bim和装配式建筑，BIM技术在预制装配式轻钢结构中的应用

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核心提示：BIM技术的使用已经成为建筑业不可抵挡之势，它为整个行业带来的高效率及高效益是有目共睹的。而作为生态建材的轻钢结构及绿色建造方式的预制装配式，其研究、应用前景也为行业看好。通过本文中已述方法，可实现BIM与预制装配式轻钢结构的创新结合，体现当前行业内的又一研究创新点，为相关各方提供了一个实用研究方法。

1.1 预制装配式建筑

预制装配式建筑（ ，简称PC）始于17世纪，在20世纪初引起行业内的关注，其建造方式如汽车制造过程，指建筑的构配件采用工业化方法生产，在施工现场进行安装，是工业化建筑的主要方式。采用预制装配式建造的建筑具有以下主要特点：生产效率高，建造速度快，现场湿作业少，施工受季度影响小。

1.2 轻钢结构

轻钢结构是指围护结构自重轻，承重结构截面小，标准化、自动化、机械化快速制作安装，采用新结构钢材的新结构体系。轻钢结构主要体系有：门式钢架结构体系、多层框架结构体系、冷弯薄壁型钢结构体系、薄壁褶皱拱桥屋面体系、空间和张拉结构体系。

与传统砖混结构相比，轻钢结构对环境污染少，有利于保护生态环境，因此也被誉为“生态建筑体系”。我国大面积应用轻钢结构是从20世纪80年代初开始，30多年来国内逐渐形成了具有一定规模的轻钢结构专业厂家。目前国内轻钢结构多数用于工业及商业建筑，相比同类建筑体系，其建筑物重量减轻30%，使用面积可提高5%左右，且能有效提高劳动生产率考什么证赚钱多，其崛起将给住宅建筑业带来一次产业革命。

1.3建筑信息模型

随着建筑业信息技术的发展，建筑信息模型（ ，简称BIM）的相关研究及应用取得了突破性进展。BIM从某种意义上讲源于制造业的产品全生命周期管理理论（ Data ，简称PDM）是以三维技术为基础，信息管理为手段，建筑全生命周期为主线，将建筑产业链各个环节关联起来并集成项目相关信息的数据模型。BIM作为一种革命性技术，能够利用所得信息，从全寿命周期角度对项目进行分析、计算及模拟等工作，从而提高产业效率、降低成本并减少信息丢失。

2.BIM与预制装配式轻钢结构的结构

2.1结合方式

对于制造业的PDM，管理的基本单位为单个“零件”。传统建造方式中其“零件”的概念不是很清晰，但在预制装配式建造方式中，预制的柱、梁、板等构配件实质就是建筑物被“零件化了”，所以BIM技术在此建造方式中具有天然的应用优势。

预制装配式轻钢结构的结构构件对工业化、标准化、模块化程度要求较高。BIM与其结合，可以较容易实现模块化设计及构件的零件库。另外基于全寿命周期的信息管理可以对其生产运输及施工过程进行合理计划，从而实现构配件的零库存管理。

BIM与预制装配式轻钢结构的结合亮点包括：

2.1.1实现装配式建筑在全寿命周期中各个阶段的集成，协调各个阶段的关系，减少变更

预制装配式建筑项目传统的建设模式是设计→工厂制造→现场安装，相较于设计→现场施工模式来说，已经节约了时间，但这种模式推广起来仍有困难，从技术和管理层面来看，一方面是因为设计、工厂制造、现场安装三个阶段相分离，设计成果可能不合理，在安装过程才发现不能用或者不经济，造成变更和浪费，甚至影响质量；另一方面，工厂统一加工的产品比较死板，缺乏多样性，不能满足不同客户的需求。

BIM技术的引入可以有效解决以上问题，它将设计方案、制造需求、安装需求集成在BIM模型中，在实际建造前统筹考虑设计、制造、安装的各种要求，把实际制造、安装过程中可能产生的问题提前消灭。

