工程总承包背景下BIM技术在装配式建筑工程中的应用研究

工程总承包背景下BIM技术在装配式建筑工程中的应用研究

李飞

昌大建筑科技有限公司山东省潍坊市261000

摘要：随着社会经济以及城市化进程建设的不断加快，就使得当前我们国家很多城市的人口密集程度越来越高，伴随出现住房紧张、城市用地面积减少等问题；因此，为了让住房建筑工程更好的为社会主义现代化建设助力，就需要对其建设技术以及工程质量等进行深入研究，从而以期满足当前的社会需要。本文选择以装配式建筑工程为研究对象，通过分析其与传统建筑形式之间的差异性，对其与BIM技术的创新融合进行应用研究，从建筑工程的设计、预制构件的生产以及现场施工等几大方面展开论述；最后将相关研究思路以及内容应用在实际工程项目中，最终为我们国家建筑工程的发展奠定理论基础和实证依据。

关键词：装配式建筑；BIM技术；创新融合；应用研究；装配施工

1引言

近年来，伴随着建设绿色、生态、环保、环境友好型社会等的宏观政策调控下，越来越多的行业领域发展不得不向低碳经济、绿色环保等方面发展；而作为污染较为严重的住房建筑工程，在城市建设过程中往往会引发系列现实问题，因此，面对诸多宏观政策的调控，就需要对其进行优化创新，使得其逐渐趋于绿色经济等方向发展。装配式建筑形式，由于其具有高信息化程度、节约劳动力、机械化程度高等诸多显著性优势，逐渐成为当前很多建筑工程的实际应用方向。

与此同时，更为重要的是，以建筑信息模型（BIM技术）为代表的信息化技术，由于其参数化、可视化、协调化等多方面的功能优势，就给当前的装配式建筑的实际应用提供新的融合发展视角，从而能够更进一步推动我们国家建筑工业化的快速发展。装配式建筑工程的进度可以分为设计阶段、构件生产阶段、装配施工阶段，因此对于BIM技术在装配式建筑工程中的应用也可从该过程阶段出发，即设计阶段采用BIM技术进行模块化设计，提升构件设计总体效率及质量；在构件生产阶段，有效利用BIM技术可实现对构件的有效识别与追踪；在施工阶段，BIM技术可以很好的实现对现场施工进度、碰撞检查等模拟，进而有效对相关施工方案进行相关优化设计与现场施工。综上，本文选择以工程总承包为研究背景，对BIM技术在装配式建筑工程中的应用进行深入研究，最终促进我们国家城市住房建设领域的发展。

2装配式建筑与传统建筑形式间的差异性分析

2.1发包方式

从我们国家建筑工程的承发包模式发展内容来看，早期传统建筑形式往往采用平行承发包的模式，在该模式中最大的缺点就在于工程设计环节与现场施工之间的严重脱节，从而导致很多工程项目很难有效推进，并且在发生一些安全事故时，对于责任的认定也是十分模糊的。因此，我们国家为了能够让装配式建筑能够在更好的发展与应用，于是提出工程总承办模式，即由企业同时承担统筹者、主导者，从而对工程施工过程中的各个环节进行有效衔接，进而避免设计与施工脱节等现象。

2.2参与主体

在装配式建筑中，其构件生产主体也成为整个工程建设的重要组成部分，这一变化不仅能够显著增强工程设计以及现场施工之间的紧密型，同时由于构件生产部门的重要参与，就使得整个构件生产的质量以及精确性等均得到显著提升，从而最终有效保证装配式建筑工程的实用性以及安全性。

2.3设计要求

在传统的建筑内容设计过程中，更多的是考虑工程的功能要求、建筑面积以及立体造型等过程。但是对于装配式建筑设计来说，其不能仅仅着眼于建筑工程的功能以及预制率，而且对于构件的实际生产过程以及现场施工等条件也要进行深入的研究分析，从而才能够使得装配式建筑的设计过程贯穿工程建设始终，充分保证其建设质量以及标准性。

