基于BIM探讨预制装配式建筑绿色施工的应用实践

李 炜

中交第四公路工程局有限公司

1 引言

预制装配式建筑越来越受到欢迎，是因为这种建筑在建房的时候所采用的是工业化方法，即施工中使用的构件大部分在工厂内完成，对于需要使用的构建运到施工现场，经过技术人员按照设计图纸拼接后可安装在建筑结构上。需要注意的是，所有构件应牢固连接，以确保建筑物的可靠性。在预制装配式建筑中应用BIM技术，可以在构件运到施工现场后按照三维设计图拼装，取代传统的按照二维平面图进行浇筑施工和现场拼装的方式。这样，建筑的外观就与传统方法建造的房子一样，施工方法却截然不同。预制装配式建筑应用BIM技术，缩短了施工现场的工作时间，减少了用电、用水和人力资源，简化了施工过程。此外，还可以减少各种污染物，减少了垃圾量，避免了施工环境的污染，对施工现场的管理非常有利。

2 预制装配式建筑的介绍

预制装配式建筑的一个重要优势是，可以提高工程的施工质量，确保整个工程的施工进度加快。在预制装配式建筑施工的过程中，由于某些施工采用装配施工方式，在生产施工过程中，通常采用运行机械装配线的方式，对于零件的生产不再采用人工操作方式，使得零件有更高的精度，确保每道工序符合有关的规定，建筑结构的各个部位得以改进，工程施工质量有所提高[1]。

预制装配式建筑的整个施工都采用装配模式，施工管理模式也发生了变化。在装配式建筑施工的过程中，整个施工过程按照一定的产业流程进行，部分结构零部件在工程中完成，实现了施工标准化操作，使大部分生产环节比传统的施工模式更加完善，当然这对施工人员的专业素质有较高的要求，特别是施工中采用工业管理模式，结合现场施工管理，使施工项目既实现了现代化，又实现了自动化运行。

预制装配式建筑的施工特点是，采用预制模式，大大提高了管理效率。从装配式建筑施工的现状来看，已经实现了半自动作业模式。与手工生产操作相比，这种生产方式的速度更快，生产质量有所保证。所以，建筑施工中整体化操作，使得施工的进度加快，缩短了施工时间。预制装配式建筑施工与传统的建筑工程施工模式相比较，工期大大缩短，原材料的使用量明显减少，由此降低了成本，提高了工作效率。

3 预制装配式建筑施工技术要点

3.1 预制吊装施工技术

预制装配式建筑施工中，对于预制外墙板要使用车辆运输到施工现场,施工管理人员将外墙板的数量清点正确，对编号都要核对好，外墙板使用专用的吊具，将其吊到建筑结构上，放置在指定的安装位置。施工人员对外墙板初步就位之后，将临时的支撑系统设置好，还要采取必要的固定限位措施[2]。外墙板与楼层面限位固定的时候要做好清点工作，对编号进行核对,防止产生错误。当预制楼梯运输到施工现场并清点完毕，对编号予以核对，使用专用吊具将预制楼梯段运输到预安装楼的板位置,由施工人员安装就位。

3.2 墙面施工技术

应用预制装配式技术，主要的目的是实现绿色施工，对工程的整个建设环节实施一体化管理，如此形成一个科学化的管理模式，避免管理不当造成材料和资金的浪费。在预制装配式施工的过程中，采用综合化的管理模式能够及时发现隐患，及时采取有效地措施处理，避免造成严重后果，导致资金投入量增加。

在承重墙建设以及剪力墙建设中应用BIM技术设计和施工，流程简化，工程建设效果更好，能够实现预期的目标。在工程施工中采用预制装配式建筑施工技术，可以从建筑结构整体的角度出发进行墙体建设，应用BIM技术规划建筑结构，根据立体化、透视化的设计图进行拼接，在加工部件的时候可以测试承重能力并对所获得的数据精确分析，对于不当之处适当调整[3]。在墙面施工的过程中注重绿色化，将预制装配式模式发优势发挥出来，结合使用BIM技术可以避免拆除重建，可以一次性成型，同时排除各种安全隐患，施工效果良好。

4 应用BIM技术实现绿色施工

4.1 应用BIM技术设计模型

工程项目部在施工的初期阶段将BIM应用小组建立起来，应用BIM技术设计预制装配式建筑模型。将BIM技术应用于施工实践中，就是通过运行工作软件进行设计，主要使用的软件包括Autodesk、Navisworks、Revit、斯维尔二维算量和广联达场地布置等，所设计的模型惟妙惟肖，而且是立体化呈现，具有良好的透视效果，每个细节出现问题都能够及时修改，方式施工中发现予以返工，由此节省了人力和物力，保证工期[4]。