2.1.2实现装配式建筑在全寿命周期中信息的集成利用，减少信息流失，并将信息进行加工处理，指导制造、运输和安装

在建模过程中，将项目主体钢结构各个零件、部件、主材等信息输入到模型中，并进行统一分类和编码。制定项目制造、运输、安装计划，输入BIM模型，协调制造方、运输方、安装方的时间，实施更新变更，减少库存。分析、总结指导项目各阶段需要的信息，导出信息发送给负责人，精确指导制造、运输、安装过程。

2.2BIM的应用过程

在整个项目全寿命周期过程中应特别注意信息的收集及实时更新，以形成动态的、准确的信息数据流。

2.2.1设计阶段

将传统的2D抽象图纸进化到3D交互方式，对构配件进行数据及信息收集，利用BIM进行建模及计算，同时规范校核，通过三维可视化对设计图纸进行深化设计，进而指导工厂生产加工，实现了部品件的生产工厂化。

2.2.2生产阶段

根据设计阶段已完成工作，分析相关构配件已实现的参数化及模数化程度，对其进行相应的修整，以形成标准化的零件库。另外，利用BIM技术中的三维可视化功能对构配件进行运输及施工模拟bim和装配式建筑，制定合理的运输及装配计划。

2.2.3运输阶段

基于前一段的工作bim和装配式建筑，BIM技术在预制装配式轻钢结构中的应用，将BIM引入建筑产品的流通供配体系，根据已做的运输与装配计划，合理计划构配件的生产、运输与进场装修，实现“零库存”。

2.2.4装配阶段

对项目装配过程进行施工进度模拟，直观展示项目的进度安排。另外，进行项目关键节点链接、部件搭接等的虚拟模拟，以形象的指导施工安装工作的开展。

2.2.5竣工阶段

对前序阶段的信息进行集成整合，总结各个阶段的计划与实际差别的原因，分析归纳出现的问题并找出解决方法，从而形成基于产业链的信息数据库，为以后工程项目的开展提供参考。

3 结语

BIM技术的使用已经成为建筑业不可抵挡之势，它为整个行业带来的高效率及高效益是有目共睹的。而作为生态建材的轻钢结构及绿色建造方式的预制装配式，其研究、应用前景也为行业看好。通过本文中已述方法，可实现BIM与预制装配式轻钢结构的创新结合，体现当前行业内的又一研究创新点，为相关各方提供了一个实用研究方法。

bim在工程建设中的作用，什么是 BIM，它的具体作用是什么

最近BIM在国内炒的比较火，但提到什么是BIM，说的最多的概念跟bim_百度百科里的内容差不多。

这种对BIM的认识，是属于BIM的狭义认识，也就是 BIM。这个概念我觉得看看百度百科就差不多了。

但BIM实际上的内涵要比这个丰富的多。

本文重点讲的是BIM的本质，也就是Big BIM

我们先来聊聊B、I、M三个单词所代表的意义，再来聊聊BIM的含义。

B是，国内直接的翻译是建筑。但其实这是不准确的翻译。所代表的不是建筑，而是土建类（或者称为建设领域），那什么叫土建类？引用百度百科的话，就是指一切和水、土、文化有关的基础建设的计划、建造和维修，包括城市规划，土木工程，交通工程等学科。包括建筑学，城市规划，土木工程，交通工程 ，涉外工程，环境工程，建筑环境与设备工程，建筑技节能技术与工程，城市地下空间工程，历史建筑保护工程，景观建筑设计，水务工程，农业工程，设施农业科学与工程，建筑设施智能技术，给排水科学与工程，建筑电气与智能化，景观学，风景园林，道路桥梁与渡河工程，工程管理。

所以B代表的是BIM的广度，也就是整个建设领域，它可以是建筑的某一具体部分（如水暖电、土方工程等），可以是单体建筑，也可以是社区，更可以是一个城市，甚至可以大到人与自然的关系。

举例来说，土方工程使用 3d就是具体部分，使用来建立整栋大楼的三维模型等就是单体建筑；CIM（关于CIM现在有两种说法，一种是City ，城市智慧模型，这种说法在大陆比较常见；一种说法是日本提出的 /bim在工程建设中的作用，这种代表的是非建筑工程类的BIM，而让BIM专属于建筑工程类 ），就是社区及城市（虽然实际功能达不到城市的范围）；帝国理工的Blue- （将BIM和环境工程结合起来）就是人与自然的关系。

