BIM技术在装配式建筑中的应用分析_冯祖强.pdf

Construction&DesignForProject工程建设与设计1引言现阶段，BIM技术在建筑行业发展中扮演着重要角色。对BIM技术进行高效利用，能实现建筑工程二维模型向三维模型转换，并提高建筑设计效率与施工质量。装配式建筑是建筑行业的主要发展方向之一，各国装配式建筑的发展情况见表1，可以将BIM技术应用于装配式建筑领域，通过前期设计和中期管理，使建筑模型得到充分应用。以往国内外针对装配式建筑的研究多集中于设计方案或施工技术方面，本文对二者进行融合，重点论述BIM技术在装配式建筑前期设计与项目施工中的运用策略，以期助力建筑行业的发展。2项目概况近年来，节能环保的重要性逐渐为人们所熟知，在碳中和、降本增效等理念的影响下，我国建筑行业开始朝智能化、工业化与数字化的方向发展，这也为BIM技术的大力推广和应用提供了机遇，将BIM技术与装配式建筑相结合成为大势所趋1。本项目为装配式建筑施工，小区占地面积约37 333.33 m2，建筑面积约120 000 m2，地上部分建筑面积约94 000 m2，地下部分建筑面积约26 000 m2。建设单位要求小区总容积率不超过2.5。小区内计划建造10栋住宅、配套商业和公共建筑，效果图如图1所示，其中，住宅面积约90 000 m2，配套商业和公共建筑的面积约4 000 m2，包括门楼、管理用房和活动室等。地下部分按功能可以划分为4个区域：管理用房、非机动车库、机动车库及人防工程。【作者简介】冯祖强（1966），男，广西博白人，高级工程师，从事建筑工程施工管理研究。BIM 技术在装配式建筑中的应用分析Application Analysis of BIM Technology in Prefabricated Buildings冯祖强（广西华通建筑装饰工程有限公司，南宁 530000）FENG Zu-qiang(Guangxi Huatong Construction Decoration Engineering Co.Ltd.,Nanning 530000,China)【摘要】针对装配建筑设计与施工中技术应用不足问题，提出新的解决思路，通过引入 BIM 技术、搭建相关平台、做好人员配置与施工管理工作，解决了装配式建筑设计与施工中技术落实不到位问题，实现了对管理方案的优化调整。研究结果表明：BIM 不仅能提升装配建筑设计的合理性，加快施工进度，还能为前期设计与项目施工管理提供帮助。【Abstract】Aiming at the problem of insufficient technology application in assembly building design and construction,this paper putsforward new solutions.By introducing BIM technology,building related platforms,and doing a good job in staffing and constructionmanagement,the problem of inadequate technology implementation in assembly building design and construction is solved,and themanagement scheme is optimized and adjusted.The research results show that BIM can not only improve the rationality of assemblybuilding design and speed up the construction progress,but also provide help for preliminary design and project construction management.【关键词】装配式建筑；BIM 技术；前期设计；项目施工【Keywords】prefabricated buildings;BIM technology;pre-design;project construction【中图分类号】TU17【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2023）06-0138-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.06.042表 1各国装配式建筑发展情况发展阶段中国日本初期以空心板、红砖为主，通过砂浆进行连接以轻质墙板、钢管为主，通过扣件进行连接中期空心板在抗震方面的表现并不理想，限制了装配式技术在国内的发展随着时间的推移，逐渐形成集钢结构、木结构和混凝土结构于一体的装配体系，与此同时，轻钢模块也得到了快速发展现阶段2015 年，我国正式重启装配式建筑现已形成以混合结构为主的装配式体系138图 1项目鸟瞰图3装配式建筑中 BIM 技术的应用3.1前期设计3.1.1分析场地新形势下，建筑行业的工业化水平较以往有所提高，这也为装配式建筑的发展提供了有利条件，为保证该类建筑的优势得到充分发挥，需要对设计以及施工模式进行创新。在前期规划阶段，设计人员可以利用BIM技术分析项目情况和施工现场情况，根据相关数据信息建立模型，为日后快速确定建筑内部构造与外部空间方位提供便利。3.1.2空间规划空间特征包含交通流线、建筑造型和景观3个方面。本项目需要重点考虑建筑造型，一方面要保证所设计造型具有良好的经济性、美观性与实用性，另一方面，要保证建筑能够顺利融入周边既有建筑群2。仅使用二维设计软件设计建筑造型，无法直观展示建筑的特点，既不利于设计人员快速发现设计不足，又不利于施工人员快速掌握施工难点及重点。将BIM技术应用于空间规划，可以通过建立三维模型的方式，使建筑构造和外立面得到全方位展示，在确保及时解决潜在问题的前提下，为后续工作的高效开展奠定基础。3.1.3项目设计项目设计主要分两步进行，分别为优化设计与深化设计。