基于BIM技术在装配式建筑中的应用与研究

王云华

摘 要：由于装配式建筑的设计、工厂制造和现场安装三个流程的分离会使构件因设计不合理而无法在现场正常安装，以深圳祥心路保障房项目为例，实证了基于BIM技术在装配式建筑中的应用。BIM技术不仅可对装配式预制构件进行深化设计，而且可模拟装配式建筑施工场地布置、施工工艺、利用BIM平台实现对构件的协同管理，节约成本，提高经济效益。

关键词：BIM技术；装配式建筑；应用

1 引言

装配式建筑构件采用集中生产的方式，生产过程资源浪费少，建筑建造过程机械化程度高，环保节能，施工进度快，对我国传统建筑业转型升级，实现绿色可持续发展具有重要意义。近年来，一些学者对装配式建筑进行研究，其中BIM技术尤为突出。BIM全称建筑信息模型，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，建立建筑模型，具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点。利用BIM技术，可仿真模拟建筑物的真实信息，包括三维几何形状信息及非几何形状信息。如建筑构件的材料、重量、价格、进度和施工等。建筑信息模型集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据，能够为设计师、建筑师、水电暖铺设工程师、开发商乃至最终用户提供“模拟和分析”。

2 我国装配式建筑的发展现状

2.1 装配式建筑的简述

装配式建筑是将建筑的部分或全部构件在工厂预制完成，然后运至施工现场，将构件通过可靠的连接方式组装而成的一种建筑模式。预制构件分为预制钢构件、预制混凝土构件等，预制构件运到施工现场后，会进行钢筋混凝土的搭接和浇筑，结合先进的连接技术，充分考虑结构整体的抗震性能，使其从设计、制造到最后施工搭接，都在一套标准化和模式化的流程中有序进行，成本、进度及质量管控更加科学高效，实现了建筑模式的节能智能化提升。

2.2 装配式建筑的发展现状

首先，目前我国的装配式建筑还处于初级发展阶段，预制构件的生产供应商资源严重不足，且生产能力、生产工艺、设计加工和现场装配一体化程度都不算很高。其次，由于产业链资源缺乏、设计能力、设计技术及各方面人才的缺乏，致使装配式建筑成本的压缩无法达到预期，甚至比传统建筑方式还要高，造成市场推广困难。再次，对于标准化、模数化、工业化及设计建造一体化的建筑工艺及技术掌握不足，不能有效达到构件生产工业化、现场施工机械化及整个过程信息化的目标。最后，传统建筑行业管理制度及相关规范并没有达到对装配式建筑各环节的有效引导、规范化监督，也没有形成必要的行业质量、安全生产标准，整个装配式建筑还在初级探索中慢慢前行。

3 预制装配式建筑施工技术的应用

3.1 预制窗体施工

在预制装配式建筑施工过程中，预制窗体是一项重要内容，应该对其施工技术进行严格控制。例如，在预制窗体施工时，应该注重连接窗体的预留螺母，将作业面与窗体距离控制在300mm，连接窗体的相应构件。在对窗体的构件进行连接的过程中，应该及时调整窗体方向，实现窗体螺栓与墙板连接孔的有效结合，有助于预制装配式建筑质量的提升。

3.2 无脚手架多功能安全防护体系

为了保障预制装配式建筑施工的质量，需要建立无脚手架多功能安全防护体系，作为一种新型施工围栏，在固定的过程中需要用到预制墙板的预埋螺栓，避免了重新开孔造成的资源浪费，无脚手架多功能安全防护体系的设置，实现墙体整体性的增强。连接钢片在围栏固定中应用之后，能够为下一阶段墙体安装的定位提供有效帮助，提升墙体安装的精度，提高预制装配式建筑结构的合理性。无脚手架多功能安全防护体系的安裝和拆卸都比较方便，本身质量也较轻且能够实现重复利用，有效实现了施工材料的节约。

