基于BIM技術(shù)淺談配式建筑的應(yīng)用與發(fā)展

朱瑞剛 李柯 孫瓊洋 曾浩杰 鄭州西亞斯學院

隨著社會的發(fā)展與國家整體上的規(guī)劃，再加上突如其來的疫情。疫情就像催化劑一樣在裝配式建筑的背后又猛推了一把，基于BIM技術(shù)下的裝配式建筑也得到了一定的發(fā)展。我國住建部在2017年就明確提出：于2020年，在我國新修建的建筑中裝配式建筑占15%以上，在這之中重點地區(qū)占20%以上，積極推進的地區(qū)也有15%以上，不久后推進地區(qū)也將會達到10%以上。疫情期間建設(shè)的火神山、雷神山醫(yī)院也是基于BIM技術(shù)下的裝配式建筑，兩座醫(yī)院的快速建成也反映了我國裝配建筑相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善，但是也從中暴露相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的諸多問題。展望未來我國基于BIM技術(shù)下的裝配式建筑仍處于一個初期發(fā)展階段，建筑工業(yè)化的發(fā)展也是剛剛起步，依然不夠形成系統(tǒng)，并未能充分凸顯出BIM技術(shù)的優(yōu)勢。但是我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)也在不斷完善這些缺點，在我國的應(yīng)用前景還是很可觀的，因此我們應(yīng)當共同努力，不斷的去研究和實踐。

一、裝配式建筑與BIM的概念

（一）裝配式建筑

裝配式建筑是指把大量現(xiàn)場作業(yè)工作轉(zhuǎn)移到工廠進行標準和批量預制，制作好之后再運回到施工現(xiàn)場進行組裝，主要構(gòu)件有內(nèi)、外墻板，疊合板，樓梯，預制梁等，采用這種方式的建造的建筑可以更好的做到建筑、裝修一體化，在施工的同時裝修也同步進行，這種一體化的建筑能更好的促使我國綠色建筑發(fā)展。

（二）建筑信息模型

建筑信息模型（Building Information Modeling）簡稱BIM。

Building：圍繞工程整個生命周期（規(guī)劃、設(shè)計、建造、運營、退役）

Information：有關(guān)建筑及生命周期的所有信息（合同、規(guī)范、圖紙、預算、操作流程等）

Modeling：建筑的定義，建模和模擬（工程設(shè)計、分析、施工順序、空間使用，維護等）

BIM是前期建筑的咨詢，中期技術(shù)的條件，后期管理的運營這一動態(tài)過程。它具有統(tǒng)一的工程內(nèi)容創(chuàng)建平臺，數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一，協(xié)同工作環(huán)境，各專業(yè)并行工作。

二、BIM技術(shù)下裝配式建筑的應(yīng)用現(xiàn)狀

裝配式建筑所有的構(gòu)件都是現(xiàn)場支模版，現(xiàn)場澆筑混凝土，養(yǎng)護形成的一個整體性建筑，對比傳統(tǒng)的建筑有很多不同的區(qū)別，同時也展現(xiàn)出了很多優(yōu)點，現(xiàn)階段裝配式建筑慢慢成為住宅建筑的主流。

（一）優(yōu)缺點

1.優(yōu)點

裝配式建筑不需要運輸各種建筑材料，只需要工廠定制的預制構(gòu)件和結(jié)構(gòu)用料，大大減少人力物力的浪費，更符合現(xiàn)代化的施工，機械和人力的結(jié)合讓裝配式的運用更加理想。

裝配式建筑主體直接吊裝成型，建筑形態(tài)多變，可以適應(yīng)復雜的建筑立面形式，同時也可以更好的完善建筑，讓建筑更加美觀。

預制構(gòu)件的定制，現(xiàn)場的吊裝拼接，機械化的現(xiàn)代施工，大幅度的縮短了工期，同時預制構(gòu)件不會受天氣，工人技術(shù)的影響，在各種情況的影響下，中國9天建成火神山醫(yī)院。

2.缺點

裝配式建筑的預制構(gòu)件成本較高，運輸成本高，同時工廠預制構(gòu)件技術(shù)不夠成熟，并不能定制形態(tài)奇特的構(gòu)件。裝配式技術(shù)在高層建筑的運用里有限制，同時裝配式建筑的抗震性能不夠好，抗沖擊性能弱。

裝配式建筑是現(xiàn)代建筑技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，從保護環(huán)境，綠色發(fā)展的角度來看，裝配式無疑是成功的技術(shù)，但是裝配式的缺點同時也是致命的。在國家政策的支持下，裝配式建筑將會發(fā)展的更迅速，裝配式技術(shù)將會更成熟。

（二）應(yīng)用

在疫情期間火神山、雷神山醫(yī)院的快速建成就是把BIM技術(shù)和裝配式建筑相結(jié)合，集成架構(gòu)設(shè)計、工廠生產(chǎn)、現(xiàn)場施工這些施工階段。

1.模型的建立

施工前期利用BIM軟件建立BIM模型，可以使建筑更加直觀的展現(xiàn)，根據(jù)各個空間位置需求進行相應(yīng)的調(diào)整?？紤]到空間需要密閉利用BIM技術(shù)可以布置的更加潔凈，來防止人員的交叉感染。利用BIM技術(shù)的三維漫游更加直觀的分析內(nèi)部的布局，更容易地判斷出設(shè)計的優(yōu)點和缺點，并進行修改。

