基于 BIM 的预制装配建筑体系应用技术
【摘要】BIM 技术在当今房建工程施工作业中具备及其重要的作用，其作为一种三维建模技术可以大幅提高建筑施工过程的
效率。本文首先对BIM 技术进行了概述；然后将BIM 技术和预制装配技术结合，分析了基于BIM 技术的装配式建筑，包括其设计过程、构件生产过程以及施工过程中的应用；其次结合现状总结了目前基于BIM 技术的装配式建筑建造过程中存在的问题；最后提出了相应的解决方案。
【关键词】BIM；装配式建筑；建筑体系；应用技术
1. 绪论
近年伴随着科技的进步和经济的发展，我国各行各业进入了
一个高速发展的阶段，我国的建筑业也在其中。其建筑项目需要在保质保量的前提下，更快、更稳、更安全地完成。BIM 技术作为一种在建筑设计和施工领域中的一项新型数字仿真模型技术可以将传统的依托于CAD 的平面设计转化为三维的立体设计。BIM 技术有利于从全局角度管理建筑工程的设计、建造全过程，从而达到提高工程质量、节约工期、同时控制施工成本等目的。
传统建筑方式不同，装配式建筑是建筑领域一种新的模块化制造方式，它将建筑项目与标准化有机地结合起来，把施工现场需要完成的作业转移到工厂内部，以预制件的形式运送到施工现场再进行连接。这种方法不断提高了施工效率同时降低了建筑成本，是一种快速高效、节能环保的建筑方式。
2. 基于BIM 技术的预制装配式建筑
装配式建筑的典型特征就是标准化、模块化的预制构件提
前在工厂内进行生产，运输到工地进行组装。因此装配式建筑预制构件的参数相对固定，构建数据可以较为准确直接地被获取。BIM 技术则是在设计阶段就将建筑项目的参数以数据化的形式表现出来，由于传统建筑形式建筑的具体参数很难在设计初期获取，而装配式建筑标准化。模块化的特点正契合了BIM 技术对于参数的需求。因此基于BIM 技术的预制装配式建筑需要将方案分解成相互独立的模块，以模块为单位，进行空间的多种组合。
3. BIM 技术在预制装配建筑构件设计过程中的应用
传统的装配式建筑时代经常会出现设计成本较高、信息错
误等问题，项目中没有把信息化技术作为建筑设计的基础。基于BIM 技术的预制装配建筑构件在设计阶段就已经将设计单位和生产单位联合到一起，把后续的生产、施工环节提前，在设计之初就共同合作、发现问题，保证后续建筑项目可以顺利进行。
3.1 预制构件库的完善
通过BIM 技术可以在预制装配建筑构件设计过程中将构件标准化、通用化设计，并将这些预制构件统一录入到预制构件库，通过项目和时间的积累，在预制构件库内会积累大量的预制构件模型，可以大大降低设计成本。而且由于在设计之初就需要同生产单位进行沟通协调，可以提前考虑生产单位的生产水平，提前做好充足准备。
3.2 建立BIM 模型
BIM 技术有利于从全局角度管理建筑工程的设计、建造全过程，从而达到提高工程质量、节约工期、同时控制施工成本等目的。设计单位在得到基础数据后需要确定建筑项目的结构，并依照一定标准尺寸以及结构将整个建筑项目拆分成独立的模块，通过预制构件库中预制构件的组合，来实现整个建筑项目模型。
3.3 BIM 模型的分析和优化
通过预制构件有机组合而成的建筑模型并非满足要求的最终设计方案，由于整个建筑项目是由独立模块拼凑而成，因此在预制构件连接处节点的钢结构较为复杂，需要特别注意。采用BIM 模型可以通过碰撞检查进行项目分析，从而设计出满足项目要求的建筑模型。
4. BIM 技术在预制装配建筑构件生产中的应用
目前大多数生产单位依旧采用平面化图纸作为设计依据，这
种二维图纸表达不够清晰、直观，需要技术工人有较强的试图能力，即使是熟练地工人也可能出现错误。BIM 技术是基于信息化的技术，他携带了预制构件的全部信息参数，在构件生产阶段可以以三维模型的方式，直观清晰的表现在设计人员面前，简化了设计人员的工作。而且一旦在生产阶段发现问题，可以直接对
BIM 模型进行修改、优化，避免了重复出图，节省了大量的设计时间。BIM 模型除了构件的基础参数以外还可以将构件的位置、生产厂商等信息录入，有利于更完善的制定生产进度计划。
5. BIM 技术在预制装配建筑施工中的应用
5.1 场地布置
在施工现场中面临着多种作业协同进行的问题，因此需要对整个施工现场有一个科学合理的规划，场地上需要预先配置好预制构件存放区，方便后续工作时准确的找到预制构件的位置，保证施工的顺利进行。BIM 技术可以为建筑施工场地的分布提供一个三维的指导，直观地将机械设备的规划、临时建筑物的布置以及安全通道、临时道路、加工棚和构件存储区有机结合起来，并模拟不同条件下施工现场的作业情况，优化现场布置，辅助设计决策。
5.2 预制构件管理
由于预制构件以模块化形式堆放在建筑工地，预制构件的类型以及数量可以录入一个数据库，根据每天的施工进度提前一天预测接下来需要使用的预制构件，并提前运送到施工处，这样有序的运输预制构件可以大大缓解施工现场物料的堆积问题，降低存储成本。
5.3 施工进度管理
施工进度在整个建筑项目施工过程中是十分重要的一个环节，决定了整个项目能否按期进行交付。在实际工程进展过程中，需要不断根据现场情况修正施工进度计划。在装配式建筑施工过程中，借助BIM 技术可以模拟现场施工进度，从而准确的安排工作。同时在施工过程中，可以实时的借助BIM 技术对施工现场进行空间检验、工量检验等操作。
5.4 施工安全管理
施工现场安全管理在施工过程中也是十分重要的保障环节。装配式建筑是一个多工序、多工种协调配合的复杂系统。BIM 技术可以与VR 技术结合，模拟出三维立体空间，让人们可以以亲历者的身份体验施工现场环境，进行事故模拟体验，从而更加直观清晰地感受事故的发生，直接提高工人的防范意识。
6. 基于BIM 的预制装配式建筑亟待解决的问题
6.1 标准化程度较低
目前我国现行的建筑设计标准不能满足装配式建筑的需求，装配式建筑不是简单地将整体要求分散在单个的模块，而是要严格的根据数字化标准考察模块之间的相互配合。每个独立构件应该具备独立的实用功能。
6.2 产品标准化设计和个性化需求的矛盾
伴随社会的发展，人们对于个性化产品的需求也不断增加，建筑也同样有个性化的需求。由于装配式建筑模块化标准化的特点，因此从本质上就与个性化定制产生冲突。运用BIM 技术时可以将构件进行拆分，但是个性化构件并没有相关的拆分标准可以参照，导致构件很难投入生产，造成成本的增加。
7. 结束语：
本文分析了BIM 技术以及装配式建筑的特点，将BIM 技术
和装配式建筑结合起来，从BIM 技术在预制装配建筑构件设计过程中的应用、生产中的应用、以及施工中的应用三个方面阐述了该技术的优势，最后总结了我国现有的基于BIM 的预制装配式建筑亟待解决的问题，提供了技术改进的方向。
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