杨睿
北京城建道桥建设集团有限公司
摘要：随着行业的整体发展与提升，新型装配式建筑逐渐应用于实际建筑施工中。无论在施工周期、环境污染还是劳动力解放等多个方面均有着显著的优势。未来，装配式建筑将是我国建筑行业的主要发展方向。为进一步推动装配式建筑项目的科学化发展，此次引入了BIM技术，并将其和装配式建筑进行融合，对有关问题展开探究。
关键词：BIM；装配式；建筑施工；
引言
相较于以往粗放式建筑行业发展形势，新型以BIM技术以及装配式建筑为基础的建筑形式在多个层面有着显著优势[1]。装配式建筑对于环境友好型、原料节约、工程成本管控方面有着一定优势，但由于起步较晚，规范性、标准型等方面存在一定的滞后性[2]。BIM技术的引入与使用，进一步推动了建筑行业的信息化发展，同时，也突破了装配式建筑存在的各方面弊端[3]。由此，就BIM技术与装配式建筑的融合应用展开探究有着一定的现实意义[4]。
1.BIM技术概述及其特性
1.1BIM技术概述
BIM技术，即建筑信息模型技术。利用该技术能够对整个建筑的全生命过程中的物理特性以及功能属性等开展系统性的数字化的研究，将得到的数据信息进一步统筹至建筑模型内，并借助数字分析技术模拟建筑可能遭遇的各种环境情况，继而为项目各个参与单位提供交流互动以及资源共享平台，能够更好的完成对项目的系统性表达。
1.2BIM技术特点
利用BIM技术可以实现对建筑物的数字化模拟分析，这无疑极大的转变了传统形式的建筑行业发展模式，推动该行业的科学化发展。相较于传统建筑行业发展模式，融入了BIM技术的新型建筑模式存在下述三方面的主要特点。
第一，可视化特性，即所见即所得。近些年，国内行业发展迅速，整个建筑行业发展也越来越复杂。如若一味的单纯依赖设计图纸以及想象力的方式进行建筑施工设计等，显然不符合新的时期行业发展需要。借助BIM技术的可视化特性，可以对整个建筑进行三维立体化的展示，并更为直观的揭露整个建筑的生命周期特点。对于设计人员可以利用可视化特性完成对建筑、架构以及机电等的仿真模拟，并实现和业主方的高效沟通，更为直观的满足业主诉求；工程施工正式开始前，可以基于可视化特性完成对整个施工流程的合理布置与模拟，并就钢筋的各个节点以及布置参量等进行展示，利用视频方式对关键流程进行技术交底；工程施工期间，实现时间与空间的数据高度整合，对于工程现场施工进度开展必要的监管；工程竣工期间，也可以利用可视化特性完成对火灾等突发时间的监控以及应急工作指导等等。
第二，指标化。BIM技术基于各向指标完成对模型的设计，实现对各个组件等条件，并对应性的搭建新型构件族并存储有关数据信息。此外，对于建筑设计以及文档等开展各个形式的改动，并对关联部分等进行自动化升级更新。指标化的设计其实质为基于各个实际数值的方式进行改变，系统能够综合实际情况自主的维护各项指标之间的固定比例，设计人员则可以结合实际诉求对关键指标进行设计，搭建体现设计医院的各方面约束性联系。此类指标化的特点不单单提升了模型的设计速率，同时也很好的降低了整个设计修改的时间。
第三，高度协调性，对于建筑项目而言，涉及单位以及工作流程十分复杂，如若各个部门以及环节等配合不到位，很有可能导致一系列问题。例如实际工程验收阶段发现问题，查找原因整改设计，采取补救方案等。这样的方式一方面会增加劳动强度，另一方面也不利于项目顺利完工。引入BIM技术则可以更为科学的对项目进行整体性的协调管控，加强各个部门之间的联系，对于出现的问题能够及时进行互动协调解决，对各项施工进度进行模拟分析，并结合实际情况对未来施工计划进行改动，大大降低了项目施工周期，且施工效率也有极大的提升。
2.装配式建筑及其优势
装配式建筑主要表示预先对设计完成的建筑架构等进行加工处理，随后运抵作业现场并基于特定的连接形式完成各个建筑模块的可靠连接。由于整个过程如同拼接积木一般，故而相关建筑也被称为积木建筑。目前，包括样板房、活动房、集装箱房以及集成化建筑等大多采用装配式的建筑形式。相较于传统建筑施工形式，装配式建筑在多个方面均有着显著优势。第一，项目建设工期更短，装配式的建筑形式其各个组件以及构件等均是预先交由有关工厂完成生产制造，随后委托运抵施工现场，在吊机等设备的支持下完成整个的吊装工作。这一方面大大降低了现场浇筑工作强度，另一方面也很好的规避了混凝土浇筑等存在的问题，后期养护也更为便捷，受天气等的影响也不高，工程施工进度以及工期更有保障。第二，更为环境友好，相较于传统建筑施工形式，新型装配式的建筑方式可以大大减少对于工程原料等的损耗，传统建筑施工过程中往往会存在大量的灰尘以及施工余料情况，而装配式建筑采用预制构件的方式，因此对于原料的使用更为紧凑，避免了资源浪费情况，另一方面现场装配施工也更为简便，故而对于环境等的影响有限。建筑完成装配之后，后期运维成本投入也更低，符合时下社会对于绿色环保理念的诉求。第三，工程施工精度更高。交由专业工厂进行相关预制件的生产加工，往往各个预制件的加工精度更为可靠，组装的模板需要经过严格的验收，未有达到设计规定的才可以用于构件等的生产之中，确保构建品质达到有关诉求。工厂也能够集合实际规范对各个构件等实施全面详细的生产，运抵作业现场，作业人员则需要结合图纸设计完成组装即可，整个过程基本不涉及大体量、高强度的作业形式，装配式施工精度等更高、建筑可靠性也更有保障。
