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BIM技术在装配式建筑工程施工中的应用祝小云

发表时间：2021/4/12 来源：《基层建设》2020年第32期作者：祝小云

[导读] 摘要：装配式建筑特点更符合当代人的生活需求，同时，也符合现代建筑理念。

        天津住宅集团（西安）建筑产业有限公司陕西西安 710065
        摘要：装配式建筑特点更符合当代人的生活需求，同时，也符合现代建筑理念。装配式建筑在设计图纸完成后，可以预先完成装配式建筑构件制作，然后，再通过运输的方式转移到施工现场直接组装与配置，大大节省了施工工期，为建筑行业提供一个全新的发展方向，在日后的建筑施工中得到大量推广与应用。
        关键词：装配式建筑；BIM 技术；应用研究
        引言
        现阶段的装配式建筑项目在施工过程中存在诸多问题，比如说由于工程规模过大、施工人员技术水平良莠不齐、现场管理缺乏系统性，导致的施工时各道工序衔接强度低、施工工艺不符合要求、预制构件受损严重、预制构件连接部位强度不达标等问题。因此，装配式建筑施工技术仍需完善，BIM 技术的引入为装配式建筑施工技术的提升带来了全新的转机，BIM 技术一方面可以减少设计误差、提高设计效率，另一方面可以优化施工的各道环节，对于推进装配式建筑的发展意义重大。
        1装配式建筑涵盖内容
        装配式建筑主要指施工单位在施工前生产一大批施工配件，然后再运输到施工工地，由现场施工人员按照组装说明组装成整体的装配式建筑。装配式建筑与传统式建筑存在很大差异性，此种建筑施工不需要大量的人力物力参与其中，在施工中按照施工计划控制好施工模板，控制现场施工人员的安装步骤，从而生成新的建筑。
        2装配式建筑施工前期 BIM 技术的具体应用
        2.1 BIM 技术在标准化构件制作质量管理的应用
        装配式建筑的主要结构形式是通过在工厂生产预制构件后，运输到施工现场进行现场吊装施工完成建设的模式，因此，相较于传统的建设生产方式而言，装配式建筑的首要生产环节是在工厂进行的。而为了确保工厂生产的预制构件满足质量需求，要从源头入手进行质量管理，即从设计阶段开始进行质量把控。传统的设计方案主要是以二维图纸模式呈现，而 BIM 技术的主要特点在于可视化、信息参数统一在三维构件中展示，便于对构件进行精准设计，避免设计失误。在此阶段还应根据相关规范、标准等要求在预制构件中合理设置吊点，方便后期构件的现场吊装施工。
        由于装配式建筑构件的重要特点是标准化生产，因此，在设计中可以通过 BIM 技术进行标准化设计，将构件的信息进行完整呈现，并且通过信息化的数据可以与构件生产厂家直接对接，提高设计与构件生产效率。BIM 技术实现快捷精准设计的原因在于其具有较完整的族库，设计人员可以在软件族库的基础上进行二次开发，不断完善构件库，甚至建立企业生产构件库，设定有不同种类的预制梁、板、柱、楼梯、内外墙板等做法，保证设计生产的稳定性，利于构件大批量生产，提高生产效能，加快建设速度，对质量稳定性也具有充分的保障。
        2.2检验预制构件的预拼装情况
        在检验预制 PC 构件的预拼装情况时也可以借助于 BIM技术，在实际的工作中是这样操作的，通过 3D 打印技术和BIM模型能够将需要生产的构件打印出来，之后对它们进行预拼装，在此过程中如果出现了相应问题，那么就可以及时进行调整，如改进构件的形状、尺寸和接口形式等，之后再次打印已经改进过后的构件，再次进行预瓶装直到预拼装的过程准确无误后，才能够批量的生产PC构件。在装配式建筑的施工前期应用 BIM 技术，不但能够通过模拟生产和模拟拼装及时发现大批量生产过程中可能会出现的问题，避免出现构件报废的问题，同时也能够有效验证预制装配式建筑的设计方案的科学性和合理性。
        2.3 BIM 技术在 PC 构件存储质量管理的应用
        当预制构件到达施工现场后，要根据现场情况合理安排仓储、吊装等布局，并根据生产需求合理安排施工设施设备，同时需要注意的是，对于结构复杂、体积较大等特殊构件，还要考虑在仓储环节不会被施工影响破坏，过重过大的构件要考虑对场地的加固处理，并且还要为后期吊装机械的位置预留好构件周转的空间。