2.預制構(gòu)件的管理

BIM技術(shù)在裝配式建筑中能更好的管理預制構(gòu)件?；鹕裆健⒗咨裆结t(yī)院項目建設(shè)中，應(yīng)用BIM技術(shù)進行智能化管理，通過平臺能把工程信息進行分類并保存，需要信息調(diào)出時可以隨時調(diào)出，如門窗的統(tǒng)計表，連接構(gòu)件的種類表等信息。在運輸方面，可以定制出嚴格的運輸方案，確保每個預制構(gòu)件都能按時到達施工場地。安裝工人也可以根據(jù)預制構(gòu)件的編號快速的找到預制構(gòu)件的安裝的位置并盡快的完成安裝工序。

3.現(xiàn)場協(xié)同管理

基于BIM技術(shù)，推動了火神山、雷神山醫(yī)院的快速建設(shè)。在施工過程中，為了保證構(gòu)件數(shù)據(jù)和信息的共享，保證各參與方的協(xié)同管理，最終生成管理數(shù)據(jù)統(tǒng)計表，提高了施工項目的準確性；組件自動生成唯一的二維碼，代碼與組件一一對應(yīng)，實現(xiàn)生產(chǎn)裝配中BIM信息輸入、操作、歸檔、組件跟蹤分析的數(shù)字化管理。考慮到施工的效率，工程中應(yīng)用到了VR虛擬施工手段，進行預制構(gòu)件安裝方式的相互比較，利用多種的拼接方式，同時兼顧生活區(qū)與醫(yī)療機構(gòu)的差異，有效的降低了施工作業(yè)量。同時信息共享，也方便工作人員發(fā)現(xiàn)問題，并及時解決問題。

（三）現(xiàn)狀

我國建筑行業(yè)發(fā)展趨勢一直保持在一個較高的水平，建筑業(yè)繁榮增長的同時，裝配式建筑發(fā)展趨勢也突飛猛進。近年來隨著我國對建筑行業(yè)未來發(fā)展建設(shè)提出了更高的要求，我們能夠大膽預測未來裝配式建筑將會擁有扶搖直上的發(fā)展?jié)摿ΑＤ壳把b配式建筑滲透率底，裝配式建筑面積占比僅9%。發(fā)達國家建筑現(xiàn)代化推進較為成熟，建筑業(yè)相對完善，特別是工業(yè)化程度高的發(fā)達國家裝配式建筑滲透率達到70%，就我國而言，裝配式建筑發(fā)展與別的國家有著很大的差距，但也意味著提升空間巨大，在不久的將來，我國裝配式建筑滲透率定會與日俱增。

如今，預制混凝土結(jié)構(gòu)在市場不可撼動，預制鋼結(jié)構(gòu)占比雖少，但憑借強度高、自重輕、環(huán)保等優(yōu)點飛速發(fā)展。世界上主要發(fā)達國家的民用建筑中，鋼結(jié)構(gòu)建筑占比均超過20%，其中美國占比最高達45%。相比之下，我國民用建筑中鋼結(jié)構(gòu)建筑僅占約5%，未來可提升空間巨大。

三、未來的發(fā)展

目前，在我國建筑行業(yè)人工費用支出持續(xù)上漲，建筑裝配率提升有利于人工費用下降。

BIM技術(shù)與裝配式建筑相輔相成，BIM技術(shù)為裝配式建筑提供了信息基礎(chǔ)?，F(xiàn)代建筑行業(yè)無非是建筑信息的整理，以及建筑信息建模在建筑施工方向的運用。BIM技術(shù)能夠給建筑前建模、后期施工，提供良好的基礎(chǔ)，同時建筑分析，工程問題都可以運用BIM技術(shù)。

目前裝配式建筑有著政府政策的支持，雖然成本高，但是政府補貼會有利于裝配式發(fā)展。近幾年來，京、津、唐地區(qū)先后組建了至少30家年產(chǎn)100000立方米以上的預制組件工廠，以及無數(shù)個小型零部件工廠。所有的零部件工廠都在向上下游擴張，原有的上下游企業(yè)也在逐步加入競爭。在激烈競爭中，單價下降，成本必須降低。

裝配式建筑更是有了BIM技術(shù)的支持，讓裝配式的優(yōu)點發(fā)揮出來，對比傳統(tǒng)的建筑而言，裝配式的優(yōu)點突出，科技的發(fā)展將會使裝配式的技術(shù)愈發(fā)成熟。未來裝配式建筑將會逐漸完善，適應(yīng)各種環(huán)境，綠色環(huán)保，施工快捷，這些優(yōu)點已經(jīng)成為未來建筑的發(fā)展方向。

四、結(jié)語

綜合以上對裝配式建筑與BIM技術(shù)的理解，BIM技術(shù)的迅速發(fā)展對于建筑行業(yè)來說是一個大的推動，對于裝配式建筑來說更是如虎添翼，未來建筑日新月異，不可避免建筑的更新?lián)Q代，BIM技術(shù)的運用能夠有條理的綠色進行。“環(huán)保，效率，安全”是建筑發(fā)展的重要因素，BIM技術(shù)在裝配式建筑的應(yīng)用，能夠有效的解決這類問題，同時更加機械化的施工更提升了裝配式建筑的地位，相信未來裝配式建筑將會大放異彩。