3.BIM技术在装配式建筑中的沿用
引入BIM技术可以进一步提升装配式建筑是施工规范性，在包括建筑标准化设计、数控作业、集成化装配、一体化装修和信息化管理等五个层面完成高度的整合，大大提升装配式建筑的工程质量与效率。
3.1标准化设计应用
为切实提升装配式建筑设计、产以及最终交付质量与进度，强调了标准化的设计原则。实施标准化之后，产品的通用性更高，能够基于分解以及再组合等方式得到更为多样化的建筑构件。标准化设计无疑是当下装配式建筑设计的核心要素，覆盖整个项目设计、生产、加工以及装修与管理等各个流程，意义重大。但如若想要全面实现标准化设计，则势必需要遵从模数化设计有关理念，对建筑的规格尺寸等进行统一规定，以尽可能的实现各个构件的批量生产，有效降低成本投入。模数协调能够使得各个建筑组件彼此形成默契以及高度融合，使得整个建筑装配期间，品质、应用功能以及资源等各个方面达到理想平衡状态，使得建筑构件、设备等无需进行频繁的更改即可用于现场安装作业，规避了设计期间以及施工环节之间脱节情况。
为切实落实标准化设计，需要进一步转变之前现浇结构设计理念。第一，基于BIM技术搭建高度整合的构件库组，降低设计期间对于构件设计流程；第二，结合BIM模型设计需求，在有关预制构件库内检索对应的构建类型；第三，基于专业的数字应用软件对各个构建开展数字化碰撞模拟分析，并集合最终分析结果对很各个设计方案以及模型等进行优化改良，针对不达标等构件进行更换，随后在此深化设计，直至通过一系列规定要求。具体流畅如下图所示
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图1BIM标准化设计规范
3.2数控化设计应用
预制构件生产为整个装配式建筑项目的重要组成部分，引入BIM技术的可视化以及指标化应用模式，可以更高的确保各个组件的品质以及规格参量等准确度。设计人员同预制构件生产厂家对应性的建立起信息交互共享平台，可以更为直观的就各个预制构件的用料诉求、尺寸规定以及钢筋等级等进行明确。 利用BIM技术的预制构装配式建筑构件方式开展CAM数控化生产机制，将计算机和生产设备实现互联，把BIM模型数据等直接联入生产厂商数据库系统，计算机结合设计有关要求部署相关生产任务。此外，针对生产设备实时管控以及操作，实现对预制装配式建筑等的全面自主智能化生产。整个过程，不涉及具体图纸，全面采用电子 信息交互与人工二次录入等形式，完成生产和设计彼此的高度信息交互，使得供应商所生产的产品以及时间等均能够得到高度的保障，此外也可以大大降低了人工成本等方面的投入，使得生产朝着更为高精尖的方向发展，整个管理也更为流畅，明确。
因为部分构件等的结构可能相对复杂，孤噩需要结合预制构件的各方面需要就模具开展组装设计，并利用BIM应用内结合模型对组装模具进行排查，高度整合应用BIM的三维图像显示技术，使得整个形象更为直观，并将大量繁琐的脑力工作等基于BIM技术方式实现便捷化操作，此外对模具的实际安装流程等开展模拟管控，保障其合理性。在整个的产品生产制造间接中，自始至终均涉及了一定的信息自动化系统等的监管协助，一旦存在问题或是出现工作异样，则及时反馈至有关作业人员并立即采取措施进行规避，以尽可能的降低损失。此外，BIM技术与RFID技术的高度整合，能够实现对各个组件等的标记，包括具体构件材料数据、安装部位以及出入库时间等的呢个，从而使得整个构件可以与实体之间实现高度的对应整合，采用RFID的非接触式技术形式，利用专业的阅读设备对各个标签数据进行检查校核，有助于现场安装作业顺利进行。
3.3集成化设计应用
集成化应用为BIM技术与装配式重要组成部分，综合装配式建筑进度模拟，开展构件等的生产、运输以及现场装配应用，完成对整个BIM模型向着实体化方向转变。典型的包括，基于BIM模型可以搭建三维现场施工效果图，随后对整个作业现场进行漫游细化做出，对各个功能区、建筑位置等进行详细划分，更为直观的反馈具体施工现场的情况。这之中包含设备的安置方式、构件入场、道路设计、临时建筑以及生活区等等。现场作业期间，需要严格依据现场场地布置对位置进行安放，规避潜在二次搬运以及安全事故等的出现。