3.3 预制叠合板安装施工

预制叠合板安装施工工作，会对预制装配式建筑的质量产生重大影响，因此应该严格控制预制叠合板安装施工技术与工艺，保障施工过程符合相关规范和标准。将预制叠合板与作业层的距离控制在300m左右，合理调整预制叠合板安装的方向，并实现准确定位，减少预制叠合板安装施工中存在的误差。在安装预制吊板的过程中，应该避免出现碰撞现象，对于预制叠合板进行有效保护，从而实现资源的有效利用，提升安装施工的质量。为了提升预制叠合板吊装安装的紧密性，可以在安装施工过程中采用模数化吊装方法。为了保障预制叠合板安装的安全性与稳定性，可以将临时支架设置在底部。将临时支架间距控制在150cm左右。等完成吊装工作后，拆除临时支架以便下次使用。在安装双层结构的过程中，可以将双层支架进行有效设置，保障安装施工的顺利进行。完成上一层预制叠合板安装施工后，开始浇筑混凝土，2-5天后进行混凝土强度的检验。拆除下一层支架的工作应等到混凝土强大达到70%时进行，实现预制叠合板安装施工质量的提升。

3.4 BIM技术在装配式建筑施工建造阶段的应用

就装配式建筑施工建造阶段而言，BIM技术的应用基本上体现于以下方面：第一，可以伴随着预制构件地库存与现场管理予以改进。就现实的施工过程来看，时常会发生无法找到构件或者是没有找对构件等现象，因此唯有对施工现场开展严格地管理，才能够有效避免类似事件的发生。应用BIM技术，并实现该技术与RFID技术的有效结合，便能够动态地控制与追踪这些构件。第二，依靠5D施工模拟不断优化施工与成本计划，有效控制工程质量的进度。在3D-BIM模型的基础上，又引进了资源与时间的维度，从而构建形成了5D-BIM模型，通过此模拟装配式建筑的所有施工过程以及资源投入具体状况，这样一个动态的施工规划便形成了。

3.5 BIM技术在装配式建筑运营维护阶段的应用

就装配式建筑运营维护阶段而言，BIM技术主要应用于提供建筑物使用状况、所有构件运行状况和财务等信息数据。第一，BIM技术应用在物业管理上发挥了比较大的作用。BIM软件依靠与有关设备予以连接，能够计算并提供建筑物的各个方面的参数，从而对建筑物的使用运行状况进行判断，如此一来，有关人员便能够在第一时间里面进行科学地决策。此外，BIM技术与RFID技术有效结合并应用于门禁系统以及涉事管理上，也能够发挥很大的作用。当把电子标签安装于所有构件上面的时候，有关人员在维修过程中便能够借助阅读器迅速地查找出有关设备的位置，在维修之后再将有关信息数据再一次记录于电子标签里面，再将这些信息数据存储到BIM物业管理系统里面。第二，当装配式建筑进行拆除或者是扩建的过程中，应用BIM技术分析和检测建筑结构的各方面指标，能够有效避免发生结构损伤的问题。另外还可以发挥其非常好的回收资源作用，应用BIM技术对那些寿命结束的建筑物的构件还能够再次利用进行了解和掌握，如此一来不仅能够降低能源的消耗，而且还符合可持续发展的要求。

4 结语

在当前建筑的发展过程中，预制装配式建筑以其优越的性能受到社会的广泛欢迎，预制装配式建筑对于环境的污染较小，而且施工过程快速便捷易于控制，所以能够提升施工的效率。在预制装配式建筑施工的过程中，应该加强施工技术的研究和创新，提升预制装配式建筑的施工质量。其中包括了外挂式作业平台技术、PC技术、ISP自保温技术和混凝土构件施工技术等。

参考文献：

[1] 刘莹.预制装配式建筑施工技术应用分析研究[J].科技创新与应用，2018（21）：177～178.

[2] 杨世富.预制装配式建筑施工技术研究与应用[J].居舍，2018（20）：97+136.