的一項重大的技術革新信息管理技術,bim 的革新信息技術將直接促使我國建筑行業(yè)向項目設計過程協同化、生產過程標準化、建筑工程一體化的三大方向快速發(fā)展，基于這項bim革新技術的建筑工程項目設計信息化必將作為不斷提高我國建筑行業(yè)生產效率和增加利潤的一種有效途徑之一[1]。BIM 技術在建筑行業(yè)的快速推廣，將在一定程度上優(yōu)化其項目設計的質量、工作效率和經濟效益，從而有效推動裝配式建筑的結構調整與技術升級[2]。

1 BIM 技術的特點

BIM 是建筑信息模型的英文簡稱，建筑信息模型涉及整個施工過程的各個環(huán)節(jié)，是數字技術在世界建筑業(yè)中的直接表達，主要具有可視化、模擬性、協同性等應用特點。

1.1 可視化

可視化讓人們不再通過抽象的簡單線條進行想象，而是可以直觀的看到整個建筑的外觀甚至內部的構造細節(jié)。很多業(yè)主或建造方并不具備相關的專業(yè)知識，傳統的設計圖紙等有一定的門檻，必須要相關專業(yè)人士才能看懂，但用BIM 構建的模型以3D 的形式直觀的體現，目光所見便是以后的建筑實體。這大大提高了前期與建造方的設計溝通效率。

1.2 模擬性

BIM 技術不僅能有效模擬大型建筑，還需要能有效模擬建筑施工現場條件。如采用光照控制模擬、節(jié)能控制模擬等，這對建筑施工設計方案的整體設計以及選擇都具有很高的技術參考價值。而且BIM 特有的設備碰撞檢查在裝備設計階段就已經模擬各個安裝設備的具體安裝位置情況，避免傳統施工時可能要在施工階段才能發(fā)現的問題，減少返工的可能性，大大提高了施工效率、縮短了建筑的施工期、節(jié)約了建筑施工的預算。

1.3 協同性

傳統設計模式下，各個設計工種各自為政，這樣雖然單獨的專業(yè)設計效率很高，但綜合起來時很多問題就會出現。通過實現協同化的建筑設計，BIM 使建筑師、結構工程師、設備制造工程師等多個不同的建筑設計人員和工種在同一個三維的結構和建筑設計系統的信息數據庫和建筑設計模型下的協同工作，減少了設計工種圖紙間細節(jié)等對不上的現象，而不僅是制圖標準、文檔管理的傳統協同。利用BIM 的建筑設計參數的協同化，對由多個構件圖紙組成的三維建筑設計模型圖紙進行重繪修改，可以最大限度地省去傳統建筑方案設計與其他環(huán)節(jié)和后續(xù)的設計(如方案初步設計、施工圖設計)之間繁重的重繪工作，避免設計各環(huán)節(jié)脫節(jié)，便于根據實際工程要求對原方案的梳理及修改等協同工作[3]，很大的程度上提高和改善了裝配式建筑施工過程和設計圖的可靠性和質量。一個建筑工程從設計、直至建筑的使用和終結的整個生命周期中，所有設計信息和參數在建筑設計完成后的各個施工階段，都建立在一個三維信息模型的設計數據庫中。

2 BIM 技術應用于裝配式建筑中的優(yōu)勢

當前全球的土木建筑業(yè)普遍存在各設計生產環(huán)節(jié)之間缺乏三維信息協同工作、各類重復協同工作不斷兩個亟待解決的基礎性問題，導致了土木建筑工程施工行業(yè)的設計和生產的工作效率低、資源的消耗和浪費嚴重，而項目初期土木建筑設計和生產階段的大量反復設計和修改工作，更大地加劇了建筑生產成本的大幅上升。本文根據當前裝配式bim 應用技術的重要性和發(fā)展基本狀況和我國裝配式建筑的設計和生產管理工作實際，在充分總結現有應用技術研究的寶貴經驗基礎上，從當前裝配式建筑“設計—生產—施工—運維”等各階段的特點入手，分析了BIM 技術在當前裝配式建筑全壽命生產周期各個階段中應用的可行性，探討了bim 應用技術在當前裝配式的建筑生產過程中的重要性和應用價值,以期未來裝配式的建筑在現有bim 應用技術的助力下能夠得到更好的應用和發(fā)展[4]。

