BIM技术在装配式办公楼项目中的应用*

程志军，董惟群，沈 亮

(1.龙信建设集团有限公司，江苏 南通 226100；2.江苏省智慧建筑工程研究中心，江苏 南京 211800)

0 引言

建筑信息模型(building information modeling)是以三维数字技术为基础，集成建筑项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目实施实体与功能特性的数字化表达。BIM信息共享和互用性技术可服务于建筑项目全生命期的决策与分析中[1]。目前，我国积极推进BIM技术在建筑领域中的应用广度与深度，涉及建筑规划、设计、施工和运维全生命周期，以提高建筑数字化水平，实现信息化管理，促进绿色建筑和建筑工业化的发展。相比传统现浇式建筑，装配式建筑是设计、生产、施工、装修和管理五位一体的体系化和集成化建筑，可通过BIM技术实现信息化协同设计、可视化装配、工程量信息交互和节点连接模拟及检验等应用。

因此，基于BIM技术和装配式建筑的发展现状，从模型搭建、碰撞检查、管线综合优化、三维可视化技术交底、虚拟漫游和预制构件生产等方面，研究BIM技术在江苏国联龙信装配式办公楼中的应用，以实现BIM技术和装配式建筑的深度融合。

1 工程概况

江苏国联龙信建设科技有限公司办公楼位于江苏省淮安市盱眙县旧铺镇204县道旁，建筑面积3 367.96m2，采用装配整体式框架结构，地上5层，为办公室、展厅和会议室。建筑效果如图1所示。

2 BIM具体应用

2.1 模型搭建

BIM团队建立企业标准Q/LX 14—2018《BIM建模标准》，主要对模型搭建、管线综合管控、BIM软件、模型族类型命名方法、模型精度和成果交付进行详细规定，有助于建模标准化、统一化、协同工作及资源有效共享，从而提高建模效率与BIM信息模型的精细度与准确性。

传统二维图纸存在无联动性、冲突不易检查和注释信息错漏等缺点，某一部位的设计变更可能涉及多张二维图纸的修正，工作量大，且若未全数修正，可能导致返工和误工现象。Revit软件具有较完善的结构、建筑和机电模块，利用Revit软件将CAD二维图纸上的图层、线型、线宽、属性等抽象信息转化为三维信息模型，该过程相当于一次全面的图纸审查[2]。在模型搭建过程中，可将节点详图不足、梁尺寸不全和错漏碰缺等图纸问题，生成问题分析报告反馈至设计院。同时，BIM模型中的构件具有三维可视化、联动性、参数化和信息化特点，同一构件的设计变更可实时体现在不同视图中，提高后期出图效率。

2.2 碰撞检查

传统碰撞检查通过叠放各专业设计图纸，使轴网和标高对齐，或选择公共参照点通过人工辅以相关软件完成碰撞检查，工作量大、效率低且难以保证准确性。而BIM技术实现建筑的三维信息建模，在三维模型下进行碰撞检查，精确度高，尤其是复杂建筑模型中，因高度的三维仿真性质，在碰撞检查时，更能体现BIM技术的优势[3]。

将办公楼建筑、结构、机电模型按设计要求的位置和标高进行集成，如图2所示，并导入Navisworks软件中，设定碰撞边界条件，进行碰撞检查，实现全面的三维审校，生成碰撞检查分析报告，包括碰撞点说明、位置和碰撞类型等信息。通过碰撞检查，对发现的设计问题进行结构优化，实现空间位置的合理设计，避免因位置碰撞出现的返工、误工现象。

图2 全专业BIM模型

2.3 管线综合优化

利用Revit软件对各专业设备管线进行建模，如图3，4所示。设备管线根据不同专业设置不同颜色加以区分，基于Navisworks碰撞检查结果进行管线综合优化。管线优化参照设计和施工要求，按照大管优先、小管让大管、有压管让无压管、低压管让高压管、常温管让高温和低温管、电气管让水管与热管的原则，分系统进行综合调整[4]。进行管线综合优化后，可生成施工指导图，且附有管线间距、标高、尺寸等注释信息，进一步提高设计变更效率。

