装配式建筑设计施工中BIM技术的应用研究

胡瑛

摘要：装配式建筑设计施工的BIM技術应用使装配式建筑设计更符合现代城市化发展需求，同时建筑施工使用质量得以保障。本文将根本装配式建筑设计施工特点，对其与BIM技术的关系与实际应用逐一阐述，并制定有效的装配式建筑设计施工BIM技术运用方案，以此为后续阶段科学的运用BIM技术开展装配式建筑施工设计提供部分参考性建议。

Abstract： The application of BIM technology in the design and construction of prefabricated buildings makes the prefabricated building design more in line with the needs of modern urbanization， and the quality of construction and construction is guaranteed. In this paper， the characteristics of the basic prefabricated building design and construction as well as its relationship with the BIM technology and its practical application are expounded one by one， and an effective BIM technology application plan for the prefabricated building design and construction is developed， which can provides some reference recommendations for the prefabricated building design and construction.

关键词：装配式；建筑；设计；施工；BIM；应用

Key words： prefabricated；building；design；construction；BIM；application

中图分类号：TU74；TU17 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）28-0212-02

0 引言

现今，装配式建筑设计的节能、多功能及高美观度等相关特点，逐步在城市现代化建设发面进一步凸显，成为未来建筑设计发展的主要构成。其中BIM技术的有效应用，为装配式建筑设计施工实际性问题的解决提供了完备的技术应用条件，因此做好BIM技术在装配式建筑设计施工方面的研究分析尤为必要，是提高装配式建筑设计施工质量及水平的有效途径。

1 装配式建筑设计施工与BIM技术应用的关系

装配式建筑设计应用采用多模组拼装构成，基础建构简单，且易于维护管理，具备节能、高效及信息化等相关特点。随着市场发展对建筑设计使用功能性及实用性要求的逐步升高，建筑建设成本随之攀升，为更好的适应市场环境，采用装配式建筑设计尤为必要。早期阶段的装配式建筑设计仍离不开对模版类施工材料的运用，相关的经济效益及节能效益不高。现阶段的装配式建筑设计，同时对BIM技术的科学化运用，有效解决以上问题，从节约、环保及绿色处理角度分析，现代装配式建筑设计施工均优于传统装配式建筑建设，是未来阶段建筑行业房屋建设设计的主要发展方向。BIM技术基于计算机图像处理技术开发，技术图像处理空间维度更高，同时可有效的根据实际使用要求，对BIM技术应用功能做出调整，进一步突出BIM技术应用灵活性及多变性特征。BIM技术在装配式建筑方面的设计施工应用，最早可追溯到上世纪末期，该阶段建筑设施方案总体已采用模块化项目设计模式，但设计形式单一，技术应用条件受限，未能充分的发挥BIM技术在装配式建筑建设应用方面的实际优势。在后续阶段的信息化网络技术及建筑技术设计完善阶段，BIM技术可视化、集成化及模拟性特点愈发明显，进而得以在现代装配式建筑设计施工方面大展拳脚。通过运用数据库信息，分析建筑模版构成参数，并对建筑设计方向及设计结构做出判断，采取三维模型构建方法实现对建筑模型的立体化设置，在模型中对现场施工、构件生产及建筑设计等进行拟真操作，继而运用BIM技术达到装配式建筑设计施工的低成本与高质量作业要求。

2 装配式建筑设计阶段的BIM技术应用

相比于传统建筑设计运用，装配式建筑设计的BIM应用具备独立进行构件生产的能力，通过对BIM模型及图纸的绘制，结合工程施工要求，对相关的构件规格及参数进行信息整合，并传送至相关的构件加工生产单位，通过构件生产拼装，实现建筑整体化设计。虽然装配式建筑设计总体优势明显，但相关的基础施工流程应用仍不可避免，继而需要运用BIM技术做好施工项目及施工现场协调工作，以便各部门可按照预期规划开展施工作业。在工程量统计及造价管理方面，BIM技术可有效的对不同的施工项目所需费用及工程量等进行预估，并选择最佳的工程造价管理方案组织造价管理，同时具备现场施工实时监控能力，可根据现场施工情况对工程量等数据进行调整，避免了繁琐的人工计量及核准预算工作，使装配式建筑设计更符合后续阶段工程施工建设的基本需要。

2.1 BIM模型建立及图纸绘制

BIM模型设计采用三维独立空间设计方案，具备独立模型数据演示功能，相关参数信息通过计算机的输入调整，可有效控制BIM建筑模型结构变化方向。如在实际的模型建设阶段，未能设置有关的建筑参数，亦可采用数据库内信息进行建模设计。相比于二维空间模型建立应用，三维独立空间不仅立体化成像能力更强，且信息展示及读取更为全面，包括单元结构设计的构件类型、尺寸、材料及数量等多项信息，可为技术人员提供全面的信息参考帮助。由于BIM模型基于计算机信息成像技术开发设计，所以技术应用可控性较高，能够随时根据工程设计要求，对图纸绘制内容进行更变，使BIM技术设计应用整体性更强。早期阶段建筑图纸绘制以CAD技术为主，随着技术应用条件的越发苛刻，CAD技术已难以有效的满足现代建筑设计需要，继而成为BIM技术应用的一种辅助技术时段，通过前期BIM技术建模数据，可运用CAD技术对二维图纸、构件及数量表等参数进行导出修改，实现BIM技术与CAD技术应用的一体化融合。

