BIM技术在住宅产业化中的应用

王星

摘要：目前，在我国BIM技术理念己迅速扩展至整个建筑行业，BIM技术在设计、施工和运维等阶段的应用己经成为我国BIM技术发展的主旋律。为此，政府己出台多项政策指引建筑行业BIM技术的发展。BIM技术将成为中国建筑行业信息化发展的领头羊。

关键词：住宅产业化；BIM；建筑信息化

1、住宅产业化的内涵和现状

住宅产业化是一个完整产业链上的系统范畴，需要各个产业部门和上下游企业的统筹协调。根据产业经济学相关理论，可以把住宅产业化的过程分为四个主要阶段：产业化准备阶段，进行产业化政策、住宅建筑标准化研究等基础性工作；初步发展阶段，深入地对产业化技术体系进行研究，初步形成住宅标准化、部品化、工业化，尝试进行试点建设；快速发展阶段，住宅技术体系趋于成熟，生产经营一体化、协作化得到完善，进行规模性的建设；产业化成熟阶段（见图1）。

图1住宅产业化发展阶段示意图

自1999年国务院发布《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意见》以来，我国住宅产业化经历了一个开始推进，但发展缓慢的过程。经过了十几年的发展，我国住宅产业化取得了一些进步，但与发达国家相比，产业化水平仍然相对较低，这主要表现在：建筑标准化程度低、住宅部品化程度低、施工工艺仍以现场湿作业为主、劳动生产率低、能源消耗高、没有形成产业化链等。现阶段，我国的住宅产业仍属于粗放型发展的产业，住宅产业化水平仍处于初步发展阶段。

近几年，各地相关文件纷纷出台。2012年12月，浙江省人民政府办公厅发布《浙江省人民政府办公厅关于推进新型建筑工业化的意见》提出：建立我省新型建筑工业化体系。2014年7月，住房和城乡建设部出台的《关于推进建筑业发展和改革的若干意见》提出要积极稳妥推进建筑产业现代化。产业化从此进入快速发展期。

2、BIM技术在住宅产业化应用的可行性分析

在我国，住宅产业化拥有强大的生命力，然而在发展过程中暴露出一些问题，为促使我国住宅产业化健康有序的发展，函需解决这些问题。BIM技术是我国建筑行业发展的动力，优势明显，可促使建筑行业信息技术化发展。目前，BIM技术的应用已开始成熟，将BIM技术应用于住宅产业化具有可行性。BIM技术可用于全生命周期管理，可科学指导装配式建筑项目管理。BIM技术可进行施工模拟，模拟施工现场构件、设备的布置，进行施工进度管理，成本管理等，指导施工、保证施工质量。应用BIM技术可使项目全生命周期更加透明且高效，可减少因设计错误、各专业沟通理解不到位带来的经济损失，还可在施工阶段进行科学合理的成本控制。

3、BIM在住宅产业化中的应用

3.1BIM在设计过程中的应用

3.1.1深化设计

住宅产业化的深化设计是在原设计施工图的基础上，结合预制构件制造及施工工艺的特点，对设计图纸进行细化、补充和完善。传统的设计过程是基于CAD软件的手工深化，主要依赖深化设计人员的经验，对每个构件进行深化设计，工作量大，效率低，且极易出错，将BIM技术应用于预制构件深化设计则可以避免以上问题，因为Revit软件具有三维设计特点，使结构设计师可直观地感受构件内部的配筋情况，发现配筋中存在的问题。

3.1.2预制构件拆分与参数化配筋

BIM软件基本都是基于Revit平台的应用软件，Revit软件中的结构模型是由建筑模型导入并修改而来的，但建筑模型中的楼板外墙等构件还都是一个整块，须将连续的结构体拆分成独立的构件，以便深化加工。预制构件的分割，须考虑到结构力量的传递、建筑机能的维持、生产制造的合理、运输要求、节能保温、防风防水、耐久性等问题，达到全面性考虑的合理化设计。在满足建筑功能和结构安全要求的前提下，预制构件应符合模数协调原则，优化预制构件的尺寸，实现“少规格、多组合”，减少预制构件的种类。

