浅析BIM技术在装配式建筑中的应用_李志才.pdf

技术应用1662023/04REAL ESTATE WORLD浅析 BIM 技术在装配式建筑中的应用李志才建筑行业是支撑城市化建设和国民经济腾飞的核心产业,在我国现代化建设中发挥着极其重要的作用。近年来,随着建筑行业的不断发展,建筑技术也取得了重大突破。装配式建筑项目往往对质量、安全、成本及进度有着较高要求,而 BIM 技术的应用可以有效满足此类要求。装配式建筑是一种新的建筑形式。由于建筑主体结构可以提前预制,施工人员只需要在施工现场吊运并组装预制构件,即可完成装配式建筑建设任务。由于操作流程简单、施工效率高,因此装配式建筑的工期较短、成本较低。此外,装配式建筑结构通常采用的是环保材料,能够满足现代经济社会可持续发展的要求。需要注意的是,装配式建筑在施工质量控制方面仍然面临一些问题,有待进一步完善和加强。因此,施工单位需要提前制订施工质量管理方案,提高装配式建筑施工质量。BIM 技术的发展和应用为提高装配式建筑施工质量提供了新的思路。1施工单位可以利用 BIM 技术建立装配式建筑结构信息模型,输入施工必要条件,模拟装配式建筑施工全过程,对管线冲突、构件安装位置不合理等问题进行分析,并根据所得到的分析结果相应地调整结构或施工技术,以提高装配式建筑施工质量。BIM 技术在装配式建筑中的应用,能够在保证施工进度的同时,充分保证施工质量,其为施工单位提高施工水平和施工效率等提供了新的思路和方法。目前,大量的实践证明,BIM 技术在装配式建筑中具有极大的应用价值和广阔的应用前景。21 装配式建筑结构体系分类及特点1.1 装配式建筑结构体系分类目前,随着建筑技术的不断发展,装配式建筑的规模不断扩大。装配式建筑结构体系包括混凝土结构体系、钢结构体系以及木结构体系。其中,混凝土结构体系是目前最常见的装配式建筑结构体系,其主要以剪力墙为典型结构形式。剪力墙结构分为全预制装配式剪力墙结构及叠合装配式剪力墙结构。采用混凝土结构体系的装配式建筑需要以混凝土为建筑材料,预先制作装配框架结构体和剪力墙,然后将两者进行组装。其中,装配框架结构包括现浇节点、现浇梁柱等。钢结构体系是现代建筑发展过程中逐渐兴起并不断成熟的一种建筑结构体系,它是一种利用斜撑节点来保证力学稳定的钢架结构。钢结构体系不仅安全、环保、节能,还具有一定的艺术性,其在现代大型智能建筑中应用较为广泛。木结构体系目前在商业及民用建筑中应用较少,其大多应用于仿古建筑中。木结构体系既包括纯木结构体系,也包括装配式的木混合结构体系。31.2 装配式建筑特点目前,装配式建筑的特点包括以下几个方面。首先,装配式建筑具有施工效率高、施工工期短的优点。在装配式建筑工程中,施工单位只需要预制建筑主体结构,然后现场吊运、组装即可。相较于其他建筑施工,装配式建筑施工省略了砌筑等多个施工环节,且装配式结构组装简单、施工方便,因此装配式建筑可以缩短施工工期,大幅提高摘要：随着城市化发展速度的不断加快，建筑施工集成化以及施工质量、安全、成本、工期控制成为业界重点关注的内容。BIM 技术在装配式建筑的质量、安全、成本及工期控制等方面发挥着极其重要的作用。由于装配式建筑施工需要先加工制作建筑的主要结构，再进行现场装配，因此，如何控制装配式建筑施工质量是施工单位面临的管理难题。目前，施工单位可以采用 BIM 技术建立建筑信息模型，模拟装配式建筑施工全过程，从而有效解决装配式建筑施工的质量问题。基于此，本文对 BIM 技术在装配式建筑中的应用进行研究，以期为相关单位及工作人员提供参考。关键词：BIM 技术；装配式建筑；技术特点；集成应用技术应用房地产世界2023/04167施工单位的经济效益。其次,装配式建筑施工能够提高施工质量。装配式构件是在工厂里预制的,其质量能够得到有效保证,从而能够最大限度地改善建筑墙体开裂、渗漏等质量通病,有助于提高建筑的整体安全等级、防火性和耐久性。