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装配式建筑工程施工过程中BIM技术应用刘纪烨

发表时间：2021/6/7 来源：《基层建设》2021年第2期作者：刘纪烨

[导读] 摘要：近些年，装配式建筑的低成本、高效率等优势被建筑行业所重视，越来越多的建筑企业开始改变传统的建筑工程模式，开始在项目工程中运用装配式建筑。

        安徽水利开发有限公司安徽蚌埠 233000
        摘要：近些年，装配式建筑的低成本、高效率等优势被建筑行业所重视，越来越多的建筑企业开始改变传统的建筑工程模式，开始在项目工程中运用装配式建筑。装配式建筑的核心在于对预制结构构件的设计，BIM技术成为了装配式建筑不断向前发展的一项重要推力，本文通过介绍装配式建筑工程和BIM技术，分析BIM技术优势，建议BIM技术能够在装配式建筑工程施工中得到好的应用，提高装配式建筑施工的施工效率。
        关键词：装配式建筑；BIM；工程施工
        引言：装配式建筑的出现改变了传统建筑技术形态，凭借BIM技术的应用，可以根据建筑设计要求，在短时间内完成建筑结构部件的集中生产，并将建筑结构部件运输至现场进行快速装配。从实际效果来看，装配式建筑使传统建筑的工期明显缩短，且建筑成本大大降低，这也为装配式建筑的推广应用奠定了基础。其中，作为装配式建筑的核心技术，BIM技术在装配式建筑安装中同样有着广泛的应用。
        一、装配式建筑与BIM技术
        （一）装配式建筑
        装配式建筑又称建筑工业化，即由工厂制造生产、现场进行安装的集成式建筑物，工厂生产的构件包括梁、板、柱、剪力墙、楼梯等，这种建造模式符合当前社会发展趋势，向人们展示了建筑业的全新图景，建筑物也可以像生产商品一样，工厂批量生产标准构件，运送至工地后像搭积木一样进行拼装即可。装配式建筑的主要特征如下。
        1）功能多样化。（1）装配式建筑外墙设计有保温的功能，能够实现冬暖夏凉的效果，节约了空调的使用次数，减少对空气的污染，达到节能减排的目的；（2）装配式建筑的墙体和门窗的密封性较好，隔声效果好；（3）防火、抗震性能好。
        2）施工装配化。装配式建筑大量的构件是由工厂生产完成，可以实现保温、隔热、装修一体化设计和施工，保温隔热板及装饰面可随预制构件在工厂生产完成，或者预制构件上预留装饰面板的埋件，既保证了保温隔热、装修质量，又能加快工程整体进度，简化现场施工工序，减少施工时产生的废料及噪声。
        3）设计多样化。目前的建筑设计多以房间内的固定格局为主，房屋的整体运用不是很灵活，而装配式建筑可以避免这些缺点，其主要特点是可以进行空间的大小分割，根据住户的需求来配置。
        4）系统化和集成化。装配式建筑体现了工业产品社会化生产的理念，从设计阶段到生产、施工阶段都是各专业密切配合、相辅相成的，需要设计、生产、运输、安装等各行业人力、物力协同配合、共同推进，才能完成装配式建筑的建造。
        （二）BIM技术
        1）可视化。通过BIM将项目的三维模拟实体直观地展示出来，并读取不同构件的详细信息，在设计阶段协调不同专业把建筑不同部位的碰撞、误差等问题及早发现并修改，大大提高了施工效率，节省了成本。
        2）可协调。通过BIM三维模型在设计阶段发现各专业的设计缺陷及不同专业间的碰撞点，及时协调设计方及建设方解决问题。
        3）可模拟。设计阶段，设计师利用软件对建筑物模型进行日照、节能分析，对建筑物造型、外立面进行优化。施工阶段，可以进行堆场、施工路线和次序的模拟，优化现场施工，提高效率。运营阶段，运用模型对建筑物进行全程监控，也可以为突发状况进行模拟，提前准备应对方案。改建阶段，对改建过程进行模拟，建立改建后模型，方便指导施工。
        4）可出图。BIM模型可以实现把模拟、优化后的三维模型转化为二维平面图纸，同时可以为相关单位提供工程量统计结果、碰撞报告等信息。
        5）可集成。BIM模型可以涵盖项目不同专业的信息，形成一个完整的数据库，对项目信息进行集成，集中处理。