然后是I。I是，也就是信息。虽然美国有种观点认为bim在工程建设中的作用，什么是 BIM，它的具体作用是什么，I代表的是，也就是集成，但我更倾向于使用。因为我觉得更能代表BIM的本质。

关于I，要分三部分来回答。

第一部分是，到底什么才算是呢？也就是I的含义。我认为这里应该包含两层意思，一是信息（名词），也就是建设领域中所包含的各种信息；二是信息化（动词），也就是建设领域的方方面面都讲会采用信息化的方法和手段。

信息好理解，比如说梁的参数、项目的进度、项目的说明之类的，都是建设领域的信息；信息化，也就是利用计算机、人工智能、互联网、机器人等信息化技术及手段考证培训机构，来实现建设领域的信息化及智能化。

第二部分是，I的范围。I的范围是基于建设项目（注意是建设项目，不是单体建筑，而是整个建设领域）全生命周期（从概念产生到项目报废）的信息化过程。（可以参见文章“浅谈BIM应用工具(一):序曲/谢尚贤”BIM 工程资讯模拟与管理研究中心）

具体的应用就是：

项目概念阶段：项目选址模拟分析、可视化展示等等；

勘察测绘阶段：地形测绘与可视化模拟、地质参数化分析与法案设计等等；

项目设计阶段：参数化设计、日照能耗分析、交通线规划、管线优化、结构分析、风向分析、环境分析等等；

招标投标阶段：造价分析、绿色节能、方案展示、漫游模拟等等；

施工建设阶段：施工模拟、方案优化、施工安全、进度控制、实时反馈、工程自动化、供应链管理、场地布局规划、建筑垃圾处理等等；

项目运营阶段:智能建筑设施、大数据分析、物流管理、智慧城市、云平台存储等等；

项目维护阶段：3D点云、维修检测、清理修整、火灾逃生模拟等等；

项目更新阶段：方案优化、结构分析、成品展示等等；

项目拆除阶段：爆破模拟、废弃物处理、环境绿化、废弃运输处理等等。

详情也可以参加BIM 中 4- 7的相关内容。

当然BIM所能做的事远不止这些，笔者这里只是选取部分来举例而已。

第三部分，是I的趋势。斯坦福大学CIFE中心的研究表明（BIM 英文原版 第10页），1964-2009年这45年间，同非农业产业相比，建筑业的劳动生产率并没有显著提高，反而有下降。

为什么会这样？

台译版第9页的原文表述是“虽然施工生产力明显减少的原因尚未被完全了解……显然使制造业更有效率的自动化、资讯系统、更好的供应链管理、和改良的协作工具，尚未实践在工地的施工上”

也就是生产力下降的一个重要原因是因为信息化和智能化的技术方法并没有有效使用在施工领域。这其实严重制约了施工的生产力的发展。为了更有经济效益、更有生产效率，建设领域，更准确的说是人类社会的未来发展趋势，都会朝着信息化与智能化的方向发展。

斯坦福大学在15年前就在做智能吊车自动建设房屋的研究，就是根据房屋构件之间的逻辑关系，给吊车编程，像搭积木一样自动把房屋搭建起来。像国立台湾大学、苏黎世联邦理工、新加坡国立大学、哈尔滨工业大学等，也在进行建设机器人的研究开发，也就是让更具智能化的机器人来替代人进行建设。又如澳大利亚科廷大学所做的 and 方面的研究，就是希望借助谷歌眼镜，让带眼镜的工人知道在什么时候、走哪条路线、精确到有具体坐标的位置、在货物架的第几行第几个、去拿一个什么样的货物、走哪条路线、在什么时候、送到哪里去、交给谁。而日本的一些公司正在进行裸空气3D全息投影设备的研究开发，这项技术一旦普及开发，那么以后就可以借助该类设备直接看到全方位立体的模型，做到哪里不会做了直接看全方位立体模型就好了。

所以未来的建设领域，必然是一个高度信息化和智能化的过程。这点美国已经远远走在了我们的前面。