浅析BIM技术在装配式建筑中的应用

寇耀文　廖若寒　周良峥

【摘 要】在我国持续推进可持续发展、经济建设逐步加深的大背景下，发展装配式建筑是实现建筑产业化的必然要求，而信息化则是建筑产业现代化一大基本特征。在装配建筑产业化中引进建筑信息化模型（BIM）技术，对装配式建筑与BIM技术的特点进行详细介绍，并与具体案例相结合展开分析，分析结果证明在装配式建筑的整个生命周期中贯穿BIM技术，应用远景广袤。

【关键词】BIM技术；装配式建筑；建筑产业化；应用案例

1 装配式建筑与BIM概述

1.1 装配式建筑

在生产车间中预制好建筑的部品、构建、原料后，向施工现场运送加以安装，最后采用后浇筑砼或浆锚法相连而产生建筑产品称之为装配式建筑[1]。板材、砌块、盒式、升层升板、骨架板材等五种建筑类型均为装配式建筑。因为该类建筑有很多在车间加工完毕的建筑补品，因此导致原始现浇作业大大低于装配作业。采取建筑、装修相融合的设计，使功能现代化、设计多元化、生产车间化、施工装配化的模式形成，推动建筑行业转变成节省、集成、科技、环保等现代化形式，与绿色建筑的诉求相契合。

1.2 BIM技术

Building Information Modeling即建筑信息模型简称为BIM，其是通过数字技术对某一建筑项目的功能、物理信息进行表述，可以将BIM技术在项目各个阶段和参与方式各异的情况下完成录入、修正、输出项目信息等操作，拥有仿真性、可视性、改良性、协调化、可输出图等特征。作为项目信息协同、共享的载体-BIM技术，能够提供给项目从策划概念到维护拆掉整个生命周期决策根据[2]。

2 应用案例

2.1 工程概况

南京万科上坊北面地块6-05栋经济适用房项目是整体型钢筋砼架构加钢支撑结构体系为全预制型的装配，地上和地下分别为45层和1层，有10380m2的建筑面，建筑有45m高，是国内第一栋全预制式高层建筑。装配式预制构件涵盖区间为：使用预制砼框架柱作为竖直的结构主体构件；使用预制砼叠合梁作为梁；用框架结构加钢支撑体系作为抗侧向力剪力构件；预应力砼叠合板预制来作楼板；砼梯板预制完成后在标准层楼梯上使用，砼叠合阳台板预制完安装在阳台上，预制K板后用作阳台上的隔板；使用NALC板；预制好的楼板运用在下沉式或者整个厕所中。

2.2 工程实施难点

整栋楼全部预制的高层建筑项目，需要在较短的时间内完成设计、制造、施工，且保持良好的质量。即使用该种装配式技术，应在短期内把设计到施工整个流程的所有工作高质量的实现，这时传送和协调建筑信息的工作十分关键。有以下问题需要攻克：1）在设计环节。进行归纳深化，需要将预制构件彼此间的碰撞检测精细到钢筋层级，在短期内凭借老员工的经验，很难完成二维图纸辨别工作；2）制造构件环节。生产商要吃透一万多张构件图纸，完成计划、制造、供应工作根本不可能实现。3）施工环节对构件进行精准迅捷的定位，高品质安装没有新技术扶持难以实现。以项目的特征为据，工程将BIM模拟研究中心建成，利用该技术达到项目管理的信息化。

2.3 BIM在设计阶段的应用

本工程使用Autodesk Revit系列三维建模平台建立BIM模型，对本项目的建筑、给排水、结构这些三维信息化模型构建时使用了各专业得力的设计员，并在Autodesk协同环境中实现，高效精准。在2D环境中，一张图纸则是独立的“小项目”，应从绘制平面展开，接着绘制剖面、立画，然后根据项目的进程对全部图纸进行修正。而建筑师之所以工作时间长、繁重最大的因素就是需要反复、永不停歇的更改图纸所致，珍贵的精力和时间白白的浪费在了这一工作上[3]。而BIM技术改变了这种工作方式。即把设计搬至仿真建筑中，设计的核心并非图纸而是在模型上，全部图纸均在模型中直接产生，而图纸则沦为设计的附属品。所有视图都有与之相应的数据库，在其中的数据库中完美展现视图的各个角度，建筑师只需以自身所需随时将视图生成即可。从建筑模型中可生成立体、平面、3D、剖面、大样图等视图。