构件拆分完毕后对所有的预制构件进行配筋。预制构件种类较多，配筋较复杂，工作量相当大。但因之前在建筑建模时BIM采用的是参数化模块设计，这就使后续的结构构件配筋变得方便快捷。钢筋的参数化建模是指在Tekla软件中开发自定义、可满足预制构件配筋要求的参数化配筋节点。通过Tekla软件开放的节点库建立了一系列的参数化配筋节点，并通过调整参数对构件钢筋及预埋件进行定型定位，实现对构件的参数化配筋，并将二次开发的参数化构件都保存在组件库中，供随时调用。通过参数化方式配筋，简化了繁琐的配筋工作，保证了配筋的准确性，提高了整体效率。

3.1.3碰撞检查

预制构件经过深化设计可保证每个构件在施工现场都能准确安装，不发生错漏碰缺。但一栋普通的产业化住宅，其预制构件极多，要保证所有的预制构件在现场拼装不出现问题，可依靠BIM技术，快速准确地在BIM模型中事先消除可能发生在现场的冲突与碰撞。通过BIM技术进行碰撞检查，将只有专业设计人员才能看懂的复杂的平面内容，转化为一般工程人员可以很容易理解的3D模型，能够方便直观地判断可能的设计错误或者内容混淆的地方。通过BIM模型还能够有效解决在2D图纸上不易发现的设计盲点，找出关键点，制订解决方案，降低施工成本，提高施工效率。

3.1.4工程量统计

在产业化住宅中，包括预制外墙、预制内墙、预制楼梯以及钢筋混凝土叠合板，不同的构件有不同的截面、材质和型号，工程量统计是一项大工程。BIM能够辅助造价人员实现工程量统计，需要借助Revit软件自身的明细表输出功能，借助软件自动生成的钢筋、混凝土、门窗等明细表，方便造价人员进行工程量统计和工程概预算。

3.2BIM在建造过程中的应用

3.2.1基于BIM的预制建筑信息管理平台设计

住宅产业化项目通过深化设计后，就进入建造阶段。由于预制构件种类繁多、信息复杂，为便于在建造过程中质量管理、生产过程控制，规划建立了基于BIM的PC建筑信息管理平台。通过平台系统采集和管理工程的信息，动态掌控构件预制生产进度、仓储情况以及现场施工进度。平台既能对预制构件进行跟踪识别，又能紧密结合BIM模型，实现建筑构件信息管理的自动化。

3.2.2预制构件信息跟踪技术

在深化设计阶段出图时，构件加工图纸可通过二维码表达每个构件的编码。构件生产时由手持式读写器扫描图纸二维码就能完成构件编码的识别，加快了操作人员对构件信息的识别并减少错误。在构件生产阶段，可将RFID无线射频识别芯片植入到构件中，并写入构件编码，就能完成对构件的唯一标记。通过RFID技术来实现构件跟踪管理和构建信息采集的自动化，提高工程管理效益。

3.2.3施工动态管理

预制构件需在施工现场进行拼装，与传统工程相比，施工工艺较复杂，工序较多，因此需对施工过程进行严格把控。Tekla软件能够对基于实际施工组织设计方案的动态施工进行4D仿真模拟。将各构件安装的时间先后顺序信息输入到Tekla中，进行施工动态模拟，在虚拟环境下对项目建设进行精细化的模拟施工。在实际施工中，通过虚拟施工模拟，及时进行计划进度和实际进度的对比分析，优化现场的资源配置。

4结束语

总之，BIM有利于工业化住宅技术的发展，也是面向我国建筑行业，创新现代服务模式，研究建筑设计行业以BIM技术在住宅产业化设计中的应用技术，通过项目BIM技术应用实践，探讨建筑行业向绿色、环保、低碳方向发展的方案途径。所以说，住宅产业化与BIM技术的目的一致，相辅相成，相互促进。住宅产业化是住宅市场发展趋势，BIM技术是一个优秀的实施平台。

参考文献

[1]李建成.BIM应用?导论[M].上海：同济大学出版社，2015.

[2]熊诚.BIM技术在PC住宅产业化中的应用[J].住宅产业，2016（6）.