基于BIM技术浅谈配式建筑的应用与发展

朱瑞刚 李柯 孙琼洋 曾浩杰 郑州西亚斯学院

随着社会的发展与国家整体上的规划，再加上突如其来的疫情。疫情就像催化剂一样在装配式建筑的背后又猛推了一把，基于BIM技术下的装配式建筑也得到了一定的发展。我国住建部在2017年就明确提出：于2020年，在我国新修建的建筑中装配式建筑占15%以上，在这之中重点地区占20%以上，积极推进的地区也有15%以上，不久后推进地区也将会达到10%以上。疫情期间建设的火神山、雷神山医院也是基于BIM技术下的装配式建筑，两座医院的快速建成也反映了我国装配建筑相关产业链的不断完善，但是也从中暴露相关产业链的诸多问题。展望未来我国基于BIM技术下的装配式建筑仍处于一个初期发展阶段，建筑工业化的发展也是刚刚起步，依然不够形成系统，并未能充分凸显出BIM技术的优势。但是我国相关产业也在不断完善这些缺点，在我国的应用前景还是很可观的，因此我们应当共同努力，不断的去研究和实践。

一、装配式建筑与BIM的概念

（一）装配式建筑

装配式建筑是指把大量现场作业工作转移到工厂进行标准和批量预制，制作好之后再运回到施工现场进行组装，主要构件有内、外墙板，叠合板，楼梯，预制梁等，采用这种方式的建造的建筑可以更好的做到建筑、装修一体化，在施工的同时装修也同步进行，这种一体化的建筑能更好的促使我国绿色建筑发展。

（二）建筑信息模型

建筑信息模型（Building Information Modeling）简称BIM。

Building：围绕工程整个生命周期（规划、设计、建造、运营、退役）

Information：有关建筑及生命周期的所有信息（合同、规范、图纸、预算、操作流程等）

Modeling：建筑的定义，建模和模拟（工程设计、分析、施工顺序、空间使用，维护等）

BIM是前期建筑的咨询，中期技术的条件，后期管理的运营这一动态过程。它具有统一的工程内容创建平台，数据格式统一，协同工作环境，各专业并行工作。

二、BIM技术下装配式建筑的应用现状

装配式建筑所有的构件都是现场支模版，现场浇筑混凝土，养护形成的一个整体性建筑，对比传统的建筑有很多不同的区别，同时也展现出了很多优点，现阶段装配式建筑慢慢成为住宅建筑的主流。

（一）优缺点

1.优点

装配式建筑不需要运输各种建筑材料，只需要工厂定制的预制构件和结构用料，大大减少人力物力的浪费，更符合现代化的施工，机械和人力的结合让装配式的运用更加理想。

装配式建筑主体直接吊装成型，建筑形态多变，可以适应复杂的建筑立面形式，同时也可以更好的完善建筑，让建筑更加美观。

预制构件的定制，现场的吊装拼接，机械化的现代施工，大幅度的缩短了工期，同时预制构件不会受天气，工人技术的影响，在各种情况的影响下，中国9天建成火神山医院。

2.缺点

装配式建筑的预制构件成本较高，运输成本高，同时工厂预制构件技术不够成熟，并不能定制形态奇特的构件。装配式技术在高层建筑的运用里有限制，同时装配式建筑的抗震性能不够好，抗冲击性能弱。

装配式建筑是现代建筑技术发展的产物，从保护环境，绿色发展的角度来看，装配式无疑是成功的技术，但是装配式的缺点同时也是致命的。在国家政策的支持下，装配式建筑将会发展的更迅速，装配式技术将会更成熟。

（二）应用

在疫情期间火神山、雷神山医院的快速建成就是把BIM技术和装配式建筑相结合，集成架构设计、工厂生产、现场施工这些施工阶段。

1.模型的建立

施工前期利用BIM软件建立BIM模型，可以使建筑更加直观的展现，根据各个空间位置需求进行相应的调整。考虑到空间需要密闭利用BIM技术可以布置的更加洁净，来防止人员的交叉感染。利用BIM技术的三维漫游更加直观的分析内部的布局，更容易地判断出设计的优点和缺点，并进行修改。

