绿色装配式建筑及其BIM技术应用的思考

孔凡柱

摘要：集中预制的PC构件在我国的装配式建筑中大量存在着，这种施工方式的速度快、作业量少并且施工机械化程度高，能够较好地满足我国现行标准下绿色施工的具体要求。在对装配式建筑不断深入研究的过程中，我们发现在装配式建筑中应用BIM技术也是一项重要课题，BIM技术具有优异的模拟性、协调性、可视性以及可出图性，其几乎可以做到完全覆盖建筑中的各类几何和非几何信息，涉及到建筑的材料、重量、尺寸和造价等多个方面的内容，应用BIM技术也能够更好地解决装配式建筑施工中本就存在着的各类问题，同时也优化了施工中的每一道工序和每一个环节，提升了设计效率，保证了施工质量。文章从装配式建筑施工前期、施工阶段以及施工后期三个方面来探讨BIM技术的应用情况，并充分地认识到装配式建筑工程施工中应用BIM技术的重要性和必要性。

关键词：装配式建筑；BIM；绿色

引言

我国建筑行业规模庞大,对经济发展起到了明显的支撑作用,但传统建筑业发展方式粗放,消耗大量的自然资源,对生态环境产生了广泛的不良影响。随着国家大力促进经济、社会转型发展,传统建筑业的战略意义正在被新兴产业赶超,国家和民众对建筑行业在环保、效益、品质、创新等方面的要求也越来越高,深入推进绿色施工势在必行。预制装配式建筑将大量的构件进行工厂预制、现场装配,再通过简单的后期处理即可完成建设,具有资源浪费少、施工速度快、环境污染小、施工质量可控性强等特点,与绿色施工理念的契合度很高。BIM(建筑信息模型)技术在建筑全寿命周期内有着广泛的应用价值,可以有效提高施工效率,控制施工成本,改善施工质量。基于BIM技术的预制装配式建筑绿色施工有利于促进建筑行业转型升级,提升企业核心竞争力,推动经济社会可持续发展。

1预制装配式建筑与绿色施工

我国传统建筑业以工人在工程现场施工为主,人力成本高昂,作业环境较差,施工管理困难,质量难以保证,容易造成资源和能源的浪费,对周边环境的光污染、声污染、水污染等不良影响也很大。预制装配式建筑将很多在现场露天环境中完成的施工作业转移至工厂内完成,大量的构配件预制完毕后,统一运至工程现场进行组装,再通过浇筑部分混凝土、做好节点处理等即可完成建设。预制装配式建筑很好地解决了传统建筑业中存在的诸多不足,可以明显提高资源利用率,减少对生态环境的影响,充分实现“四节一环保”,同时确保了建设项目的高品质,提升了企业的核心竞争力。可以说,预制装配式建筑这一概念本身就契合了绿色施工的理念和初衷。

2绿色装配式建筑及其BIM技术应用

2.1构建装配式标准化族库

在装配式建筑工程项目中应用BIM技术能够更好地发挥出两者的优势，借助于BIM技术施工单位能够建立一个装配式标准化族库，这样就能够建立更加完善的装配式建筑结构模型了，建模的时间被大大缩短了。另外，BIM技术中的碰撞校核管理器也能够及时检查相关的碰撞信息，有效解决预制PC构件出现碰撞的问题。在装配式建筑构件的生产阶段也能够科学应用BIM技术，传统的生产预制构件的过程是存在着一定的弊端的，生产人员经常会无法准确读取二维图纸，那么就会影响构件的数据，既浪费了材料，同时也影响的施工进度的有序进行。而如果使用BIM技术，施工单位就能够将材料、尺寸以及钢筋水泥的相关参数等模型数据信息以直观的形式提供给生产厂家，借助于二维码技术能够将设计参数直接转换成加工参数，生产系统中直接输入设计信息，生产构件的准确率大大提升，同时也大大提升了预制PC构件的机械化水平。

