0 引言

裝配式鋼結構建筑是新興的一種建筑形態(tài)，行業(yè)管理經驗相對不足，BIM技術是一個涵蓋了建筑全生命周期的新興技術，近幾年發(fā)展飛速。將BIM技術運用到裝配式鋼結構住宅施工中，通過BIM技術應用，系統(tǒng)解決三維交底、條板安裝、精裝修是裝配式鋼結構住宅施工中的三個關鍵點，利用BIM技術在工程建設過程中降本增效的優(yōu)勢，巧妙解決了裝配式鋼結構住宅施工中的技術難題、降低了成本。

1 技術應用特點

①通過BIM三維技術解決了傳統(tǒng)施工中二維交底的局限性，降低返工率，提高施工質量。

②提高條板安裝精確度，解決了條板安裝過程中損耗大、揚塵污染嚴重、效率低等問題點。

③合理部署精裝修施工不同專業(yè)間配合協(xié)調，及時規(guī)避沖突碰撞，有效提高施工效率，提升工程質量，經濟效益顯著。

2 過程要點分析

2.1三維交底重要屬性是可視化，簡單直接，一定程度上規(guī)避了平面圖紙表現(xiàn)復雜工序的不足，以山東省淄博市在建某裝配式鋼結構住宅項目分析，以預制樓梯和車庫機電安裝為例，綜合分析三維交底在裝配式鋼結構住宅項目中帶來的優(yōu)勢。

①應用預制樓梯安裝三維交底，可以詳細呈現(xiàn)預制樓梯安裝工藝（見圖1），通過視頻交底全方位展現(xiàn)整個安裝過程，將每個安裝節(jié)點通過三維動畫詳細展現(xiàn)出來，突出重點注意事項，提高施工人員工作效率，更加科學地組織進行安裝，有效避免技術質量等事故的發(fā)生。相比較，安裝方案實施討論工作時間大大降低，安裝效率明顯提高，單體節(jié)約塔吊12臺班。共節(jié)約直接成本約計1.2萬元。

圖1 預制樓梯視頻交底

預制樓梯安裝三維交底除了呈現(xiàn)完整的安裝工藝之外，拆分后的安裝工序更加詳細體現(xiàn)出每一個安裝節(jié)點的注意要點，突出重點注意事項，有序安裝，更加有效提高安裝質量，極大減少返工率，進一步實現(xiàn)快速高效的施工目標。

②車庫機電安裝三維交底。車庫機電安裝三維交底中明確各專業(yè)管線的具體位置，三維交底模型讓機電各專業(yè)現(xiàn)場施工相對獨立，各專業(yè)之間不用擔心相互之間的沖突碰撞，只需按圖施工即可。通過車庫機電三維交底模型，如圖2所示，解決在平面設計中難以發(fā)現(xiàn)的碰撞沖突，調整其合理性，得到最優(yōu)方案，節(jié)省管道和管件用量，降低了由于施工不協(xié)調造成的成本增長和工期延誤。經過優(yōu)化后，管廊凈高3m，排布整齊，無碰撞。優(yōu)化后管廊凈高提高0.5m。

圖2 碰撞優(yōu)化

同時應用三維交底模型作為現(xiàn)場施工依據(jù)效果更加明顯，圖3中所有管線水平定位及標高均詳細標注，實現(xiàn)水電暖專業(yè)的預先配合，調高效率。二次搬運的目的。合理劃分砌筑區(qū)域，計算區(qū)域內條板用量，并根據(jù)墻面位置定點投放所需條板。減少了場內砌筑工人自己切割搬運的情況，避免現(xiàn)場揚塵污染，節(jié)約了砌筑時間，提高廢料利用率，減少建筑廢料的產生。

圖3 優(yōu)化后模型圖

條板后期開槽剔槽也會對板材造成不同程度的損壞，影響安裝效率。基于BIM技術根據(jù)電氣開關插座位置預留配電洞口，預留線管槽，避免了后期電氣路由條板重新開洞開槽，對ALC板造成損壞。

根據(jù)條板排布圖對配電插座開關等配件進行精確定位（圖5），將不同電氣配件類型位置的條板進行編號，條板安裝時直接根據(jù)條板編號統(tǒng)籌砌筑，省時省力，減少了一大批建筑廢料的產生，保證施工現(xiàn)場整潔有序。降低板材損耗率，減少現(xiàn)場開槽剔槽人工成本，確保電氣安裝一次成活率。

圖5 配件定位圖

2.2條板安裝

條板是鋼結構裝配式建筑的維護體系，是鋼結構裝配式建筑的重要組成部分。傳統(tǒng)的條板安裝通常沒有系統(tǒng)的安裝流程，板材現(xiàn)用現(xiàn)切割，對板材用量沒有精確統(tǒng)計，這就造成了搬運麻煩，揚塵嚴重，板材損耗大，極大降低了安裝效率。