施工模拟则主要将虚拟现实技术应用于装配式建筑作业中，对整个项目作业过程等开展全流程的虚拟化的可视化3D场景施工演练，对工程施工方案以及工艺等进行验证，对各项细节进行完善，就整个施工流程开展系统性的精细化的综合模拟。除此之外，基于BIM模型还可和施工进度计划高度联系起来，完成三维空间的模型数据以及时间数据的整合，搭建可视化的4D模型，对整个建筑开展全过程的施工流程和时间等的布置。结合仿真以及实际需要对各个流程进行施工安排，针对存储时间、场地、人员配置以及流程等存在的矛盾之处进行整改，高度应用各项资源，于施工之前对各个方面进行预演，避免后期施工可能存在的隐患，制定得到最理想的施工方案。
3.4一体化装修应用
一体化装修应用主要指代以BIM技术为基础，对于生产的产品组件，包括架空地面、墙面锈蚀、厨房以及卫生间等组件，运抵作业现场并结合标准化的作业流程对其进行选装以及安置的装修模式。现阶段建筑装修方式大致以湿作业形式为主，其周期更长、施工成本投入无法把控。相关部门成开展调研，结果显示每年近五分之一左右的水泥用于装修中后期校缝以及结合等方面，装修改造期间只能和饰面一同去除，实际导致的建筑垃圾以及资源浪费情况十分严重，且工程质量也无法保障。但采用一体化装修设计方式可以实现整个装修过程的高度系统性以及专业化开展，相较于传统的装修方式在多个方面均有着一定的应用优势，首先整个装修进度被大大提升，工程工期进一步缩短，一体化装修五分之四以上的工作量均交由工厂完成。装修现状也只是进行简单的构件组装即可，组装完成即具备入住基本需要。其次，更为环保，采用一体化的装修方式，其主要以干式为主，强调拼接工艺以及安装技术，不会产生大量的垃圾以及噪音等问题；第三，综合费用更小，采用一体化的装修方式其投入的成本更少，能够节约五分之一的原料以及七成的工时投入。如若就装修开展二次深度开在，则只需要将墙面、顶面以及整个空间风格等完成快速转变，大大降低了改造的成本投入；第四，实现更高品质的装修，全部的产品等均交由供应商进行生产以及严格的质量把关，设备生产标准高度统一，质量可控性更高，因此材料安全性也得到了更高保障，为业主提供了一劳永逸的高品质建筑。 基于BIM装配式建筑的一体化装修步骤如下，首先搭建隔墙系统，于部件进场前，基于放线方式，对整个的装修空间开展全方位系统性的把控，完善防水和居室架构的墙体；其次，对于水电线路和底盒等实施预埋处理，规避后期安装以及重新开槽等情况，确保质量，提升机电安装效率；第三，针对架空地面、地暖等开展标准化的拼接组装；第四，对包括卫浴、出访以及橱柜等开展高度整合的集成化处理，落实管线可靠分离；第五，使用挂件以及开放接口技术形式，就吊顶、墙面等开展装配式安装；第六，包括灯具、加剧等常用家具组件进行安装。这整个过程中，BIM技术负责对装修过程进行全面的进度把控与监督，实现对资源的高度配置利用。如下图所示
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图2 BIM技术于一体化装修中的运用
3.5信息化管控
对于装配式建筑开展信息化管理，不单单需要确保各个设备始终处于良好的工作状态，同时还需要尽可能的延长各个设备等的使用周期，最大可能的提高其使用价值。将BIM技术和装配式建筑实现高度的整合管理，使得各个设备的型号、采买时间、维保记录等数据，基于扫描的方式录入整个BIM数据库内，此外管理人员也可以使用RFID技术进行快速定位并甄别存储于设备中的数据内容，完成BIM模型和实际建筑之间的高度信息整合，监管设备的运行工况，实施动态的进行展示并开展远程管控。
除此之外，基于BIM技术也能够实现更为合理的维修计划设置，大大降低了设备存在故障的可能。结合预先编撰的设备检修计划设置检修日期提醒，在设备发生故障前预先进行告警等等。运维人员可以及时抵达事故现场并开展有效的维护作业，对需要更换的部件进行及时更换，在备件库内检索可替代构件，大大降低了整个检修耗时，同时将故障导致的损失控制在更小范围内。完成检修之后，相关检修记录会被存储于BIM数据库内，以便于后期维保工作有目的性的开展。
4.结束语
装配式建筑是未来建筑行业的发展主流，其在环保、成本管控以及工期把控等各个方面均表现出了极高的优势。而BIM技术等引入则很好的规避了装配式建筑在规范性、资源整合、高度配置利用等方面的问题，大大提升了装配式建筑的应用优势。未来随着城市、经济等的发展，对于装配式建筑的需求势必更高，规模也更大。故而，对于有关工程单位需要重视BIM技术与装配式建筑模式的融合，并以此提升工程质量，合理配置资源，为企业实现全面可持续、健康发展奠定重要基础，同时也为建筑行业的发展贡献一份力量。
参考文献
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