图3 机电BIM模型

图4 管线综合优化

2.4 三维可视化技术交底

技术交底是在某一单位工程或某一分项工程施工前，由专业技术人员向管理人员或现场班组进行的技术性交代，主要目的是使管理人员及施工班组对即将施工内容的特点、技术与质量要求、施工方法与措施、施工安全及环保内容等进行详细了解，在保证安全的前提下科学组织施工，避免发生技术质量事故。

图5 预制构件智能化检测流程

由于一线施工作业人员受教育程度普遍不高，面对以文字性表述为主的技术交底单，通常较排斥、难以理解和记忆，交底流于形式，相关措施规定不能有效传至施工现场，严重时导致安全事故。BIM技术可将二维图纸信息转化为三维立体信息模型或生成施工动画，对施工重难点进行三维可视化交底，便于施工人员快速领会施工意图，从而提高技术交底效率和质量，减少返工、误工，缩短工期，提高施工质量[5]。

2.5 虚拟漫游

在建筑方案设计阶段，利用BIM技术将建筑项目模型制成建筑物漫游展示动画，在动画指引下查找使用功能不合理之处及碰撞点，并修改设计方案。利用Navisworks软件中的漫游功能，通过设置漫游路径查找碰撞点，以便修改设计方案。同时，虚拟漫游也可用于建筑设计方案中的展示阶段，方便各参与方，尤其是业主的审查。

2.6 预制构件生产

基于BIM技术可实现与预制构件厂的信息共享，预制构件厂可直接获取构件尺寸、材料、钢筋等级等参数信息。所有设计数据及参数可通过二维码形式直接转为加工参数，实现BIM模型中预制构件设计信息与装配式建筑预制构件生产系统的直接对接，提高装配式建筑预制构件生产的自动化程度和生产效率[6]。同时，利用BIM技术的可视化特性生成预制构件生产工艺视频，用于指导预制构件厂工人生产。

2.7 质量管理

在工程实践中，预制构件的外观质量、尺寸偏差、结合面粗糙度和装配时的垂直度是装配式混凝土结构施工质量的控制要点。若不符合设计、施工和验收等相关标准要求，将影响结构性能，形成安全隐患。

为提高预制构件质量检测效率和准确度，避免人工观察、尺量等检测方式的主观性，开展智能化检测试点应用。预制构件通过RFID标签进行识别，实现与BIM数据库的关联。利用智能化检测设备检测预制构件的外观质量、尺寸偏差、结合面粗糙度和装配时的垂直度，检测数据通过无线网络传输至智能化检测系统进行分析计算。智能化检测系统内嵌相应的标准规范要求，通过数据端口与BIM数据库中的预制构件设计要求相关联，实现预制构件、智能化检测设备、智能化检测系统和BIM的实时互联。智能化检测系统比较分析检测值与允许值后判断构件是否合格，同时将检测结果显示、存储在系统平台数据库中，并实时反馈至智能检测设备，供检测人员查看，流程如图5所示。

基于BIM技术研发的装配式混凝土结构安装质量自动化检测与预警系统，完成BIM数据库、手机端和计算机端系统的试用，初步梳理系统录入文件及数据对接格式，为基于BIM技术的智能化监测研究提供基础数据。

3 结语

在江苏国联龙信建设科技有限公司办公楼项目中，借助Revit和Navisworks软件平台，从模型搭建、碰撞检查、管线综合和可视化等方面，研究BIM技术在装配式建筑设计、预制构件生产、施工和质量管理中的应用，实践结果如下。

1)利用BIM技术的模型搭建、碰撞检查可有效发现二维设计图纸标注错漏、结构碰撞、机电管线碰撞等设计问题，并进行方案优化。

2)可视化技术有利于方案展示，提高技术交底效率和质量。

3)基于BIM技术的智能化检测系统可实现预制构件和装配式结构施工质量管理的信息化。

BIM技术在装配式建筑中的应用有利于实现结构、机电、装修一体化，设计、生产、装配一体化，技术、市场、管理一体化的目标，是促进我国装配式建筑发展、加快建筑工业化进程的重要技术手段。