2.1 構件的高精度設計

集成化構件設計是BIM 最大的優(yōu)勢，各個部分之間聯系緊密，這就要求每個集成構件必須要具有一個足夠高的構件精度?，F澆構件的施工對精度的要求不高，導致不能很大程度上發(fā)揮BIM 的優(yōu)勢。但裝配式建筑不同，裝配式建筑本身就對精度的要求很高，而且預制構件不是在現場制作，而是在工廠當中采用機械化生產的方式，這樣就保證了設計的標準化，達到了構件的精度要求。

2.2 建筑材料制作

設計人員將BIM 模型中所包含的各種構配件信息在裝配式建筑設計方案完成后，與預制構件生產廠商共享，生產廠商可以直接獲取產品所有的設計數據及參數，并直接轉換為材料加工工藝參數[5]，提高了裝配式的建筑預制構件設計和生產的過程自動化管理程度和預制構件生產的效率。

2.3 施工項目管理技術

在項目建設的施工階段，BIM 技術也起到了很大的指導作用。在具體施工過程中，可以先對施工過程進行安全模擬，以提早發(fā)現施工過程中容易出現的各種安全問題。例如吊裝，吊裝向來是安裝的是重中之重，不僅因為施工難度大，也因為危險系數高。如果能通過BIM 先對吊裝過程模擬，就能精確吊裝位置、吊裝速度等，且遇到問題能預先修改預制構件參數，不至于到了現場再臨時改動，重新澆筑構件，拖延工期。

總之，BIM 能夠合理的、優(yōu)化配置給相關的建筑工程設計施工以及管理過程，把這些環(huán)節(jié)傳接起來，達到最優(yōu)的成本滿足，對我們的建筑工程項目開發(fā)商建立新的競爭優(yōu)勢是非常有幫助的。

3 裝配式建筑與BIM 技術融合的重要性

早在二十世紀80年代，我國建筑行業(yè)已經開始了預制裝配式建筑的研究，并取得了一定的進展，預制裝配式的框架開始出現，但當時由于經濟實力的制約，許多關鍵性的技術問題沒有得到解決，因此當時并沒有大力推動裝配式建筑。直到國務院在2013年頒布綠色建筑行動方案開始，裝配式建筑才開始了新一輪的快速發(fā)展。但是由于裝配式建筑在我國的發(fā)展歷史較短，還存在一定的問題，包括構件設計不規(guī)范、不標準，施工環(huán)節(jié)銜接不到位，信息共享交流存在障礙等，這些問題限制了裝配式建筑的發(fā)展。

預制裝配式建筑對工業(yè)化的要求很高，我國現在的工業(yè)化發(fā)展程度在一定程度上制約了裝配式建筑的發(fā)展，BIM 技術通過提高構件精度、預先模擬施工過程等很大程度上解決了我國工業(yè)化發(fā)展不足的問題。

4 結語

在現代裝配式建筑中對 BIM 技術進行合理的擴展和應用，可以有效表達其對建筑設計和施工的規(guī)劃理念以及施工的主要內容，同時將其以一種可視化的形式充分地展現出來，滿足了現代裝配式建筑建設施工作業(yè)的高效率技術要求。所以，在具體研究BIM 技術的過程中，必須加強對裝配式建筑建設的重視，同時還要增強其科學應用方面的控制意識，并應用 BIM 技術順利完成裝配式建筑建設的目標，防止產生更大的建設風險。綜上所述，BIM 技術非常適合裝配式建筑，不僅有效地控制了建筑成本，而且大大提高了工程實施的效率。對于我國裝配式建筑而言，加深與BIM 技術的結合就是促進了我活裝配式建筑的現代化和發(fā)展。