通過BIM技術對標準層條板進行排布模擬，合理化排板，精確統(tǒng)計標準層的條板用量和尺寸型號（圖4），提高安裝效率，降低了板材的損耗浪費，達到限額領料、減少

圖4 條板型號統(tǒng)計

2.3精裝修

傳統(tǒng)的二維裝修效果圖局限性很大，效果空間和角度都是已經固定好的，很容易忽略一些死角細節(jié)，達不到真正的裝修圖效果。室內設計關注細節(jié)，燈光、材質、飾面、家具等細節(jié)影響著設計的最終效果。不管在概念設計階段還是深化設計階段，BIM技術都支持設計師生動而方便地表現(xiàn)這些細節(jié)，BIM技術的引入，可以形象看到各構件、物體的型、材質、紋理等信息，渲染出照片級的真實感圖像。解決了傳統(tǒng)二維圖紙表達的局限性。

裝配式鋼結構住宅的精裝修中對露梁露柱的裝修處理是不同于傳統(tǒng)建筑的，通常有兩種解決方法，一種是包梁包柱，一種是做吊頂（圖6）。通過BIM技術的720度全景漫游模型，可以身臨其境感受不同裝修風格，擴展營銷途徑。后期也可以根據(jù)自身需求自行更改變換室內布局，搭配裝修風格和燈光效果，實現(xiàn)不同裝修風格選擇切換。

圖6 臥室吊頂效果圖

通過BIM技術優(yōu)化設計，根據(jù)插座、開關等配件精確點位，協(xié)同其他專業(yè)策劃施工方案，例如根據(jù)衛(wèi)生間開關、門框位置，合理進行瓷磚排布，提前避開可能出現(xiàn)的接縫沖突之處（圖7），達到實用美觀最優(yōu)化，減少返工，提高施工效率，按現(xiàn)行造價文件每戶可節(jié)約材料成本350元，實現(xiàn)降本增效的目標。

圖7 BIM設計后

3 效益分析

①以山東淄博某項目一期工程為例分析，將車庫分攤到各個單體計量。

相比較，單體吊裝安裝方案實施討論工作時間大大降低，安裝效率明顯提高，單體節(jié)約塔吊12臺班。共節(jié)約直接成本約計1.2萬元。

每個單體建筑，水電暖安裝專業(yè)直接成本降低約2.7萬元。

每個單體建筑，內墻板安裝專業(yè)直接成本降低約0.53萬元。

BIM技術在精裝修中單項可降低材料損耗3%，經測算整體精裝修單項，按現(xiàn)行造價文件每戶單體建筑節(jié)約1.26萬元。共計17個單體，單體節(jié)約5.69萬元，一期工程共降低成本約計96.73萬元。其中項目使用BIM技術共計投入36.5萬元，項目使用BIM技術直接經濟效益成本約為60.23萬元。

②通過BIM技術應用，為企業(yè)培養(yǎng)了項目BIM技術人員，建立成型的技術團隊，且結合有實際工程應用，為企業(yè)在項目實踐過程中推廣應用BIM新技術奠定了基礎。

4 應用總結

運用BIM解決裝配式鋼結構住宅施工中的關鍵技術問題，讓原本復雜工序變得井然有序，降低工程造價，提高施工速度。本項目后期評估，得到應用總結：

①三維交底可以全方位展現(xiàn)整個施工過程，能夠提高施工效率，為科學組織施工提供了直觀的依據(jù)。

②運用BIM技術全景漫游模型，能夠直觀真實展示出不同裝修風格，擴展營銷途徑。

③運用BIM技術科技解決具體的施工點，比如：提前進行精裝修設計、對內墻條板進行排布模擬、對配電插座開關等配件進行精確定位，避免關系案碰撞。

④運用BIM技術，協(xié)同其他專業(yè)策劃施工方案，提前避開可能出現(xiàn)的不足之處，減少返工，提高施工速度。

BIM技術能夠及時根據(jù)進度進行分區(qū)、分專業(yè)、分階段工作，為工期進度計劃、成本控制、采購計劃提供參考依據(jù)。

BIM最直觀的特點在于三維可視化，降低識圖誤差，利用BIM的三維技術碰撞檢查，直觀解決空間關系沖突，優(yōu)化工程設計，減少在建筑施工階段可能存在的錯誤和返工，而且優(yōu)化凈空，優(yōu)化管線排布方案。三維可視化功能再加上時間維度，可以進行進度模擬施工。隨時隨地直觀快速地將施工計劃與實際進展進行對比，同時進行有效協(xié)同。

建筑過程的數(shù)據(jù)對工程建成后的運營管理非常有價值。特別是安裝類的工程，在用戶試用階段的維修更換比較頻繁。因為一般的結構安全是自成一個整體系統(tǒng)，相比受力計算和結構強度，安裝模擬的模型及數(shù)據(jù)共享是運營維護方經常使用到的。使用BIM信息交流技術，可以使業(yè)主、管理公司、施工單位等眾多單位在安裝、管道、裝修單元等方面實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。