BIM技术在装配式住宅建筑中的应用分析-以长圳公共住房及其附属项目为例

倪晓鹏 毛丰强 杜飞

摘 要：现今，信息技术的不断发展以及城市化水平的不断提高，使得BIM技术及装配式施工在超高层住宅建筑施工中的应用越来越广泛。此文以长圳公共住房及其附属项目为例,分析BIM技术在超高层装配式住宅建筑中的具体应用。

关键词：装配式建筑；BIM；模型轻量化；智慧建造；

1 案例背景

长圳公共住房及其附属项目位于深圳市光明新区光侨路与科裕路交汇处东侧。项目用地20.7公顷，总建筑面积约115万㎡。共有24栋住宅塔楼，两层地下车库，150m高的塔楼19栋，100m高的塔楼5栋。

其中6#楼为100米钢管混凝土组合主次结构体系；7A、8#、9#楼为100米装配整体式剪力墙结构体系；10#楼为100米装配整体式剪力墙结构体系；其余19栋塔楼均为150米现浇剪力墙结构体系与部分预制构件结构相结合。

2 BIM技术的概念

Building Information Modeling，就是建筑信息化模型。在建筑工程施工中，首先依据建筑信息，创建智能三维模型，并支持在整个项目生命周期（规划、设计、构建、运营和维护）内进行文档管理、协调和仿真，为建筑工程的实际施工提供了技术保障，有效地提高了建筑工程的施工效果和效率。将BIM的可视化、协调性、模拟性、优化性等特点应用于超高层装配式住宅建筑的设计与施工中，具有提高生产、节约成本和缩短工期等优点，实现快速建造。

3 BIM技术在长圳项目的具体应用

3.1 一体化BIM协同工作模式

通过BIM技术，项目实现了在设计阶段中对生产、施工、运维的前置参与，提前了解生产阶段、施工阶段、运维阶段各参与方的需求与要求前置，即在设计阶段就可以进行全过程的模拟预演，从而使生产、施工、运维阶段通过BIM信息化模型实现信息交互，实现“全员、全专业、全过程”的三全BIM信息化应用。

图1 BIM全过程应用点

3.2 基于BIM的预制构件库和标准楼栋

采用标准化的套型模块，组合成各类标准楼栋。各专业（包括构件生产、装配施工、商务管理）共同结合正向设计，实现建造全过程的“数字孪生”。

本工程共采用了包括预制阳台、预制叠合板、预制楼梯、预制凸窗、预制花池、预制复合外墙、预制受力内墙、预制受力外墙、预制叠合剪力墙等在内的10种预制构件。

图2 100米装配整体式叠合剪力墙结构住宅标准层预制构件组合图

3.3 “三全BIM”， BIM模型轻量化引擎系统

组织设计、工厂、工地的技术人员，线上远程BIM协同，精细入微地进行正向三全BIM设计，成果通过项目验收。通过将线下设计完成的整体BIM模型导入轻量化引擎系统完成轻量化，实现在智慧建造平台上的流畅浏览，并可自主选择查看各专业以及各阶段不同模型，查看构件从设计、生产、验收、吊装的全过程信息。

中建科技成功自主研发了“工业化、数字化、一体化”智慧建造平台，结合三全BIM设计成果，建立项目级构件及部品部件库。将项目级数据库信息云端备份至公司核心数据库，实现了构件三维模型与设计信息于各端口间的无损传递和线上实时调取。同时，由BIM轻量化模型为每一个构件生成唯一二维码，通过移动端APP进行数据累积写入，利用信息化技术打通现场，平台，模型全流程数据，实现构件全生命周期可追溯，将承建商与建造过程和构件进行互联，建立全过程质量、进度追溯管理体系，实现施工进度可视化。

图3 数字孪生建筑

3.4 基于BIM模型进行商务算量

在长圳项目投标阶段，通过正向设计的BIM自动生成4万页工程量清单，以一体化思维将“三全”因素融入商务招采的管理范畴，在“一体化智慧建造平台”上开发了“智慧商务”系统。

“智慧商务”以成本数据标准化为手段，将投标报价、设计、招采、施工、结算五个阶段造价数字化进行串联管理，把与造价有关的设计、质量、安全、工期、风险等因素，以合约的角度进行数字化并联管理，使各管理方按合同规定协同工作，让企业管理层实现“无报表化”管控项目风险，实现了管理行为的数字化，提高了管理效率。形成了标准化成本数据库，为以后的投标、设计、履约、结算提供了大量的数据支撑；形成了能反应商务业务能力的基础数据，为商务人员的绩效管理、职业晋升提供了很好的依据，保障企业的健康发展。

4 创新点应用

4.1 AI图像识别

长圳项目运用AI图像识别技术，结合AI自主学习技术和机器视觉技术，捕获现场工人动作和工人穿戴图像，对现场工人出现的未佩戴安全帽等危险行为进行实时识别、实时报警、现场处罚，最后将全过程同步至云端记录，从而进一步地保证现场工人作业的安全文明规范行为，杜绝安全隐患。

4.2 项目飞行管理

长圳项目通过无人机拍摄，根据现场拍摄需求，自动智能规划飞行航线，执行航拍任务，并依照预设的飞行轨迹，完成全自动巡航飞行及图像采集。根据飞行拍摄的图片及影像，通过边界重叠算法生成现场三维模型，直观的反应现场形象进度，或用于计算现场土方量等等。

4.3 幸福空间展示

长圳项目幸福空间是在BIM模型的基础上，利用VR技术，将设计、建造信息融入VR可视化场景中，让用户既能看到实体场景又能直观了解房屋数据信息，真正做到BIM数据全生命期应用。

5 结语

通过BIM技术在建筑施工中的应用，借助其可视化的优点，工作人员可以清楚的对项目整体及各个环节的成本、质量、安全等方面进行较为全面的控制，实现了更为细致化的管理，高质高效地完成项目施工。同时，发挥EPC企业的优势，生产施工过程中可能遇到的问题都提前到设计阶段进行解决，实现了信息的累积叠加而不是重建，提高信息利用效率，提升施工效率，打造出包含时代气息的精品化建筑。

参考文献

1. 姜琳，乔如渊，潘辉. 装配式建筑全寿命周期BIM技术应用问题及应对措施研究[J]. 建筑结构，2019,49(S2):558-561.

2. 刁尚东，苏岩，马柔珠等. BIM技术在预制装配式建筑施工安全管理中的应用[J]. 广东土木与建筑，2020,27(03):61-64.

3. 杨涛，李蕾，王广涛，汪胜，刘彬. BIM技术在超高层建筑施工中的应用[J]. 建筑施工，2015,02:237-239.