某装配式租赁住宅BIM技术应用

肖燕武，陈 敏，何 柱

（1、广州城市职业学院 广州 510405；2、广东省第四建筑工程有限公司 广州 510100）

1 工程概况

本项目的PC构件主要包括预制叠合板、预制飘窗、预制楼梯、预制梁，该项目预制构件种类及数量较少，且每单体相互一致性高，预制构件统计如表1所示。

表1 预制构件统计Tab.1 Statistical of Prefabricated Components

本项目方案设计既遵循“少规格，多组合”的设计原则（见图1），也满足装配式建筑的核心宗旨要求——“标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理”［1］。

图1 佛山某装配式租赁住宅项目效果Fig.1 Effect of an Assembled Rental Housing Project in Foshan

2 BIM技术在设计阶段的应用

2.1 工程方案论证

本工程方案是以《装配式混凝土建筑结构技术规程：广东省标准DBJ 15-107—2016》、《装配式混凝土建筑深化设计技术规程：广东省标准DBJ/T 15-155—2019》和《装配式建筑评价标准：广东省标准DBJ/T 15-163—2019》的相关内容作为仿真论证的依据，采用BIM 技术，将现场勘查资料与设计图纸相结合，建立三维立体模型，将各构件参数信息在模型中详细标注出来。参照规范内容检查模型参数是否满足要求，结合模型对一些不满足要求的应用参数进行调整，提高工程方案的合规性，为后续施工工作的顺利推进奠定了基础。

2.2 设计与施工的衔接

工程方案可行性评估和参数调整工作完成后，根据建设单位提供的坐标参数，建立工程场区控制网，做好建筑物距离测量工作，将空间参数信息准确地传递给设计单位，设计单位再对设计方案进行细化处理，并将优化调整后的参数反馈给施工单位，做好设计与施工之间的信息交互工作，进而提高设计方案的可靠性，提高施工方案内容的可行性和合规性。

3 BIM技术在生产阶段的应用

3.1 设计单位与预制构件厂的数据交互

预制构件厂预制和制作精度控制要求高，设计单位运用BIM 技术提供的PC 构件模型信息越详细准确，越有利于预制构件的工厂流水线加工生产的配套产业化，有利于PC 构件的生产进度满足施工进度要求，有利于提高预制构件的合理仓储量及运输效率。BIM 技术实现了设计单位与预制构件厂的信息共享，是预制构件厂实现加工生产产业化的重要信息化技术手段，能更好地为设计单位与构件厂的沟通对接提供数据支持［2］。

3.2 施工单位与预制构件厂的协同工作

预制构件厂应按照施工单位提供的施工总进度计划排出预制构件加工生产专项计划，预制厂里至少备有2 层的预制构件存货，以防有突发事情时不影响工地的安装进程。

根据施工现场的吊装计划，施工单位应当提前3 d将构件进场计划表发给构件厂，标明构件名称、类型、数量、使用部位和到场时间。在装货和运输前，根据发货清单核对预制构件的数量、规格、型号是否正确。利用信息跟踪技术，从构件出厂、运输及到场安装对每批次每个构件实施全过程跟踪，并根据现场施工进度做好构件进场计划，尽量做到零堆放或最少堆放，一方面减少二次转运成本，另一方面能减少现场场地占用面积，以更好体现现场文明施工管理。

PBL教学前后，护生评判性思维能力总分差异具有显著性（t=-11.549，P＜0.05），说明从整体上来看，实施PBL教学后护生评判性思维能力有了明显提高。

3.3 预制构件生产的质量控制要点

⑴预制构件生产之前应根据预制构件深化设计图纸制定相应的预制构件生产方案，对相应的技术要求及及质量标准进行交底。

⑵预制构件模具的设计应满足预制构件的外观尺寸、质量及相关预留孔洞及预埋件的定位，制作好的模具应满足承载力、刚度及稳定性要求。

⑶预制构件的外观尺寸、外观质量应满足设计及规范要求。预制构件生产过程中的隐蔽验收记录、生产用材料的质量证明文件、生产过程中的质量验收记录均应有详细的记录及相关资料，作为预制构件为合格产品的证明依据。

⑷预制构件起模后及时对构件边角采用木条或专用护角条包裹保护，防止构件在起吊运输过程中碰撞造成边角损坏。

⑸预制构件出厂时应随货提供产品的合格证或质保书，应在预制构件显眼部位标明生产单位、构件型号、项目名称、生产日期和质量合格标志。

4 BIM技术在施工阶段的应用

4.1 快速完善施工详图设计和节点设计

设计模型，相对二维设计已有较多优化但仍未结合施工进行深化，应用“管线综合布置技术”可以使各专业的施工单位和人员提前审图并熟悉图纸。通过这一过程，使施工人员了解设计意图，掌握管道内的传输介质及特点，弄清管道的材质、直径和截面大小，强电线缆与线槽（架、管）的规格、型号、弱电系统的敷设要求，明确各楼层净高，管线安装敷设的位置和有吊顶时能够使用的宽度及高度、管道井的平面位置及尺寸，特别要注意风管截面尺寸、位置、保温管道间距要求、无压管道坡度、强弱电桥架的间距等，具体如图2所示。