在预制装配式建筑施工中应用BIM技术，考虑到建筑的主体结构所采用的是框架结构，以屋面外围护系统和墙面外围护系统为主，按照绿色理念，外覆双曲造型所使用的铝板幕墙和玻璃幕墙。按照BIM模型，就是将各种构件拼接起来，构成多种形式的实体[5]。

在预制装配式建筑结构的中心筒部分施工中，工序复杂，难度大，对施工精度有较高的要求。对于这种情况，BIM小组运行BIM建立模型的时候，以树权部位的二维模型为主，临时支撑间距在设计的过程中计算出来，根据计算的结构排布支撑，还要与施工进度计划相结合，对施工的工序进行四维施工模拟。应用BIM模型对施工技术进行交底，避免设计与现场施工存在不符之处，保证施工质量。

4.2 设置临时支撑

在进行预制装配式建筑结构施工的过程中，要保证屋面的结构安装保持较高的稳定性，将屋面的梁挠度减少，在进行树权施工的过程中，需要将临时支撑设置好。在确定临时支撑型号的时候，需要根据受力计算所获得的结果进行。对于整个建筑结构的整体受力，要保证其具有较高的稳定性之后，按照设计图纸将临时支撑拆除，如此可以起到转换受力体系的作用[6]。

某建筑工程的上施工中，按照设计图纸要求在屋架的下方所设置临时支撑，所选用的材料为钢管，规格为152mm×5.0mm，材质为Q235，钢支撑的高度介于3.2m~5.5m之间，根据具体的需要进行选择。钢支撑之间的距离设定需要根据钢梁跨度进行布置，介于3.5 m~4.8m之间，在支撑的上部与屋架梁底部可以采用钢接的方法，这种连接方式比较简单。支撑的下部如果不在树权部位，可以将型钢连接到混凝土结构，型钢的规格为H200mm×200mm×8mm×12mm，使用膨胀螺栓连接，支撑钢管连接到型钢件上，采用刚性连接的方法。与树权部位交接的部位，可以直接在主杆件的顶面连接。由于螺栓在圆管的外侧布置，整个结构更加简洁，而且节省了材料[7]。

4.3 应用BIM技术模拟施工

应用BIM技术模拟施工是BIM技术的一个重要优势。在预制装配式建筑结构施工的过程中应用BIM技术进行模拟操作，对施工的现场情况都能够模拟操作，发挥虚拟建造技术的作用，通过操作软件构建模型，合理设置时间参数，在计算机中操作虚拟软件就可以将头脑中形成的思路用模型体现出来，然后进行虚拟操作，使用仿真软件进行仿真操作。在工程项目建造的过程中会产生一些成本[8]。比如，当某工程没有按期完成工程造成的损失，施工中存在材料浪费的问题等，使用BIM技术就可以实现虚拟软件建造，对工程设计图进行模拟操作，合理规划施工的每个环节，将施工中所存在的难点以及需要重点关注的问题都能够展示出来，从而对施工过程管理予以优化。在进行异型树权钢结构施工之前，需要将BIM模型建立起来，还要进行模拟操作，对每个设计环节在施工中的效果都能够体现出来，发现问题可以及时调整，避免施工中产生问题导致不良后果。

工程施工中应用BIM技术可以实现数据协调，具体的实施中，就是应用三维信息模型实施管理。立体化的施工设计图发挥指导作用，对于所存在的问题及时指导施工现场解决，避免施工中出现施工质量问题导致返工。展示三维信息模型的时候，就是将工程项目的各项指标综合，使得工程施工现场的各项数据全面呈现，BIM软件的运行中可以起到有效协调的作用[9]。同时，应用BIM技术还可以实现精细管理。在预制装配式建筑结构施工的过程中应用BIM技术，使得复杂性问题得到有效解决。预制装配式建筑结构施工中，打破了原有的循序渐进的方式，而是从整体施工高度角度出发展开，如果存在问题，可以从整体的角度出发作出调整，由此可以加快施工进度，各个施工环节都能够合作进行，相互配合良好。发挥BIM技术的作用，可以使得复杂的设计问题和施工问题及时发现，并准确定位，对于问题的处理简单化，确保整个的施工中发挥设计图的指导作用，各项工作更加有条理。具体的应用中，就是发挥BIM技术的作用，通过实施模拟对施工现场优化管理，对施工现场的障碍快速解决，施工质量有所保证。

5 结束语

通过上面的研究可以明确，预制装配式建筑结构施工的过程中应用BIM技术可以发挥优势。中国走绿色发展道路，建筑施工的能耗大、资源消耗量也大，而且往往工期比较长，采用预制装配式建筑施工方式，结合BIM技术，使传统施工当中所存在的问题有效解决。如此，建筑工程更加完善，使建筑业的发展符合中国绿色战略目标。