2.2运营环节

在运营环节，利用BIM技术可以实现信息化管理，传统运营管理工作中，一般是应用手写记录方式，工作量大，在装配式建筑中，有多种类型的机械设备、自动化设备，监控难度较大，在BIM模型中，记录着各类信息，方便相关人员的随时调取、查阅，了解设备运行状态。在设备信息化管理上，应用BIM技术可以延长设备寿命，通过扫描FRID标签，可以明确设备参数、型号、检修记录以及安装时间，若存在故障，扫描后，即可获取详细信息，利用BIM技术，维修人员可以第一时间赶赴现场维护，调用配件信息。另外，在运营环节应用BIM技术，也可以满足应急信息化管理要求，在现代化装配式建筑中，其智能化程度显著提升，对各类智能化设备的管理难度颇高，应用BIM技术，在发生突发状况时，可以发出预警信号，利用三维可视化技术，可以传递实时信息。

2.3BIM技术在成本控制中的应用

绿色装配式建筑的根本目的就是在保证工程质量的前提下，最大程度的降低对我国自然资源及能源的消耗，企业及施工单位需时刻秉承该原则，提高各种能源的利用率。同时成本是影响企业核心竞争力的主要因素，为了能够提高企业的竞争力，使其能够在竞争激励的市场中占据一席之地，施工单位相关管理人员需做好材料采购、运输及进场各环节的严格把控工作，并根据工程的实际情况及发展需求制定合理的施工方案，明确每个阶段的施工进度，尽可能的降低施工阶段的成本支出，同时各部门也可通过BIM平台中了解施工进度以及各项数据信息，使其能够协同完成施工建设，从而才能达到成本控制工作的根本目的。而BIM技术的应用可缓解造价人员的工作压力，通过相应的3D模型就能够计算及统计出各环节材料的实际用量，更可以将该建筑中的各种构件编辑相应的代码，在施工阶段，可通过查询代码的形式快速的对应出各构件的实际位置，这也可避免施工人员的盲目性，使其能够准确的将各种构件在对应位置上安装完成，该方式不仅可以有效提高施工效率，更可以提高各环节的协调统一性，从而有效推动我国装配式绿色建筑的建设水平的提升。

2.4BIM与装配化施工

将施工进度计划嵌入BIM信息模型，将空间与时间维度信息整合在一个可视的4D模型中，直观、精确地反映整个建筑的施工过程。通过构建模型，可以提前预知项目总体计划是否合理，场地布置是否合理、施工工序是否合理，并及时进行优化。通过对复杂施工部位和关键施工节点提前预演，强化工人对实际施工环境和施工步骤、施工措施的熟悉度，提高工作效率。研究发现，在设计阶段模拟装配、实施碰撞检测等，可以有效解决现场装配中遇到的新问题，并提高施工过程的效率。实际工作中，生产的所有材料不可能在现场都实验组装一遍，但BIM软件可以帮助实现虚拟组装实验，如整体卫浴在BIM中进行虚拟组装实验来帮助解决节点接口的问题。另一方面，BIM最重要的一个功能是可以用来进行构件、材料的工程量量算，从而帮助进行成本、材料、人员管理。因此，数字建造的基础是BIM信息化建筑模型，通过BIM和装配式建筑的结合，可以支撑装配式建筑的数字化建造。

结语

传统建筑模式管理难度高、施工周期长、对能源的消耗较大，在各个阶段，风险、误差问题也普遍存在，在倡导绿色、节能、环保的背景下，装配式建筑应运而生，这一建筑模式在我国的应用还处在发展阶段，在实际推广上，还存在一些显著问题。将BIM技术应用在装配式建筑全生命周期中，能够有效优化管理体系，用数字化手段来提升管理效能，是未来建筑领域的技术趋势。就当前来看，BIM技术在装配式建筑中的应用还处于初级阶段，在下一阶段，需要从技术、管理等多方面着手，充分发挥出这一技术的作用。

参考文献

[1]刘濠，洪洁茹，章梦霞，等.结合BIM与二维码技术的装配式建筑信息管理方法研究[J].施工技术，2020（02）：110-114+118.

[2]张颖.关于BIM技术的绿色建筑设计思路分析[J].建材与装饰，2019（30）：124-125.