最后,装配式建筑预制结构材料通常为环保材料,环保材料的使用能够有效减少对周边环境造成的破坏。同时,装配式建筑施工也能够大幅度改善灰尘、噪声等污染问题,其符合城市文明施工的要求,有利于经济社会的可持续发展。2 BIM 技术在装配式建筑中的应用价值BIM 技术全又称建筑信息模型技术,是一种应用于工程设计、施工、管理等方面的数字化工具。BIM 技术可以借助计算机软件系统建立以建筑施工项目实体三维模型为基础的全信息数据库,并利用该信息数据库来指导建筑设计、施工、管理等各项工作,从而在建筑工程中实现装配式建筑全专业、全过程、全周期的集成应用。另外,BIM技术可以对装配式建筑项目中的设计、生产、施工、管理、运营等全产业链开展信息追踪、指导以及协同管理,并实现装配式建筑信息管理的数据化、多维化、共享化。2.1 装配模拟,指导生产BIM 技术最大的应用价值在于,通过计算机软件建立建筑装配体信息数据模型,模拟设计、装配施工等全过程,指导设计、施工等工作,提前发现设计、施工等过程中存在的问题,便于施工单位及时分析原因,采取改进措施。在装配式建筑施工过程中,对现场装配质量进行有效把控是施工单位面临的重点问题。装配质量与预制构件的设计加工以及预制构件的定位、尺寸等有着紧密的联系。施工单位依靠二维图纸校核,往往很难发现其中存在的问题,从而导致设计不合理、管线与构件之间发生冲突而影响施工质量。对此,施工单位可以利用 BIM 技术建立三维信息模型,模拟装配式建筑的设计、装配等全过程,提前发现和解决设计或装配过程中存在的问题,以提高施工质量和施工效率。2.2 信息融合与技术集成在装配式建筑中应用 BIM 技术,可以实现信息融合和技术集成,有利于满足各专业、各环节的建设与管理需要。另外,在 BIM 技术的支持下,装配式建筑企业能够有效提高施工管理效率,大幅节约施工成本。首先,依托 BIM 技术搭建信息数据库,相关管理人员可以对装配式建筑施工所涉及的信息数据进行导入、融合、分析和三维建模。所有的信息数据可以依托 BIM 技术强大的数据整合功能来满足各专业人员的信息调取、查阅、分析、共享等需求,从而实现数据信息的多维化、透明化和集成化。其次,BIM技术可以利用计算机的数据转换接口,有效集成预制构件生产涉及的建筑、机电、结构、装修等专业的软件与技术,从而形成一个开放的技术平台,实现技术的集成和二次开发。最后,BIM 技术与 GIS、3D 打印以及 VR 等技术的融合与发展,能够大幅提高装配式建筑施工质量与效率,其发展和应用前景广阔,应用价值将会进一步提高。2.3 数据共享,协同管理BIM 技术是大数据技术集成发展的产物,有助于信息数据的及时传递和快速共享,并可对建筑施工过程中各生产主体进行协同管理,从而大幅度提高生产效率,减少建筑管理成本和工期成本。在数据共享方面,BIM 技术依托数据库,将装配式建筑生产的相关信息数据储存在云端服务器中,从而实现数据同步化。在协同管理方面,各生产主体可以利用 BIM 技术平台建立建筑几何模型,控制构件关键参数,优化、变更设计方案,实现多方沟通和协同作业,避免决策错误与生产冲突。也就是说,BIM 技术在装配式建筑中的应用,可以实现结构设计、建筑施工、机电安装以及装修等阶段的信息共享和协同管理,并能帮助施工单位对材料、资金、成品、库存等进行协同管控,从而满足装配式建筑在场地布置、流程控制及工期控制等方面的要求。3 BIM 技术在装配式建筑中的具体应用3.1 在设计阶段的应用BIM 技术在装配式建筑设计阶段的应用具有较大优势。首先,应用 BIM 技术,可以实现 PC 端的协同设计。BIM 协同设计具有一定的便捷性,能够将建筑尺寸、参数等信息数据导入三维建模系统中,等比例建立建筑的仿真模型。同时,设计人员可以利用 PC 协同设计的可视化功能以及可模拟功能,及时发现设计中存在的问题,并快速加以解决。