李超，李欣，王丙何，孔令寰，宋金俊

（中国建筑第七工程局有限公司，河南郑州 450000）

1 研究背景

近年来，随着社会现代化的不断推进，建筑行业取得了飞速的发展。与此同时，诞生了一大批新兴技术和施工工艺，BⅠM 技术在隔离式纳塑外模板排布中的应用便是其中之一。模板工程中绝大多数的外模板安装是施工人员依据现场情况和个人经验判断来进行切割安装的，这种施工方法会有大量误差存在，常常会导致外模板材料的浪费以及施工进度的延误，更有甚者会导致安全事故的产生。BⅠM 技术在隔离式纳塑复合外模板排布中应用，在建立主体的模型后进行外模板的三维排布，这种方法可以优化节点部位的施工，涵盖每一块外模板的尺寸，让外模板排布的方式更加合理，极大程度上减少甚至避免了外模板浪费现象的出现[1]。因此，BⅠM 技术在优化隔离式纳塑复合外模板排布中的应用研究分析在实际模板工程中的施工具有重要意义。

2 传统隔离式纳塑复合外模板在施工中存在的问题

2.1 技术交底困难

外模板的技术交底在建筑工程中常常以图纸的形式进行，而外模板的施工图绝大多数都是以某个建筑构建的大样图的方式而进行设计的。这种形式的技术交底往往需要施工人员根据建筑图纸的立面图和平面图互相对照着分析，并不能直观地进行表述外模板的做法。这种不直观的交底会导致了很多问题的出现，在节点部位的问题尤为突出。在规模庞大、高层较多以及结构复杂的建筑工程中隔离式纳塑外模板的技术交底的图纸往往相对复杂，同时难以对每一块外模板进行详细标注，工程项目现场的施工人员遇到这种没有直观表达的部位往往会根据过往的施工经验去处理，而现场施工人员的个人技术水平和对图纸的理解程度不尽相同，这就导致了在某些节点部位的外模板做法上出现了错误，从而使隔离式纳塑外模板的消耗量增加，同时也降低了外模板的施工效率和延缓了施工进度[2]。

2.2 影响文明施工

现场的施工人员为了让安装外模板更为方便，在楼面模板上对外模板进行边切割边安装已成为施工现场的常态。这种做法会产生大量的细碎垃圾和粉尘，会对现场的环境造成不可逆的污染，不利于现场的文明管理及绿色施工管理。同时，因为这些建筑垃圾过于细小且不易清除，往往被遗留在模板与钢筋的夹缝之中，然后伴随着混凝土被一起浇筑，进而导致安全隐患的产生。

2.3 进度缓慢

在钢筋混凝土工程中隔离式纳塑复合外模板安装时会由于每个工种之间作业相互关联、工程量大以及工程覆盖范围广等因素而影响施工进度。造成工期顺序延误的原因多种多样，其中最主要的原因是初步设计和规划没有根据现场实际情况进行，使得规划与现场施工之间存在着矛盾，导致设计变更或者现场闲置；材料的采购和施工进度与外模板的采购速度跟不上外模板的施工速度，致使现场无法进行施工。现场管理者由于交底不清，施工人员在认识和了解过程中出现了对施工内容的认识不足，导致了施工失误和返回。由于在施工现场管理中存在较大的纰漏，使各个施工节点之间无法畅通连接，耽误了施工进度[3]。

3 BIM 技术在隔离式纳塑复合外模板排布中应用的优点

外模板支模过程中实际数量和计划数量不一致是外模板施工现场经常出现的现象，这会导致外模板需要再次纠正。BⅠM 技术能在三维模型上建立结构和模板的信息，从空间和信息这2 个方面确定隔离式纳塑保温板的尺寸大小和空间坐标。这样一来就能减少甚至消除外模板位置错误这一现象的出现。

3.1 可视化

BⅠM 技术的可视化应用能够促进施工质量的提高。BⅠM 技术可以建立建筑结构主体模型，然后在模型上进行隔离式纳塑外模板的三维排布，可制作出外模板施工作业的效果图。各个复杂易错节点部位可进行详细说明并配有相关信息，减少施工过程中错误的出现，通过BⅠM 技术可制作出一整套的隔离式纳塑外模板可视化技术交底材料，在模板工程的外模板施工时，施工人员可以通过BⅠM 技术很清晰地了解掌握施工中的各种参数信息，通过对外模板进行可视化的交底和施工，能够极大地提高外模板的复合施工和钢筋混凝土项目的施工质量，从而极大地减少甚至避免了施工中的错误。

3.2 节约用料

由于没有图纸指导或图纸表示不明确，施工人员随意切割外模板，造成隔离式纳塑外模板浪费的现象在施工现场已屡见不鲜。BⅠM 软件可通过识别已绘制好的外模板排布模型来自动生成材料用量表，包括外模板的尺寸和各楼层用量。通过生成的材料用量表，采购部门可直接向隔离式纳塑外模板生产厂家进行定制，这样一来就减少了外模板在切割过程中的损耗，节约了外模板的用料。

