BIM 技术在装配式建筑建造全过程的应用与发展

陶培旭 战美秋 孟凡林 李 浩 崔新杰

吉林建筑大学土木工程学院（130118）

1 装配式建筑的发展背景及现状

1.1 建筑行业消耗资源多，能源利用率低

建筑业是我国的重要行业之一，对我国经济和综合国力的发展有着深远的影响。建筑行业能源消耗量大，每年产生的工业固废多。如何降低建筑行业的能耗，实现建筑行业的良性发展，是我国目前经济发展中面临的主要问题。

1.2 城镇化进程加速，建筑行业亟须技术创新

伴随城镇化进程的不断加速，住房需求量不断增加。城镇化的稳步推进必然为建筑业提供广阔的发展空间，同时也为建筑业的技术创新和转型升级带来机遇。

1.3 装配式建筑是建筑业的发展导向

装配式建筑的大部分构件及配套部品预先在工厂制作，现场装配拼装，是一种适用于工业化生产的建造方式。这种建造方式周期短，建造效率高，可最大限度地减少对环境的不利影响，尤其在北方严寒地区，可以做到“全年建设”，可持续发展空间大。吉林省人民政府办公厅《关于大力发展装配式建筑的实施意见》提出:“以长春、吉林两市为积极推进地区，其余城市为鼓励推进地区，因地制宜发展装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构等装配式建筑。推动形成一批集设计、部品部件规模化生产、施工于一体的，具有现代装配建造水平的工程总承包企业及与之相适应的专业化技能队伍”。

2020年是吉林省装配式建筑技术发展与推广的关键期。《意见》强调全面提升自主创新能力，发挥“设计单位的龙头作用，统筹建筑结构、机电设备、部品部件、装配施工、装修装饰，推行通用化、标准化、模块化、一体化集成设计等。力争2021-2025年普及应用期后，全省装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%以上”。

2 BIM技术在装配式建筑建造全过程中的应用

建筑信息模型 （Building Information Modeling）可以通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，具有可视性、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大优势特点。BIM技术应用于装配式建筑的工业化生产过程，可使装配式结构尤其是装配式混凝土结构的建造全产业链（设计、生产、施工装配、综合造价等）存在的问题迎刃而解。

2.1 BIM在装配式建筑设计阶段的应用

1）BIM技术实现了由二维设计到三维设计的转变。相对于二维CAD图纸，三维设计模型的表达更为清晰、具体。利用BIM技术，设计人员可直接调用BIM族库进行可视化三维模型绘制，无须将头脑中的三维设计构思转化为二维图形绘制于CAD图纸上，即装配式建筑正向设计，这种设计模式有利于设计师更好地发挥创造能力。

2）三维图纸直接拆分为带有空间参数的预制构件模型。在三维图纸上直接进行拆分设计，将拆分设计问题前置化，有利于设计优化并生成带有空间参数的预制构件模型，直接用于构件生产，避免了由二维图纸翻三维模型这一重复过程，三维空间参数提取大大提高了构件生产的质量，出图效率高，最大程度地降低了后期装配风险。

3）BIM技术的信息共享功能可实现各专业间的协同设计。建筑、结构、暖通、电气等专业可以利用BIM信息模型共享图纸更新及变更信息，最大程度地避免各个专业在空间上的设计偏差与碰撞，减少或根除后期图纸返工现象，整个设计过程更加高效、便捷。

2.2 BIM在装配式建筑施工阶段的应用

1）施工方案及进度计划可通过BIM技术预先安排、模拟、优化，实现构件及其配套部品生产计划与装配计划同步，装配进度数据实时传输，可根据构件及其配套部品的生产、运输、场地布置、安装等实时数据调整装配计划，确保装配过程组织流畅高效。

2）通过BIM技术进行各专业协调施工装配模拟，以可视化表达、动态模拟化的方式虚拟装配过程，预判装配风险区域并加以控制；通过复杂细部节点施工模拟仿真（可视化技术交底）预先可视化演示，及时排查问题并预先解决，减少安全隐患。

3）BIM平台关联设计图纸模型，实时同步各专业图纸变更、预制构件装配情况等信息（构件制造、配套部品类别、运输类别与代码、吊装等），并将数据信息上传至BIM平台，进行装配计划、图纸变更等信息同步更新，为全过程高效管理提供依据。

2.3 BIM在装配式建筑运维阶段的应用

在建筑后期运营过程中，可直接利用前期设计与装配阶段的材料、配套部品、设备来源等信息，对构件使用、配套部品、设备维护等问题进行全面了解，为装配式建筑日常维护提供切实可行的依据。提取必要的数据，将其用于建筑运维工作，可提高运维效率，减少成本消耗。

3 结语

BIM技术及其支撑平台的应用可实现装配式建筑全产业链的协同发展，促进“研发+设计+生产+装配+采购”一体化的装配式建筑工程总承包管理模式（EPCM）的发展，形成良好市场竞争机制，对发挥装配式建筑模式在质量、工期、成本及节能等方面的优势具有现实的意义。