BIM技術在預制裝配式建筑施工中的運用

李慶龍

摘 要：近年來，我國的科學技術發展迅速，BIM技術得到了廣泛的應用，在建筑工程中，BIM技術也取得了很大的進展。如今預制裝配式建筑無論在建設數量方面，或是在施工工藝方面均有所提升，其整體建筑質量如何更是備受關注，將BIM技術應用其中可以很好的改善傳統施工中存在的弊端。文章通過查閱相關資料，介紹了預制裝配式建筑，以及BIM技術在預制裝配式建筑施工中的應用。

關鍵詞：BIM技術；預制裝備式建筑；建筑施工

1 引言

BIM技術是指以建筑、結構、施工、暖通等生命周期的各項信息數據為基礎建立模擬建筑實體建立模型，對建筑工程的設計及施工方案進行優化，便于及時發現并解決問題，保證設計與施工方案具有較高的可行性。為了加快工程建設進度，實現高效管理，需采用先進的信息技術對工程信息進行計算處理，從而使得工程設計與施工效果更加直觀，便于及時發現并解決問題。

2 概念分析

2.1 BIM技術

BIM技術是依據工程相關參數建立模型，實現了工程信息的整合分析，可依據具體要求進行數據計算與分析，最終建立建筑立體模型。BIM作為一種仿真模擬建筑物模型，將建筑結構、施工等全生命周期的信息作為參考依據，實現建筑主體的仿真模擬。

2.2 預制裝配式建筑

預制裝配式建筑屬于新型建筑，近年來其在行業內的發展情況十分可觀，很多城市建筑中均會優先考慮此項目，且其秉承的是可持續發展理念，重視綠色材料的應用，十分符合我國可持續發展理念、節能減排理念。如今城市土地可用面積越來越少，建筑項目的開展也顯得較為困難，而該建筑的實施可以很好的解決這一問題，甚至能夠實現建筑空間的靈活分隔，這是以往建筑中從未具備的優勢。在正式施工前，施工單位會根據工程要求事先做好建筑構件，施工時將構件運到現場，再進行安裝、施工以及管理。值得注意的是構件需要擁有良好彈性工作狀態，尤其是構件連接部位，切勿存在裂縫、損傷等問題。

3 BIM技術在預制裝配式建筑施工中的應用

3.1 優化整體設計

以往的建筑設計中往往會存在一定的問題，但并不會對整體建設效果有太大的影響，然而該建筑卻需要整個設計呈現出完善性、合理性以及科學性，誤差必須被控制在標準范圍內。BIM的模擬功能、可視化功能可以幫助設計人員更清晰的看到設計中存在的問題，也可以通過與其他技術的結合應用來進行設計優化工作。如建模后，其可以實現各個預制構件之間的模擬安裝，此時即使是再微小的漏洞都可以被發現，并根據實際情況來調整構件之間的連接方式。

3.2 材料管理

在預制構件進入施工現場前，可以采用BIM技術對施工場地以及現有施工狀況進行合理分析，制定構件采購量的上限值。需要依據施工現場的實際情況對不同階段預制構件的使用量進行合理推算，并且做好前期的材料準備工作，避免現場構件數量過多對施工造成不利影響，且反復運輸，造成材料損壞。施工過程中若發生變更需對施工進度計劃進行調整，則必須明確每個施工區域內材料的使用量，并且嚴格控制。

3.3 場布管理

預制裝配建筑工程施工過程中需要注重材料的管控，設置合理的堆放空間，并且對構件運輸線路進行合理規劃，有效保護設備與材料。同時，因建筑工程各施工環節是緊密相關的，所以需嚴格管控各施工環節，保證施工作業的連續性。由于施工現場有限，因此需嚴格控制現場材料的堆放量，為構件安裝提供充足的空間。一般情況下，PC 構件的堆放量需保持在1～1.5 層左右。為此，在構件入場前需對現場材料的存放情況進行調查，控制現場材料數量，可采用 BIM 技術建立現場模型，對編制的施工計劃和現場施工信息等進行深入分析。