3工程总承包模式下BIM技术的应用

3.1装配式建筑工程总承包模式

由于在传统的建筑工程中，所采用的平行发包很容易导致工程设计与现场施工之间的严重脱节，因此在深入考虑到装配式建筑工程的实际实施阶段以及特点，从而出现EPC工程总承包模式，从而使得建筑工程从设计、采购、施工以及试运行等阶段均作为一个整体所进行，由建筑工程的总承办商对工程的质量、进度、安全等内容全权负责，具体的各阶段及协作关系见下图所示：

（1）产业链整合

在EPC工程总承包模式发展下的BIM技术，由于其最大限度对工程内容的设计、构件的设计与生产以及现场的具体施工等过程进行有效整合，进而就会使得设计内容更加具有实用性及可操作性，从而能够建立良好的技术体系和高效的管理体系。

（2）降低工程造价

在总承包模式下的工程设计，由于其所有的设计风险以及工程造价等均是由总承包商来负责，因此，为了最大限度提升企业的利益，其设计部门在进行工程设计的过程中无疑会更加的精细化和组织化，从而显著降低整个工程实施的造价。

（3）专业化服务

由于在装配式建筑中对于BIM技术的良好应用，就使得其工程从构件的设计、生产以及装配施工等方面均有了更多信息化、协同化的发展趋势，因此对于这些技术的融合创新应用，其必然能够使得整个建筑工程的各个部分均趋于标准化、规范化。

3.3装配式建筑工程各阶段对BIM技术的应用

（1）设计阶段

利用BIM可视化设计和协同设计，对墙板、楼板、梁以及阳台板等结构部件进行自动拆分，通过BIM软件的参数化功能构建各类预制构件的标准化“族”库，然后将同类型“族”进行优化，形成常用预制构件的标准形状和模数尺寸，随着构件的数量、种类和规格的不断丰富，逐渐建立起标准化预制构件库，提升设计效率和设计质量。

（2）生产阶段

在BIM技术的应用中，由于能够很好实现对预制构件的三维模型建造，并且可以利用该技术可以有效将构件的平面图、立体图以及剖面图进行主动生成，从而最终在数控机床等信息化机械设备的系统配合下实现对构件的精确化、标准化生产。

（3）施工阶段

在装配式建筑工程中，同样要根据现场的施工条件以及施工构件等来提前对现场施工进行设计，所以在施工阶段可以利用BIM技术有效对其施工场地进行三维模型设计，以动态的形式对道路、机械设备以及物品堆放区等进行模拟。之后利用该技术的可视化原理对钢筋与管线节点等之间的碰撞点进行有效检查，并且及时建立无碰撞的建筑模型。

4BIM技术在装配式建筑工程中的实际应用

4.1工程概况

该项目是某集团公司作为EPC总承包方实施的第一个装配式住宅项目，总建筑面积1.3万平方米，建筑高度27.12米，建筑抗震设防烈度为6度，施工工期为2018年3月至2019年5月。主体结构采用框架柱—剪力墙现浇模式，在充分理解传统结构图的基础上，根据二维图纸对部分构件进行拆分设计见下图：

4.2BIM技术在项目施工阶段的具体应用

（1）节点可视化交底

传统二维图纸拆分设计不能很好地考虑构件之间的整体性，容易导致预制构件不能准确搭接，而预制构件节点的连接质量，直接关系到装配式建筑的整体稳定性、防水质量以及隔音效果等功能，利用BIM从整体角度考虑构件之间连接的合理性，单独生成构件施工详图指导现场施工。

（2）管线综合优化

依靠二维施工图纸进行管线综合，需要花费大量的时间去发现专业之间“错、碰、漏、缺”等问题，而利用BIM技术在三维可视化模型下能够准确地展现各专业之间的空间布局和管线走向，提前快速发现问题并制定管线排布方案。

（3）吊装工序模拟

墙板弹线、垫块找平→预制墙板安装准备→安装斜支撑地面端→预制墙板吊装→预制墙板快速定位→预制墙板精调→安装斜支撑上部固定端→现浇节点钢筋绑扎→机电线盒、线管埋设→预制墙板间现浇节点支模→预制墙板灌浆操作→墙体混凝土浇筑成型。

参考文献：

[1]王淑嫱,周启慧,田东方.工程总承包背景下BIM技术在装配式建筑工程中的应用研究[J].工程管理学报,2017,31(6):39-44.

[2]BIM技术在预制装配式住宅施工管理中的应用研究[D].湖北工业大学,2017.