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同时也可以根据项目需求应用各种信息化、智能化手段，如：RFID（Radio Frequency Identification，无线射频识别）技术、3D打印、4D模拟施工、5D成本控制、物联网等，充分体现了BIM可以集成各方面信息的优势。
        二、BIM技术在建筑施工中的应用体现
        （一）BIM模型建立和应用
        为了保证项目上的管理人员能够应对当前复杂的施工环境，需要应用BIM技术完成建筑施工现场在BIM三维模型上的应用。通过BIM技术对当前施工的模拟，能够直观地发现装配式建筑项目施工的工艺等，从各个方面、各个角度落实装配式建筑项目施工的重点。工程项目管理团队使用REVIT软件来进行操作施工，用BIM技术中的自动编制和构建建筑施工模型，根据施工图纸的构件的数量和安装标准来对构件实现合理编排。尤其是在装配式建筑施工过程中的一些不规则构件的处理上展现出了极大的优势。工程人员可以通过事前模拟的方式，将不规则构件施工过程中的一些难点先模拟出来，通过相关的碰撞试验来探究装配式建筑施工方案的合理性，为整个项目施工提供有力的指导。另外，在装配式建筑施工过程中，边缘构件的处理是一个难点，工程人员通过REVIT软件模拟出边缘构件的安装形式，从而指导项目的劳务人员对边缘构件合理安装。
        （二）预制构件生产阶段
        装配式建筑中采用的预制构件是由专业生产厂家根据深化设计图纸进行生产的。现阶段，鉴于构件图纸是以二维图纸的形式提交的，在预制构件生产前，会由模具设计单位借助BIM软件，根据二维图纸设计构件模具，生产模具，最后交由构件生产厂家进行生产，此过程虽然也有使用BIM软件进行设计，但是涉及的专业单一且并未实现模型数据的交互、传递，最后会造成模具设计和实际构件有误差。通过项目在规划设计阶段使用BIM软件，装配式建筑设计单位直接接收IFC格式的BIM模型数据，然后进行预制构件深化设计，BIM软件可以将预制构件的尺寸、配筋、预埋件、水电等信息均表达出来，然后完善后的构件模型也是通过IFC数据的形式直接传输给工厂生产系统，借助BIM软件自动生成构件的下料单，包括构件尺寸、数量等信息，工人可以借助移动设备实时查看、核对预制构件信息，真正实现BIM模型数据的交互，更有助于实现建筑工业化生产甚至个性化定制[3]。综上可知，预制构件通过采用BIM数据的传输方式，可以大大减少人工误差，提高预制构件的生产质量和工作效率。通过BIM模型的数据化传递，加强了设计与生产厂家的协同、对接，同时，也是BIM技术的可视化让预制构件在生产过程中更加高效、便捷。
        （三）工程施工的应用
        工程施工过程中通过BIM技术的信息整理和保存，直观地把握整体工程施工情况，合理调配工程施工技术设备，统筹制定整体工程施工的规划，也能够通过实际情况及时制定下一阶段的施工计划。装配式建筑工程比传统工程的工序更加复杂，开发商选择在施工管理中应用BIM技术，能够满足装配式建筑施工的高要求高标准，同时能够避免施工中混乱情况的发生，保证施工能够合理有序地进行。除此之外，运用BIM技术能够准确检测每个施工点的施工情况，在紧急状况来临的时候能够及时发现并且第一时间就给出科学合理的应急方案，有效地控制工程施工中的各项风险。
        结论：
        BIM技术在装配式建筑安装中的应用解决了早期装配式建筑普遍存在的装配效率低、装配质量差等一系列问题，同时，利用BIM技术的优势，可实现装配式建筑安装逻辑的优化，使建筑安装过程更加科学、高效，缩短施工周期，减少建造成本。在现代建筑领域，BIM技术与装配式建筑的融合将进一步推动装配式建筑在现代建筑行业的应用，促进现代建筑行业的发展。
        参考文献：
        [1]刘思源.装配式建筑工程施工过程中BIM技术应用实践[J].中国高新区2018.（10）：195，197.
        [2]任哲楠，王占立.装配式建筑工程施工过程中BIM技术应用实践[J].居舍2018.（22）：78.
        [3]王健.解析装配式建筑工程施工过程中BIM技术的应用[J].工程建设与设计2019.（2）：21-22.