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BIM 技术在仓储环节中起到的信息化作用主要在于构件的识别与定位，根据施工吊装的先后顺序合理安排仓储顺序，通过植入芯片将构件信息录入信息系统后，可以直接从信息化软件或平台上直观地操作模拟构件堆放以及施工的流程，便于作业人员进行施工方案的编制与交底工作。
        2.4合理管控装配式建筑的造价
        应用BIM 技术后能够将大量的建筑信息涵盖进来，并能够更加精准的动态化管理相关资源。BIM软件主要是通过计算机信息技术将模型中的所有数据信息快速并且准确地统计出来，科学计算出装配式建筑的节点和工程量，有效避免以往因为人工计算数据而导致的计算误差的出现。在我们对相关资料进行研究的过程中，我们发现如果在估算造价的工作中应用 BIM 技术，与传统的估算方式相比，其不但能够大大节省估算的耗时，同时也大大提升了估算工作的精准性，预算外更改的情况大大减少。在碰撞检查工作中也能够应用BIM技术，不同单位以及不同专业之间在 BIM 系统中能够很好地避免发生冲突，彼此的可交流性大大提升。
        3 BIM 技术在装配式建筑施工过程质量管理中的应用
        3.1BIM 技术在吊装过程中的质量管理应用
        装配式建筑与传统建筑的最大区别在于施工现场主要工作内容，传统建筑主要采用现浇方式，而装配式建筑的施工现场主要以吊装工艺为主，即根据设计图纸及施工方案，将各构件吊运到指定位置进行现场安装或连接，因此在施工环节，吊装工作对装配式建筑的质量有重要影响。由于吊装构件中需要遵循一定的原则方能进行合理的安装，对于特殊的节点有专门的施工方案，并且由于构件形态的多样化，使得对机械化水平要求较高，同时也对质量与安全提出了更高的要求，因此，BIM 技术在吊装节点能够发挥重要的作用。
        在前期设计、构件制作、运输、存储采用了 BIM 技术融合RFID 技术之后，构件都有了唯一编码，并且分类、定位都较为精准，便于开展吊装工作。在吊装之前，可通过 BIM 建筑模型模拟施工方案，用三维的形式完整体现施工流程，便于技术及操作人员开展实际操作，同时也能够达到可视化技术交底的作用。
        对于预留部位、空洞等要注意精确度，确保按照设计要求及施工方案进行，不影响后续工序的开展，同时要注意吊点的位置安排，要根据相关安全操作规范进行吊点起吊，确保吊装施工安全。
        3.2检测装配式建筑的碰撞情况
        可以通过 BIM 软件在项目的设计阶段开展建筑的碰撞检测。具体来说，可以通过 BIM 软件对图纸范围之内的建筑结构布置、管线布设开展平面以及竖向上的碰撞检测，当发现构件之间发生冲突时，及时修改图纸，避免施工阶段发生构件碰撞的情况，在实现不同专业协同设计的同时、减少返工耗费的成本，对比传统方案大幅度提升了工作效率。值得注意的是，在现阶段，将 BIM 技术应用于碰撞检测尚未得到充分实践，该方面的使用及管理尚且存在很多不足，在后续的工作中有待完善。
        3.3 制定装配式建筑的应急方案
        在装配式建筑的施工后期阶段应用 BIM 技术还能够准确识别出建筑运行和维护过程中可能存在的安全隐患，由于BIM技术自身具有非常优异的模拟仿真功能，通过对系统相应功能的真实模拟，发现模拟过程中的安全隐患并提出有针对性的应急方案。举例来说，装配式建筑运行时借助 BIM 技术可开展火灾疏散模拟，并制定用户紧急疏散的线路和计划，这样当灾害真的来临时，由于已经制定了有效的应急方案，从而将损失降到最低。
        结束语
        综上所述，BIM 技术与装配式建筑的深度结合，可以提升装配式建造水平，减少了安全隐患，同时大大提升了施工的整体效率。
        参考文献
        [1]刘濠，洪洁茹，章梦霞，等.结合 BIM 与二维码技术的装配式建筑信息管理方法研究[J].施工技术，2020（02）：110-114+118.
        [2]张颖.关于 BIM 技术的绿色建筑设计思路分析[J].建材与装饰，2019（30）：124-125.