BIM技术在装配式建筑中的应用

(聊城大学 山东 聊城 252000)

在传统建筑行业中，由于其资源利用率比较低，浪费率比较高，造成严重的污染而饱受诟病。相比之下，装配式建筑在施工过程中产生的污染比较少，施工速度快，资源利用效率高等优点受到了人们的青睐。装配式建筑由于其设计系统化、安装专业化的特点，使得其与传统的建筑形成了强烈的反差。近年来，我国建筑行业逐步推广BIM技术，相关技术和方法在装配式建筑中应用可以有效提高建筑设计生产和施工的效率。

一、装配式建筑及BIM技术概述

(一)装配式建筑

装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业转移到工厂中进行，在工厂加工制作好建筑用构件和配件(如楼板、墙板、楼梯、阳台灯)，运输到施工现场，通过可靠的连接方式(如套筒灌浆、螺栓连接、焊接等)在现场装配安装而形成的建筑。包括预制装配式混凝土结构、钢结构、木结构建筑及混合结构建筑等。装配式建筑采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理、智能化应用，是现代工业化生产方式。

(二)BIM技术

BIM 技术主要是指通过建筑工程项目里面的各方面有关信息数据，构建出相应的建筑模型，对建筑物的真实信息数据进行模拟，从本质上而言就是一种数字信息的仿真。BIM 技术具有四个方面的特点：(1)可视化，BIM 技术将图纸里面的平面化线条通过三维立体展示出来，确保有关人员能够对其一目了然。(2)协调性，BIM 技术能够对建筑物建造前一阶段存在的各种专业之间的碰撞问题予以协调，从而生成和提供协调数据。(3)模拟性，不仅仅是模拟建筑物模型，还可以模拟虚拟的事物。(4)优化性，BIM 技术在设计、施工、运营各个环节都能够实现比较好的优化[1]。

二、BIM技术与装配式建筑结合的优势

装配式建筑的核心是“集成”，BIM 技术是“集成”的重要手段。两者结合主要优势体现在以下方面：(1)优化施工进度流程，在装配式建筑实际生产施工中，应用 BIM 技术能有效地控制及协调材料的运输进场时间;通过 BIM 技术与无线射频技术的结合，可以实时地把控材料的运输及进场时间、安装状态，及时规避因生产、运输等因素造成的施工进度滞后等问题。(2)保证施工质量，利用 BIM 技术能有效保证装配式建筑施工安全及施工质量。通过 BIM 技术实现现场协同管理与可视化施工工艺交底，可有效降低沟通时间和成本，确保施工质量。在施工现场中，利用 BIM 协同软件进行质量安全问题的反馈追溯，可以实现工程项目安全及质量问题的闭环，有效控制建设项目质量。(3)提高施工效率，以 BIM 模型为载体将施工过程数据进行收集、采纳、存储，再配合相关的BIM 软件对项目进行施工工艺模拟，合理制定施工组织管理方案、精确掌握施工工艺流程，可以提高施工效率及施工精度，避免返工和成本的增加，加快施工进度[2]。

三、BIM技术在装配式建筑中的应用

(一)BIM技术在装配式建筑设计阶段的应用

BIM 在装配式建筑设计中的一项功能就是建模以及绘图功能，BIM 建模与绘图功能与传统绘图、建模有一定的差异，传统绘图将参数以及图纸数据相分离，而 BIM 绘图是根据参数构建起的数据库，装配建筑的每一个构件都在 BIM系统中留有记录，如果建筑构件出现更改，BIM 系统就会自动调取参数，对其他构件数据进行修改，解决数据不匹配的问题。在装配式建筑中的另一个功能就是对工程检测以及协助施工。传统施工中需要多个学科参与装配建筑建设，导致短时间内各个学科间的配合不熟练、不协调。应用 BIM 技术能够在信息化的辅助下进行协同管理，在一个平台内集合所有的学科数据，将参数数据集于模型中，为各学科专家的沟通提供便利。

(二)BIM技术在预制构件生产阶段的应用

在装配式建筑构件的生产制造过程中，将 BIM 技术与 RFID 技术进行有效结合，把 RFID 芯片植入进各种预制构件里面，该芯片里面包含有构件的几何尺寸、材料种类、安装位置等各种信息。另外，由于 RFID 标签编码的唯一性特征，所以在构件的生产、储存、运输、吊装等任何一个环节都能够确保信息的准确性[3]。BIM 技术的应用不仅能够为构件的生产管理子系统提供相关数据，还能够将所有预制构件的存储、质量监测、生产等信息返还至 BIM 数据库。在 BIM 技术和RFID 技术的有效结合下，能够保证预制构件的零库存与零缺陷。

(三)BIM技术在装配式建筑施工阶段的应用

在装配式建筑施工阶段，BIM 技术的主要应用价值有以下方面：第一，能够随预制构件的库存和现场管理进行改善。在实际的施工现场构件找不到或者构件找错等情况是时有发生的，所以只有严格对施工现场进行管理才可以防止此类事件的发生。而在这个阶段利用 BIM 技术就可以对这些构件实时追踪控制。它们结合的优势就在于获得信息准确且传递速度快，能够减少人工引起的误差；第二，利用施工模拟对施工、成本计划进行优化，对工程质量的进度进行控制，对装配式建筑的各种资源投入情况和整个施工过程进行模拟，形成一个动态的施工规划。另外在模拟的过程中，对原有的施工规划存在的问题进行优化，避免工期延长和成本增加，使整个项目的施工流程和成本资源的投入更加直观的展现在施工人员和技术人员面前[4]。

(四)BIM技术在装配式建筑运行维护阶段的应用

在装配式建筑工程的运行维护使用阶段使用 BIM 技术，具体可以做到以下几点。(1)加强相关设备的使用与维护的技术。在这一阶段需要对设备的运行与维护进行定期或者不定期的检查与维修，防止设备出现意外的情况对建筑工程的使用造成影响。(2)实行高效的能源消耗与质量管理。在这一阶

段通过相关技术获取更多的建筑运行信息，如果运行中发生质量的问题，就可以很快地找到问题的原因，快速的解决问题。提高运行的效率。同时在装配式建筑所选用的材料为可循环建设材料，其本身具有较高的环保和节能效果，相比于传统的建筑材料来说，更具有生态效应。装配式建筑模板不仅可循环利用，还能够减少脚手架等辅助工具的使用，降低对木材、钢材的应用[5]。

四、结语

综上所述，在装配式建筑施工中应用 BIM 技术，不仅可以提升建筑施工质量与建筑施工效率，还可以促进建筑企业的进一步发展。与此同时，随着BIM技术的合理化应用，也帮助建筑施工解决了原有的资源浪费与环境污染问题，最终促进建筑行业朝着可持续的方向不断前行。