BIM技术在预制装配式建筑施工中的应用

杨先平

（中国建筑第二工程局有限公司）

1 引言

现阶段，随着建筑行业的快速发展，建筑工程施工规模逐渐扩大，施工难度也随之提升。传统采用纸质平面设计图纸的方式已经被时代所淘汰。而BIM技术的出现能够将以往抽象、难以想象的二维图纸、符号等转变为具有可视化的建筑图形，还能模拟建筑建成后的效果[1]。将其应用于预制装配式建筑施工中，能有效提升施工效果，促使分散式施工向集成式施工转变。

2 预制装配式建筑定义

随着科学技术的不断发展，工业技术水平明显提升，房屋建造也可以像产品生产一样进行批量制作，将提前预制好的各类构件运输到工地组装起来即可。在以往的建筑设计过程中，需要在施工现场进行各部分构件的生产和制作，在施工现场结合图纸要求进行施工，无法从根本上保证施工质量。而预制装配式建筑是现阶段具有完整性和先进性的一种建筑形式，在工厂中提前对建筑工程所需要的各部分构件进行预制加工，在施工现场通过组合安装即可完成施工建设，包括楼梯、阳台、楼板等。这种建筑形式能够有效实现节能、环保、绿色等目标，而且施工场地相对较小，有助于完成施工标准化，节约各类资源[2]。现阶段，很多城市建筑工程开始使用这种预制装配式建筑，能够从施工全过程保证施工质量，促进城市建设。

3 BIM技术在预制装配式建筑施工中的应用

3.1 工程概况

本文以某市住宅小区为例，该工程中包括了6幢17层小高层，12幢6层洋房构成，小高层的建筑总高度50m，层高2.8m，低层层高3m；建筑结构位框架-剪力墙结构。主楼选择用钻孔灌注桩基础，地下室车库位预应力管桩基础。本文以13号楼为对象，此楼为预制装配式住宅，耐火等级为二级、防水等级为一级，场地类别为三类，抗震设防烈度为6度，基础形式为筏板，使用年限为50年。此次项目的施工难点为装配式建筑需要把施工图纸和实际生产的构件进行拆分处理，并把图纸拆分成可以用来进行实际生产的预制构件，之后再运往现场进行安装施工。如果安装不及时将会出现建筑材料和建筑垃圾堆积的问题。另外，如果出现设计图纸错误，将会导致构件生产和实际相矛盾，出现资源浪费问题。为了避免这些问题，在施工前要进行详细地核对排查，并通过BIM技术在设计初期进行统一的碰撞模拟检查。

3.2 工程中BIM模型的建立

在此工程项目中，BIM建模软件采用的是Revit，对施工进程进行模拟控制的软件是Navisworks，两个软件相结合，对整个项目的设计和施工进行了指导控制。同时，在此项目中还利用vasari软件对该项目实际使用时的室内外温差情况进行模拟。

在进行建模时，先利用Revit软件进行预制装配式建筑BIM模型的建立，并对建立好的模型进行全面深化，为后期不同专业和施工内容的碰撞检查提供便利。在检查完毕之后，对出现错误的地方，进行修改和调整，建立完善的模型。之后，利用vasari软件对建筑的性能进行分析，并对其耗能情况进行模拟对比，为设计施工选择最合适、最节能的设计施工方案。

3.3 BIM技术提供预制构件生产信息

首先，BIM模型中会涉及项目所有信息，可以对单个的构件信息进行查询，让预制构件的生产更加精细化。比如，PC构件厂家通过BIM模型中的图纸信息进行进一步深化处理，相关设计人员将BIM模型的设计结果进行核对矫正，之后可以对模型的造价进行估算处理。此外，BIM模型还可以把图纸转化为二维图纸或者是CAD图纸。比如，在预制装配式楼梯设计时，通过Revit的三维模型中导出二维的楼梯剖面图，如图1，利用二维图纸，预制构件厂可以直接进行生产加工。

图1 该楼PC楼梯二维图

其次，在对工程总量进行汇总和图纸自动生成中的应用。利用BIM模型可以生成钢筋、混凝土等工程量清单，为施工单位和业主单位进行造价预算，核对工程量。比如，利用模型中的Tekla Structures导出该楼项目中的各种预制构件明细表，如预制构件的类别、名称、规格、用途、数量等等，从表中可以对该楼的各种预制构件信息进行直观了解，预制构件厂也可以按照该表进行生产加工。

在本项目中，预制率超过了80%，PC构件的数量是最多的。利用BIM自动出图的特点，可以直接导出PC构件的施工深化图纸。

3.4 BIM技术在碰撞检查中的应用

BIM模型中的碰撞检查工程可以实现三维可视化，比如，在该项目中，如图2，为该楼梁柱结合位置的一个节点三维视图，从图中可以发现梁柱结合位置的钢筋布置情况，以及详细的标注等等，这样施工管理人员可以直接发现节点位置的钢筋布置情况和钢筋设置不合理的情况。另外，还可以检查构件和构件之间有没有严格按照施工设计图纸进行连接。

图2 该楼碰撞检查分析

4 结语

总之，随着社会经济、科学技术的不断发展，BIM技术将会更好地应用在预制装配式建筑中。在满足社会发展需求的同时，还能在工程规划、设计、施工、运营维护等各施工建设阶段发挥作用，利用数据模型和算法结构优化整体功能，确保预制装配式建筑的施工质量和效率。