其次,设计人员可以利用建筑信息模型对建筑的性能参数进行深度模拟和分析,如建筑的日照时长、采光通风效果、暖通负荷等。再次,BIM 技术具有深化设计功能,能够促进预制构件的深化设计,保证每一件预制构件尺寸正确、安装无误,有效避免以往二维图纸设计中的盲点和弊端,能够让构件生产人员与现场施工人员对建筑技术应用1682023/04REAL ESTATE WORLD结构信息形成更为直观的认识,让设计方案更好地指导生产与施工。最后,BIM 技术的强大集成功能还可以快速实现设计图纸的生成以及工程量的统计,解决传统设计出图量大、人工设计任务繁重的难题,大幅提高设计效率,保证图纸设计质量,提高工程量统计的准确性。3.2 在生产阶段的应用BIM 技术同样可以用于指导装配式建筑的生产制造环节,有助于提高装配式建筑预制构件的生产质量。装配式建筑最大的优势在于,利用提前加工制造的预制构件进行现场组装,从而大幅提高施工效率。因此,预制构件的生产质量是影响建筑整体装配质量的关键因素。为此,构件生产商可以利用BIM技术对预制构件的生产过程进行管理,及时发现并整改构件生产过程中存在的问题,有效提高预制构件的生产管理水平,保证预制构件的生产质量。3.3 在施工阶段的应用基于强大的集成应用平台,BIM 技术在装配式建筑施工过程中发挥着重要的作用。首先,管理人员可以利用BIM 技术对施工现场进行仿真模拟,例如利用 BIM 平台提前对施工现场的施工材料、施工机械、作业场所、办公区域、生活区域等进行合理布局和规划,以实现对施工现场的合理管控及施工活动的有序推进。其次,管理人员可以结合 BIM 软件与 Microsoft Project 软件进行技术集成,在 BIM 平台上直接导入利用 Microsoft Project 软件编制的施工组织计划,在 BIM 三维模型上加入时间属性,使之成为一个可以实现模态化管理的 4D 管理模型,为现场的施工质量控制、施工工期控制等提供决策依据。再次,管理人员可以利用 BIM 软件的多维模拟功能,对预制构件的吊装过程进行动态模拟分析,以验算预制构件的吊装方案是否合理,如计算预制构件吊装时的受力、重心以及确定吊机类型、吊装角度等。最后,管理人员可以利用 BIM平台进行远程可视化监控。目前,基于大数据管理平台的BIM 技术,可以帮助管理人员在手机 App、PC 端等对施工现场进行实时监控。管理人员还可以随时随地访问和调取 BIM 数据库中的信息,及时了解施工现场情况并进行远程管理。3.4 在运维阶段的应用BIM 技术的强大集成优势和资源整合能力,可以为施工单位运营维护管理提供助力,便于施工单位做出正确的判断。当装配式建筑进入后期运营维护阶段时,施工单位不仅要对建筑整体的装配质量负责,还要对每一件预制构件的质量负责。因此,施工单位必须全面掌握预制构件的设计、生产、装配信息。同时,施工单位可以利用 BIM 信息数据库管理平台,提前对预制构件进行编码管理,通过一物一码来及时发现预制构件可能存在的问题,时刻锁定构件位置,以便随时调取构件设计、生产、制造等相关信息,及时修复或者更换问题构件。4 结语综上所述,BIM 技术在装配式建筑中的应用,是建筑行业的重要发展方向,其为施工单位进行质量控制、成本控制以及工期控制等提供了新的技术形式,有助于施工单位对装配式建筑施工全过程进行信息化管理。随着建筑技术的飞速发展以及 GIS、VR 等技术与 BIM 技术的不断融合,BIM 技术在装配式建筑生产全过程中的集成应用会更加高效、紧密,其应用前景也将更广阔。参考文献：1 刘自昂,郭婧娟.基于 BIM 的装配式建筑施工成本控制研究 J.建筑经济,2022,43(3):40-46.2 杨会会,田科,侯庆春,等.装配式建筑工程施工过程中BIM 技术应用实践 J.陶瓷,2022(3):114-116.3 刘芳,彭征.BIM技术在装配式建筑中的集成应用分析J.陶瓷,2022(7):149-151.（作者单位：兰州新区城建工程有限公司）