图2 管线综合布置技术Fig.2 General Layout Technology of Pipelines

4.2 控制各专业或各分包的施工工序

管线综合布置技术是在未施工前根据施工图纸进行图纸“预装配”，通过“预装配”的过程，把各个专业未来施工中的交汇问题全部暴露出来并提前解决，为将来工程施工组织与管理打下良好基础［3-4］。施工中可以合理安排、调整各专业或各分包的施工工序，有利于穿插施工，加快施工进度。例如原方案管线布置图以考虑水管检修条件为主要因素，把水管放在下层，因现场水电施工先于暖通施工进场，调整水管在上层，并预留上层检修空间。优化调整前后的管线布置如图3所示。

图3 管线调整前后布置Fig.3 Layout before and after Pipeline Adjustmen

4.3 机电管线综合应用

业主对净空高度提出了具体要求，经过施工单位采用BIM 及相关技术进行净空优化后，调整了相关管道的做法，使净空高度有了很大的提升，从优化前的2.4 m 到优化后的2.7 m，本质上有了很大提高。对比优化前后剖面图（见图4），可以直观发现对新风管及排烟管的布置进行了优化，从而达到提高净高的目的，避免了施工阶段的返工和变更。

图4 管线综合优化前后效果Fig.4 Effect before and after Pipeline Comprehensive Optimization

4.4 先核算、计算、合理选用综合支吊架

在未施工前先根据施工图纸，在计算机上应用BIM 管线综合技术进行模拟拼装，将机电安装工程中存在的各种专业管线安装冲突问题直观地反映出来，通过合理优化后，使用一个综合支吊架就能解决冲突问题，既优化了各专业之间的施工工序，又控制了施工成本。

4.5 BIM 指导现场施工并协同整理施工数据

通过将各部位模板做法建立Revit 模型，直接进行可视化交底［5-7］，避免模板安装过程中错漏缺失，使现场模板做法规范、统一。同时可以利用广联达模架设计软件，对项目内、外架进行整体建模设计（见图5），紧密结合项目实际优化架体设计、综合管控大综周转材料使用量。

图5 梁模板支架BIM模型侧面与剖面Fig.5 Beam Formwork Support of BIM Model Side View and Section View

4.6 BIM 辅助施工方案深化设计

运用BIM 技术理解设计意图并根据现场条件进行施工方案深化调整，为后续施工做好准备，提前释放施工风险。在满足功能和规范要求的前提下，运用BIM 技术对各专业施工方案进行深化设计［8］，排除和减少因设计人员疏忽而造成的各类损失，使得机电安装不仅能够达到预期的设计效果，还能获得较好的经济效益。详细绘制机电设备各管线安装位置，利于指导现场作业精确施工，如图6所示。

图6 BIM辅助施工方案深化Fig.6 BIM Auxiliary Construction Plan Deepening

4.7 班组作业协同管理

班组作业协同管理流程：帮组理解设计意图➝各班组协同作业➝生成现场图纸➝指导现场施工作业，按图施工。

⑴班组作业协同，是从流程、工艺到工作面提前配合，避免现场拆改风险，加快施工进度。

⑵通过BIM 技术优化图纸，调整管线走向布局来调整增加净空高度，出深化施工图，现场可按BIM深化图纸施工，所见即所得，减少返工率，提升工程质量。具体如图7所示。

图7 BIM技术辅助作业协同Fig.7 BIM Technology Assists Job Collaboration

4.8 BIM 在绿色安全文明施工管理中的应用

项目部利用BIM 技术对场地总平面布置、电梯井临边防护、工具式防护棚、安全临边防护设施、样板层、CI等进行参数化合理布置［9-10］，以达到安全措施有效、美观、降耗等效果并满足绿色施工要求（见图8）。

图8 BIM技术在办公场地平面布置中的应用Fig.8 The Application of BIM Technology in the Layout of Office Space

5 项目工作流程梳理

该项目装配式总建筑面积为55 226.5 m2，在BIM技术应用过程中，首先需要熟悉和了解项目的全过程，从开始到结束，按照“原材料质量管理➝钢筋制安➝混凝土预制构件生产➝预制件运输与存放➝现场吊装施工➝养护➝质量验收”的工作流程将项目按施工先后顺序进行分解，提前拟定各个控制环节的管理难点，运用BIM 技术模拟各类预防措施和应急措施，在出现问题后能够及时采取相应措施解决该问题，保证整个工程项目施工管理环境的稳定。

6 现场施工作业监督

除了上述应用要点外，BIM 技术在现场作业监督环节中，借助大数据技术对现场作业监督相关工作的信息进行分类、整理，借助BIM 技术对每个预制构件进行编号，配套发放叠合板布置图及预制飘窗布置图，确保每块板吊装位置与编号图匹配。构件进场后根据吊装先后顺序确定码放顺序，便于叠合板按顺序吊装，有利于缩短工期，避免返工。

7 结语

⑴BIM 技术在该装配式项目中的应用，不仅提高了装配式建筑协同设计效率，也大大降低了设计误差；设计单位与预制构件长的数据交互应用，在一定程度上促进了预制构件生产流程的优化。

⑵本项目采用机电管线综合布置技术，解决了施工前设计图纸与管线碰撞的问题，有利于顺利组织施工，不仅能有效缩短专业工种之间的协调时间，有效提高机电安装施工质量，既能满足建设单位的要求又能满足设计和规范要求，不仅缩短了施工工期，而且降低了安装工程的经济成本。

⑶本项目在施工管理中运用BIM 技术，通过对模板施工方案的三维模拟、钢筋节点的三维优化、工具式防护棚的标准化布置、施工场地的三维布置进行了优化，解决了部分在施工过程中存在的一些难题，提高了施工效率，提高了施工质量，缩短了施工工期，降低了施工成本，对同类工程具有很好的借鉴意义。