2.预制构件的管理

BIM技术在装配式建筑中能更好的管理预制构件。火神山、雷神山医院项目建设中，应用BIM技术进行智能化管理，通过平台能把工程信息进行分类并保存，需要信息调出时可以随时调出，如门窗的统计表，连接构件的种类表等信息。在运输方面，可以定制出严格的运输方案，确保每个预制构件都能按时到达施工场地。安装工人也可以根据预制构件的编号快速的找到预制构件的安装的位置并尽快的完成安装工序。

3.现场协同管理

基于BIM技术，推动了火神山、雷神山医院的快速建设。在施工过程中，为了保证构件数据和信息的共享，保证各参与方的协同管理，最终生成管理数据统计表，提高了施工项目的准确性；组件自动生成唯一的二维码，代码与组件一一对应，实现生产装配中BIM信息输入、操作、归档、组件跟踪分析的数字化管理。考虑到施工的效率，工程中应用到了VR虚拟施工手段，进行预制构件安装方式的相互比较，利用多种的拼接方式，同时兼顾生活区与医疗机构的差异，有效的降低了施工作业量。同时信息共享，也方便工作人员发现问题，并及时解决问题。

（三）现状

我国建筑行业发展趋势一直保持在一个较高的水平，建筑业繁荣增长的同时，装配式建筑发展趋势也突飞猛进。近年来随着我国对建筑行业未来发展建设提出了更高的要求，我们能够大胆预测未来装配式建筑将会拥有扶摇直上的发展潜力。目前装配式建筑渗透率底，装配式建筑面积占比仅9%。发达国家建筑现代化推进较为成熟，建筑业相对完善，特别是工业化程度高的发达国家装配式建筑渗透率达到70%，就我国而言，装配式建筑发展与别的国家有着很大的差距，但也意味着提升空间巨大，在不久的将来，我国装配式建筑渗透率定会与日俱增。

如今，预制混凝土结构在市场不可撼动，预制钢结构占比虽少，但凭借强度高、自重轻、环保等优点飞速发展。世界上主要发达国家的民用建筑中，钢结构建筑占比均超过20%，其中美国占比最高达45%。相比之下，我国民用建筑中钢结构建筑仅占约5%，未来可提升空间巨大。

三、未来的发展

目前，在我国建筑行业人工费用支出持续上涨，建筑装配率提升有利于人工费用下降。

BIM技术与装配式建筑相辅相成，BIM技术为装配式建筑提供了信息基础。现代建筑行业无非是建筑信息的整理，以及建筑信息建模在建筑施工方向的运用。BIM技术能够给建筑前建模、后期施工，提供良好的基础，同时建筑分析，工程问题都可以运用BIM技术。

目前装配式建筑有着政府政策的支持，虽然成本高，但是政府补贴会有利于装配式发展。近几年来，京、津、唐地区先后组建了至少30家年产100000立方米以上的预制组件工厂，以及无数个小型零部件工厂。所有的零部件工厂都在向上下游扩张，原有的上下游企业也在逐步加入竞争。在激烈竞争中，单价下降，成本必须降低。

装配式建筑更是有了BIM技术的支持，让装配式的优点发挥出来，对比传统的建筑而言，装配式的优点突出，科技的发展将会使装配式的技术愈发成熟。未来装配式建筑将会逐渐完善，适应各种环境，绿色环保，施工快捷，这些优点已经成为未来建筑的发展方向。

四、结语

综合以上对装配式建筑与BIM技术的理解，BIM技术的迅速发展对于建筑行业来说是一个大的推动，对于装配式建筑来说更是如虎添翼，未来建筑日新月异，不可避免建筑的更新换代，BIM技术的运用能够有条理的绿色进行。“环保，效率，安全”是建筑发展的重要因素，BIM技术在装配式建筑的应用，能够有效的解决这类问题，同时更加机械化的施工更提升了装配式建筑的地位，相信未来装配式建筑将会大放异彩。