将BIM技术应用于优化设计，可使施工方快速整合项目信息，从综合性、可视化角度出发，对项目设计加以优化，辅以必要的BIM模型，加大自身对项目各环节的把控力度，组织各单位高效完成各项工作。而作为装配式建筑施工承上启下的环节，深化设计强调先对建筑进行拆分，再以现场情况、生产要求为依据，逐一添加线盒、钢筋或其他预埋件。考虑到本项目装配率较高，因此，对建筑进行深化设计时，应综合考虑构件加工成本、安装难度等因素，利用BIM完成参数化、可视化分析工作，为项目施工指明方向。深化设计的流程如下：首先，对预制楼梯、预制叠合板还有阳台板等构件进行拆分（见图2），建立相应的族库，通过修改族库构件的方式使构件尺寸满足要求，预拼装结束后，应尽快检查构件是否存在碰撞或其他问题3。其次，利用BIM技术优化构件尺寸并确定构件安装位置，降低错误率，使深化效率达到预期。再次，通过BIM技术完成碰撞检测工作，该工作包含检测构件位置与构件内部情况两方面内容。最后，在BIM技术辅助下，一键生成构件图纸，减小人员工作压力，为其他环节预留充足时间。图 2装配建筑构件拆分图3.2项目施工3.2.1搭建平台本项目施工量较大，考虑到信息具有可变性，因此，如何确保项目进入施工阶段后，各单位能对自身所掌握的信息进行实时交流和共享，成为施工方面临的又一难题。将BIM技术应用于项目施工，既能确保信息得到实时交互，又可提高施工环节的智能化、信息化水平，其重要性有目共睹。鉴于此，有关人员提出以下建议：建设EBIM平台，最大限度地拉近各单位之间的距离，通过协同合作的方式，达到降本增效的最终目的。实践经验表明，基于EBIM、BIM共同建设协同平台，可使三维协同效果最大限度地接近预期。具体做法如下：第一步，由各单位建立相应模型；第二步，将模型上传至指定平台，由系统自行标出方位和高度等参数，充分整合模型，为日后各单位获取模型信息提供便利；第三步，合模结束后，检测模型之间是否存在冲突并尽快修改。将模型上传至云端可避免由Intelligentialize and Informatization智能与信息化139Construction&DesignForProject工程建设与设计【收稿日期】2023-02-08于人为失误或其他突发情况使模型受损或丢失，导致后续工作无法有序推进。3.2.2人员配置对已进入施工阶段的项目而言，BIM技术的作用主要体现在人员配置、施工管理等方面，即：在确定各单位职责的前提下，为各方提供交流和沟通平台，充分利用GIS、BIM技术，从不同维度分析施工现场和建筑内部情况，在此基础上，制订切实可行的施工规划。有关人员可利用BIM模型模拟项目施工情况，酌情调整设计方案和施工规划内容，确保所制订的方案可为各单位提供科学指导。本项目具有施工量大、施工内容繁杂等特点，施工期间遭遇突发情况的概率较大，要确保项目如期交付，关键是要将管理工作交由专业人员负责，而管理人员的职责主要是以各单位的人员配置情况、工作内容为依据，通过EBIM平台科学配备既有人力资源，保证人岗高度匹配。3.2.3施工管理本项目所包含数据信息较多，常规管理方式无法使信息得到实时共享，应用BIM技术可有效解决此问题，通过打造信息库的方式整合信息，确保各单位均能快速且准确地获取自身所需数据信息。1）控制施工进度。装配式建筑的特点是在施工现场安装预制构件，决定了其对设计方案、施工进度的要求明显高于普通建筑，应用BIM技术具有以下作用：（1）基于BIM对各项信息进行集成，由此达到控制施工进度的目的；（2）通过建立模型对项目框架进行模拟，根据所模拟框架（见图3）估算建筑结构及其他相关信息，获得相应的工程量清单；（3）结合工程量清单制订施工计划，确保项目能按照计划有序推进4。图 3项目结构模型图2）管理施工质量。施工管理的重点主要集中在安全管理与质量管理两方面。因项目需要现场搭建，常规管理方式所能取得的效果有限，极易出现人员配置不合理、信息滞后等问题，因此，要使模型与设计方案保持同步，关键是对BIM平台加以应用，通过快速匹配模型和信息库内容的方式，确保现场人员第一时间发现项目施工存在的安全及质量问题，以免造成难以挽回的后果。本文案例项目装配楼层占比较大，搭建装配楼层的关键是现场拼装预制构件，这也决定了项目对浇筑质量有极高的要求。以箍筋绑扎为例，管理人员要先对照施工详图和设计图，在保证详图准确无误的前提下尽快上报BIM平台，使项目顺利过渡到下一环节。事实证明，基于BIM技术对施工现场进行管理，既能使管理方案更加完善，又可及时解决潜在问题，对提高项目施工质效具有重大意义。3）管理装配构件。装配式建筑构件应用较多，需要先分类再进行拼装，可供管理方参考或借鉴的经验十分有限。随着BIM技术的应用，构件管理有效性得到大幅提升，技术人员可利用BIM技术将构件信息集成在二维码中，并将二维码上传至指定平台，供各单位下载并使用。拼装构件前，扫描二维码获取构件组装方式、尺寸规格等信息，保证拼装工作顺利完成。若施工方发现构件存在安装不科学或设计不合理的情况，同样可选择扫描二维码，在所弹出页面中输入构件编号、现存问题和优化方案，进而使施工效率得到大幅提高。4结语装配式建筑可以在降低施工人员工作量的前提下，大幅提高施工质效，现已在我国得到广泛应用。近年来，越来越多的企业选择在装配式建筑设计及施工阶段引入BIM技术，以加快资源整合速度，简化设计步骤，缩短审图时长，为后续施工环节预留更加充足的时间，同时，使装配式建筑的价值得到最大化发挥，为装配式建筑的推广与普及助力。未来，研究人员应将工作重心放在软件整合方面，通过一体化操作减少设计人员的工作量，为装配式建筑及BIM的发展助力。【参考文献】1隋意,戚正存.基于BIM的装配式建筑施工精细化管理的研究J.智能建筑与智慧城市,2022(12):115-117.2池亚徽.基于BIM技术的预制装配式建筑施工应用及案例分析J.中国建筑金属结构,2022(12):76-78.3徐接武,杨树鹏.基于BIM和RFID技术的装配式建筑施工过程管理研究J.中国建设信息化,2022(22):59-61.4李耀光,张兴旺,张宇航,等.BIM技术在装配式建筑中的应用现状与发展趋势分析J.工程技术研究,2022,7(21):76-78.140