BIM技术在预制装配式建筑绿色施工中的应用_王思程.pdf

石材2 0 2 3 年2 期 51 石 材S H I C A I装配式建筑B I M技术在预制装配式建筑绿色施工中的应用王思程（中国建筑科学研究院有限公司，北京 10 0 0 13）前言在对预制装配式建筑工程进行绿色施工的过程中，B IM 技术具有非常显著的应用优势。因此，在具体施工中，相关单位应根据实际的工程概况，对B IM模型进行科学建立，然后再通过B IM 模型的形式对整体工程的绿色施工进行模拟，以此来实现各项信息和图纸的提供，并通过合理的碰撞检查来确保施工效果与安全。这对于装配式建筑工程的绿色施工将会起到非常好的指导作用。一、工程概况本次所研究的是某预制装配式住宅工程的绿色施工，该住宅的总建筑面积是14027m2，高度是49.5m，共17层。该建筑的基础形式为筏板，3层及以上均通过预制装配式施工技术进行施工。该建筑的设计使用年限是50年，防水等级设计为一级，抗震设防烈度设计为6度。因为预制装配式建筑和传统建筑存在一定的不同，其构件需要在生产厂家进行预制，然后再运输到施工现场进行拼装，在此过程中会存在很多的不确定因素。为实现整体施工质量的良好保障，防止因错误和漏缺等问题导致的资源浪费情况发生，并实现工程成本的有效控制，本次施工中，特对B IM 技术进行了合理应用。本文就是对B IM 技术在此项工程绿色施工中的具体应用策略进行的分析。二、BI M 模型建立（一）装配式构件族库建立因为预制装配式建筑需要先对混凝土构件进行预制，然后再将其运送到施工现场进行拼装。其中的预制构件包括很多种，因此在具体的预制过程中，为防止构件不达标所导致的能源和材料消耗，达到良好的绿色施工效果，相关单位就需要通过B IM 对其装配式构件库进行建立。在此过程中，可通过BIM 技术中的Re v i t 进行族样板建立，并在样板上进行相应的建模与修改。这里的族是指可以载入到Re v i t 中的构件族，其中包括装配式建筑中的叠合板、结构柱以及框架等。构件族中的所有文件都可以独立编辑，且能够在不同的项目中反复应用。将REX 扩充插件加以合理应用，可将装配式构件族库建立在.r f t 族样板文件中，并将其储存成.r f t 格式的文件，这样便可使其在任何项目设计中都能够应用;同时也可以将其用作构件详图，从而为工场化构件生产进行详细图纸的提供1。通过这样的方式，可实现装配式构件设计效率的显著提升。在本次项目的预制装配式施工过程中，主要通过B IM 技术进行了标准化与参数化的族库建立，包括预制叠合梁板族、结构柱族、楼梯族、楼板族和一些模数不固定的特殊族。同时，借助于Re v i t，也可以进行塔吊、提升塔架以及临时支承架等的各种族文件创建，从而让模型施工现场具有更加丰富的环境，为施工现场工作空间的合理利用与部署提供足够便利。具体创建中，在Re v i t软件中找到“公制常规模型.r f a”这一族样板，在编辑器界面中进行族文件绘制，这样便可实现提升架、支撑架以及塔吊等各种族文件的创建。作者简介：王思程（19 8 1），男，宁夏中宁县人，工程师。主要研究方向为工程管理DOI:10.14030/ki.scaa.2023.0046 52 STONE 2 0 2 3 No.2装配式建筑（二）BI M 模型建立在本次工程的BIM 模型建立中，首先借助于Re v i t这一软件对装配式建筑进行B IM 模型创建，在按要求将所有工程数据导入之后，B IM 模型便可自动生成。然后将这个模型作为依据，对该工程中的各个专业进行深化设计，以此来为后续的各个专业碰撞检查提供便利。在完成检查之后，对于出现的错误以及各个专业之间不能对接的问题，需要及时进行修正处理，以此来实现模型的进一步完善2。图1是本次装配式建筑工程首层的BIM 模型建立界面截图：图 1 本次装配式建筑工程首层的BIM 模型建立界面截图（三）室内环境模拟本次工程中，建筑性能分析主要通过B IM 中的v a s u r i 软件来实现，因本次工程主要采用的是绿色施工，所以在具体分析中，主要对建筑耗能进行模拟分析，对模型中不同的开窗尺寸进行对比，以此来确保开窗设计的节能效果。经对比分析发现，在本次项目中，开窗尺寸过大和过小都将会对建筑的节能效果造成不利，经综合对比分析发现，当开窗面积在其所在墙侧总面积中的占比是17%的情况下，建筑的节能效果最好。三、BI M 技术在装配式建筑绿色施工中的主要应用策略（一）通过BI M 进行预制构件生产信息的提供在对装配式建筑进行了B IM 模型的创建之后，其中所有的信息都包含在了这个模型中，每一个构件的信息都可以在这个模型中查询，所有构件信息也都将通过数字化的形式进行显示，以此来为模型查询提供足够便利，并未预制装配式构件的精益化生产提供科学参考。