因为在装配中应当精细化预制构件彼此间的撞击检测到钢筋层级，精细化设计员可采用TeklaStructures内部的校核撞击管理器对钢筋进行精细化检查，点开后只需对要校验的模型或构件选定之后，直接对校核这个菜单单击方可。实现撞击检查，像撞击对象的类型、名称、对象ID、构件等全部撞击位置会在管理器对话框中罗列出来，对表中的一个撞击位置选中时，在模型中会用高亮的方式显示出碰撞实体，从而方便修正和检测。

2.4 BIM在构件生产阶段的应用

建筑的设计到生产整个信息传输都可以在BIM模型中完成，生产环节可以提炼和更新设计环节中生成的BIM模型。在制造构件环节使用BIM的明显优势是信息传送的高时效性和精准性，这从很大层面上能够达到制造构件技术的精益。在保证精益建造的理论引导下，将BIM信息化平台运用其中，将其集中化储存优势和技术功能支持的作用充分施展出来，确保实时、精准、有效的呈现整个项目全生命周期内的信息流，进而使精益生产的目的达成。

2.5 BIM在施工阶段的应用

在吊装施工构件环节。以3D-BIM模型数据库设计完成为前提，采用施工进展信息关联模型对象的方式，将有时间属性的4D模型设计出来。进行Autodesk Navisworks中的API的运用，采取BIM前沿性的管理模式和质量技术办法，能够使传送信息流程中的衰减率下降，确保施工质量更加优良，施工中的安全管理得到强化。使用手持便携式电脑，进行施工管理系统研发，可对施工员确定吊装位置给予指导，查询构建参数特性，提示施工质量指数等，达到可追踪整体施工质量数据的目的。

在安装水电管线环节。在综合标准层中，秉承综合性原则，借助BIM的可视化成效，对各种专业管线进行妥当的布置，设立综合性的支吊架，集约化部署各类管线，接下来透过BIM对感官成效进行检验，同设计交流，展开校核核算，妥当设定固定支架、膨胀节等。在地下室，对无压力管道朝向进行改良，避免有压力管道对无压管道的挤压，使用BIM模型对支吊架进行妥当设定，将同其余管线的撞击难题处理好。在管井层，利用BIM设计创建模型，对安装设备的方位进行改良，定位好施工序列，并且在BIM中进行管道支架的设置，对妥当性进行验证，并采用三维建模检验管井维修空间的合理性。

3 结语

BIM技术在装配式建筑中使用，能够使工程质量和生产率卓效提升，能够保证构建规整化、户型规范化的装配式建筑出炉，降低了设计失误率，出图率提升，特别是能够紧密连接生产中的上下游公司，信息化推动产业化的发展模式切实完成[4]。不过在装配式建筑中还需要化解BIM技术还存在软件太过封闭、软件同我国制图标准有一定分歧、信管智能化程度低下等问题[5]，进而能保证建筑产业化得到稳健发展，进而推动建筑产业改变旧的发展模式。

【参考文献】

[1]贾晓英.建筑工业化与工业化建筑[J].科技信息，2012，22（8）：435.

[2]美国国家建筑信息模型标准项目委员会.美国国家建筑信息模型标准（NBIMS-US）[M]2014.

[3]宫文军，曹杨，巩俊松.基于BIM技术的装配式构件系统设计与优化[J].安装，2014（1）：55-57.

[4]李新伟，李文，樊则森.北京市装配式公租房实验楼设计中的BIM应用研究[J].建筑技艺，2014（2）：94-98.

[5]孙钰钦.BIM技术在我国建筑工业化中的研究与应用——以某PC住宅建筑為例[D].成都：西南交通大学，2016：90-91.

[责任编辑：田吉捷]