2.2 工程设计及施工设计协调

BIM技术条件应用下的装配式建筑设计施工虽然有效将传统繁琐的工程设计流程进行优化，但必要的施工项目仍需在建筑装配拼装施工阶段予以应用，继而需要在施工设计阶段，对有关的工程项目内容进行协调处理，避免出现工程项目施工矛盾及项目施工秩序混乱问题。BIM技术不是传统意义的计算机软件控制技术，它是一种完善的技术应用平台，为工程施工设计、技术处理等构筑了坚固的技术壁垒。所以在工程施工设计协调方面，可采用BIM技术平台工程周期计算模版，对工程施工技术应用及施工方向类似的工程项目进行规划，在保障工程施工质量的前提下，将部分工程进行删减与合并，实现多项施工工程作业的协调处理，一方面在节省工程施工成本的同时，也有效解决工程项目施工矛盾对冲问题。

2.3 工程量统计及造价管理

传统工程量计算及造价管理需要消耗的人力资源及物力资源较多，且实际成本较高，技术应用时间周期较长。而BIM技术由于采用智能化及自动化的电子运算，可在短期内完成大量的工程统计造价管理工作任务，并可将工程造价管理及工程量控制错误率控制在0.1%以下，有效解决工程造价管理核算及预算不准确问题，为后续阶段工程建设的顺利进行，提供实际参考，同时为工程造价管理内容的修正及修改预留了大量可用时间，使工程造价管理及工程量统计内容可与工程施工建设设计项目步调一致。

3 装配式建筑生产阶段的BIM技术应用

装配式建筑生产阶段BIM技术应用主要有两个方面。首先是构件的生产制作，由于装配式建筑建设应用对构件参数规格精细度要求较高，所以对于构件生产数据的控制，可由BIM技术进行代替。为降低成本，现阶段装配式建筑构件生产均由第三方生产商进行生产管理，传统的构件生产对相关数据信息内容的整理并不准确，导致后续阶段构件生产难度较高，施工阶段对构件的使用存在部分实际缺陷，需要进行二次返工加工处理，在此过程中进行工程成本增加，构件生产制作效益大打折扣。BIM技术能够针对不同的特殊构件结构，对数据信息做详细化处理，尽可能的对第三方生产企业提供完善的数据信息内容，以此提高装配式建筑构件生产质量及应用有效性。其次是构件的运输与仓储管理。早期阶段的构件运输主要由第三方单位承担相关工作，部分工作内容细节性问题处理不佳，促使构件在运输及仓储过程中出现坏损及老化等质量问题。BIM技术综合兼容性较高，可在生产企业构件运输及仓储方面，提供RFID芯片数据共享反馈，通过对RFID芯片构件类型及材质等相关内容的获取，有效的控制构件运输过程及仓储管理，利用BIM平台及RFID芯片技术融合保障装配式建筑构件生产符合建筑设计及施工使用需要。

4 装配式建筑施工阶段的BIM技术应用

装配式建筑施工阶段BIM技术应用并非是单一的技术体系，而是多元的技术应用模式，需要辅以RFID芯片信息处理技术、3D建模技术、4D建模技术及5D建模技术等多种技术类型开展施工阶段控制设计工作，以此保障相关施工作业与预期工程规划保持一致，确保工程施工作业的科学性及合理性。

4.1 施工模拟仿真

装配式建筑施工对工程作业机械化标准要求较高，且需要具备良好的现代施工工艺技术能力，施工内容根据工程施工设计的不同有多个分支，不同的工程分支内相关工作项目安全系数及管理标准差异化明显，需要在装配吊装、垂直机械施工及施工现场材料运输管理等方面，利用BIM技术对工程施工过程进行仿真模拟，以便通过模拟对可能存在的潜在风险及相关工程施工问题予以解决，使工程施工作业安全性及时效性得以保障，为工程成本的控制与工程质量的提升创设有利的技术模拟应用条件。

4.2 施工质量进度成本控制

BIM技术在施工质量进度成本控制方面，需要结合RFID芯片数据处理技术加以完善，采用质量数据对等分析与施工流程的RFID芯片数据追踪，实现对施工现场的实时监控，并与3DBIM模型转换端口相连接，针对不同的施工技术质量问题进行修正，而后将相关数据发送至4DBIM可视化模型，引入资源维度控制降低工程资源运用成本，与此同时形成5DBIM建模，实现对施工进度及施工质量的控制，使装配式设计施工的BIM技术充分发挥管理控制优势，为未来阶段装配式建筑设计应用发展创造科技管理环境。

5 结语

綜上所述，装配式建筑设计施工的BIM技术应用并非单一的软件技术控制模版，而是庞大的技术控制应用平台，通过技术建模，模型分析及工程施工流程模拟等，实现对装配式建筑施工管理的前期阶段拟真化控制优化，进而为后续阶段工程施工技术、管理等相关方面问题的解决夯实技术基础。

参考文献：

[1]马跃强，施宝贵，武玉琼.BIM技术在预制装配式建筑施工中的应用研究[J].上海建设科技，2016（4）.

[2]董苏然，许晓文，付素娟.BIM技术在装配式建筑设计中的应用实践[J].建设科技，2017（3）.

[3]靳鸣，方长建，李春蝶.BIM技术在装配式建筑深化设计中的应用研究[J].施工技术，2017，46（16）.