（二）通过BI M 实现工程汇总和图纸自动生成在预制装配式建筑工程的绿色施工过程中，通过B IM 技术及其模型的合理应用，可以为钢筋以及混凝土等各项工程量清单的生成提供足够便利，以此来帮助业主进行科学的工程量核算和造价预算，尽最大限度避免不必要的浪费情况产生，从而达到良好的绿色施工效果。借助于B IM 模型，可对单一的预制装配式构件数量和用料总量进行汇总，同时也可以对所有的预制装配式构件数量进行汇总，并分别列出相应的工表 1 本次工程中的预制装配式构件工程量汇总序号构件主材主材规格单层数量使用层数总数量1叠合板桁架筋2.22m m13个15层195个2叠合板桁架筋3.32m m17个15层255个3叠合板桁架筋3.42m m36个15层240个4叠合板桁架筋3.94m m16个15层240个5叠合板桁架筋4.22m m19个15层28 5个6预埋件PVC八角盒100m m 高31个15层465个7预埋件PVC穿筋方盒8 6m m 注胶290个15层4350个8预埋件铁方盒8 6m m 注胶12个15层18 0个9预埋孔PVC下水管160*3m m6个15层90个10预埋孔PVC下水管200*3m m6个15层90个石材2 0 2 3 年2 期 53 石 材S H I C A I装配式建筑程量清单，其中包括预制装配式建筑绿色施工中所需要的构件名称、规格以及数量等的各项信息，以此来为预制装配式构件的生产提供科学、充分的依据3。表1是本次工程中的预制装配式构件工程量汇总。本次工程项目中的预制率在70%左右，涉及到非常多的装配式混凝土构件。通过B IM 技术中的自动化出图这一功能，可将装配式混凝土构件深化图纸以及整体施工图纸导出。同时，B IM 的出图也会根据实际的工程设计修改实现动态更新，让三维模型始终随着二维设计图纸的改动而动态变化，从而达到精确无误的转化效果。通过这样的方式，便可有效避免钢筋布置过多或者是遗漏等所导致的构件浪费问题，从而为其绿色建筑奠定良好基础。（三）通过BI M 进行整体工程施工的碰撞检查在B IM 技术中，一项强大的应用功能就是碰撞检查。基于此，在建筑工程的绿色施工中，可对B IM 软件中的碰撞检查功能加以科学利用，并使其和三维可视化这一功能结合在一起。通过这样的方式，不仅可以让整体建筑工程的外观形状得以直观展示，同时也可以展示出各个构件局部构造节点位置的连接方式。在完成了整体建筑工程模型建立之后，也可以对其中的所有构件配筋情况进行进一步的查看，并对其各个节点位置的钢筋碰撞情况进行检查4。图2是本次建筑工程中的BIM 碰撞检查分析界面截图：图 2 本次建筑工程中的BIM 碰撞检查分析界面截图在这个B IM 三维模型图中，可对该项目的梁柱结合部位具体的钢筋布置进行详细标注与说明，这样便可使其节点位置的实际钢筋布置是否合理得到准确判断。如果问题比较严重，在施工现场不能得到有效解决，就需要将相应的装配式混凝土构件返回生产厂家进行二次修改，严重的情况下甚至需要重新进行设计和加工。这样的情况势必会导致大量的能源和材料浪费，对绿色建筑十分不利，同时也会加大施工中的时间和成本消耗，对整体工程建设的经济效益造成不良影响。在对本次建筑工程项目中的装配式混凝土构件进行碰撞检查时，设计者首先在B IM 软件中完成了整体建筑工程结构模型的建设，在完成了模型建设之后，借助于其中的Te k l a St r u c t u r e s s 这一软件对整个结构模型进行碰撞检查与深化设计5。设计者在BIM 软件中将所有碰撞的位置标出，并根据相应构件的具体设计及其实际应用需求对出现问题的构件逐一进行了修正，最终消除了相互碰撞情况。四、结束语综上所述，在对建筑工程进行绿色施工的过程中，通过B IM 技术的合理应用，可实现工程设计与建设效率、质量的进一步提升，并实现工程成本与环境效益的良好保障。基于此，在具体的设计和建设过程中，相关单位一定要对B IM 技术加以合理应用，通过B IM 模型的建立来完成各种详细的工程量清单以及设计图纸导出，并对现场的实际拼装施工进行科学的碰撞检查，便可实现整体装配式建筑中各个预制构件设计的及时整改，使其设计和装配质量得到良好保障，从而有效避免装配式混凝土构件生产加工问题的产生，尽最大限度确保其现场施工效果。参 考 文 献1 张悦,卢彦峰,符惠萍,苟强,孙拴虎.论装配式建筑项目在全生 命周期中应用B IM 技术的问题及对策J.科技风,2 0 2 2(11):75-7 7.2 唐继华.基于B IM 的装配式建筑施工管理系统研究J.黑龙江 科学,2 0 2 2（0 6）:143-145.3 陈敏.装配式建筑设计中的B IM 方法应用分析J.建设科技,2 0 2 2（0 6）:3 4-3 6.