3.3 动态控制

动态控制是运用BⅠM 软件数据全方位联动，进而充分掌握调控外模板的施工进度，实现建筑施工的精细化和可跟踪化。利用BⅠM 技术对外模板的施工现场进行管理，可以使材料的运输购买和现场进度进行更好的连接。根据BⅠM 建立起的三维信息模型从建材的采购、现场施工管理、施工质量检测等各个方面划分出不同的流水段，保证了施工过程中能让各参与方之间的工作更加协调，减少施工过程中人员与材料分配不均问题的出现。

4 BIM 技术在隔离式纳塑复合外模板排布中的实际应用

4.1 工程概况

济宁高新区王因街道东娄村、苗营村棚户区改造项目位于济宁高新区孟子大道北、西浦路西，主要建筑为35 栋住宅楼（层数-2—18 层）。本工程总规划建筑面积449 982 m2，地下总建筑面积117 253 m2，地上总建筑面积332 729 m2。单体结构体系为剪力墙结构，主楼地下二层，车库为框架结构，车库地下一层。本工程采用隔离式纳塑复合外模板作为现浇混凝土的永久性外模板，隔离式纳塑复合外模板具有良好的保温和防火功能，可直接与现浇混凝土墙体连接，并通过塑料连墙件加固连接。

4.2 明确应用难点

应用难点在于采用隔离式纳塑复合外模板现浇混凝土保温系统需要控制拼缝，保证不漏浆、不错台、不扭曲。同时要进行模板裁剪，通过绘制排版图，精准控制外模板裁剪，降低施工成本，以求达到提高施工质量和降本增效的目的。

4.3 建立三维模型

在外模板施工之前，需要先搭建本工程主体结构的三维模型。运用BⅠM 软件进行施工图纸的导入，逐步建立本工程的三维结构图纸。图纸导入后不可避免地会出现部分建模错误的问题，需要绘图人员以手动的方式进行细致调整，直至建立起完整的三维模型。模型中应当涵盖楼层、窗口、梁、柱等基本结构信息。

4.4 模板排布

构建主体三维模型之后，可进行隔离式纳塑复合外模板的排布。本工程外墙竖向内侧模板采用13 mm厚木模板，竖向外侧采用75 mm 厚隔离式纳塑外模板（纳塑保温板60 mm 厚），尺寸为2 900 mm（高）×600 mm（宽）。在进行排布时，因选用的隔离式纳塑复合外模板长，所以应采用横版的方式进行排布。同时也应从墙体边缘开始排起，优先使用整块外模板，合理地利用好每一块外模板，尤其要注意切割剩余材料的再利用，将其用到合适的地方，尽量地减少拼接时的消耗。隔离式纳塑复合外模板排版模型如图1 所示。

图1 隔离式纳塑复合外模板排版模型

4.5 节点排布

外模板节点排布是整个外模板施工难点最多，也是工程项目中节省外模板材料最重要的一环。外模板排布中会遇见窗口、空调板这样的节点，致使外模板无法用整块的隔离式纳塑复合外模板排布。传统施工中处理这种情况是将模板进行切割，但只要涉及切割就无法避免材料的浪费。切割后剩余的小段材料因面积过小，使得大多数切割后的外模板材料无法再投入使用。而运用BⅠM 技术在排版过程中，可以提前知道有哪些地方的外模板需要进行切割，为避免切割过程和切割后材料的浪费可以直接在生产隔离式纳塑外模板的厂家进行定制，如图2 所示。这样一来不仅减少了外模板材料的浪费，同时也节约了切割模板的时间，从而加快了施工效率和推动施工进度。

图2 隔离式纳塑复合外模板定制节点

4.6 料表生成

在BⅠM 软件上完成隔离式纳塑外模板排版后，可进行外模板的安全计算。当BⅠM 软件计算出的安全参数满足施工许可时，可选择模板用料统计的计算并生成相应的施工材料用料表。经现场施工人员核对，运用BⅠM 技术将隔离式纳塑外模板的损耗率由15%降低为3%。隔离式纳塑复合外模板输出料表如表1 所示。

表1 隔离式纳塑复合外模板输出料表

4.7 技术交底

根据建好的三维模型，可以用Navisworks 软件制作外模板施工中相关的节点详图，并再制作出相应的动画视频，进行材料的收集整理，用于外模板的可视技术交底。

4.8 动态施工控制

运用BⅠM 软件可以对模板工程中外模板的施工进度情况进行全方位跟踪，在三维模型上能划分好各流水施工段。每到一个施工节点都应在工程模型上进行标注，然后通知到各部门相应进度和下一步的规划，从而保证本工程中各部门的联动性，减少施工过程中人员时间和资源的冲突。

5 总结

中国建筑行业的发展有目共睹，但在外模板工程的施工方面仍然存在着许多亟需解决的问题。无论是中国城镇化的推行，还是可持续发展战略的实践，中国建筑行业都需要BⅠM 技术的助力，并且BⅠM 技术在建筑行业的应用也已初见成效。通过BⅠM 技术的可视化、动态控制和归纳材料用量来实现改善目前中国在外模板施工中材料浪费、进度缓慢等状况，不仅能提高企业的竞争力，有利于建筑行业健康发展，同时还能促进建筑资源节约型社会的创建。