3.4 碰撞檢查

模型建成以后，可以利用TeklaStructures3D技術觀察宏觀模型，從而對整個工程加深理解，也可以觀察一個構件甚至一個節點。預制裝配式混凝土住宅無論從設計到生產乃至施工都必須精細化，如果鋼筋的位置出現了允許范圍之外的偏差，就會產生構件對接不上的情況，特別是在預制柱和預制梁的節點區域。這個區域鋼筋比較密集，特別容易發生碰撞，一旦發生，就會給現場施工帶來極大的麻煩，無論是返回預制廠還是進行現場調整都可能會造成工期延誤、人工及材料的浪費，甚至還會影響工程質量。這個時候就需要利用TeklaStructures軟件自帶的“碰撞校核管理器”對鋼筋進行碰撞檢查，檢查完成后，管理器會將所有碰撞的位置以對話框的形式全部列出來，包括碰撞對象的ID、碰撞類型、碰撞相關構件等。

3.5 生產安裝階段的應用

裝配式建筑中的生產、安裝環節即為施工階段。在該階段，因技術還不成熟，所涉及的部門、人員多，缺乏適于裝配式建筑的管理機制，致使存在較多潛在風險。因實際的施工進度受到廠商構件生產的效率、運輸方式等諸多因素的影響和制約，導致安裝過程中也會出現錯裝、漏裝、碰損等多種情況的情況出現；此外，還因相關專業人才的缺失，導致了裝配式建筑的制作、安裝環節都缺乏技術指導和專業性等情況屢見不鮮。將BIM運用于該階段，并與RFID、GIS技術等技術結合，可改善裝配式建筑施工階段的現狀。從裝配式的施工含義入手，對BIM技術在施工中的應用方法做出探究。以實際工程為例，采用BIM技術模擬裝配式建筑施工全過程，并闡述了如何將BIM技術應用于裝配式建筑施工中，為工業化施工提供模擬和分析。即在施工過程中，在原有BIM的3D模型基礎上建立4D模型，進行施工進度模擬，將實際進度與計劃進度對比，對整個進度進行把控，在保證質量的情況下不拖延工期。通過BIM與RFID技術結合，將生產、安裝階段無縫銜接，將由獨一無二標簽編碼的構件信息儲存在BIM信息庫中，可以對構件進行追蹤管理，對出現問題的構件做出及時決策，并進行反饋和快速更新，避免由于溝通不足、決策失誤等引起的管理混亂，降低潛在風險。通過BIM和GIS技術結合，對施工場地進行場地布置模擬，得到場地規劃報告，選出最好的場地規劃方案。減少材料的二次搬運，使吊裝效率提高，加快施工進度。

3.6 BIM技術在裝配式建筑施工建造階段的應用

在裝配式建筑施工階段，BIM技術的主要應用價值有以下方面：第一，能夠隨預制構件的庫存和現場管理進行改善。在實際的施工現場構件找不到或者構件找錯等情況是時有發生的，所以只有嚴格對施工現場進行管理才可以防止此類事件的發生。而在這個階段利用BIM技術和RFID技術的有效結合，就可以對這些構件實時追蹤控制。它們結合的優勢就在于獲得信息準確且傳遞速度快，能夠減少人工引起的誤差；第二，利用5D施工模擬對施工、成本計劃進行優化，對工程質量的進度進行控制。基于3D-BIM模型，又引入了時間和資源維度形成5D-BIM模型，以此來對裝配式建筑的各種資源投入情況和整個施工過程進行模擬，形成一個動態的施工規劃。另外在模擬的過程中，對原有的施工規劃存在的問題進行優化，避免工期延長和成本增加。5D-BIM模擬還可以使整個項目的施工流程和成本資源的投入更加直觀的展現在施工人員和技術人員面前。

4 結語

綜上所述，研究關于BIM技術在預制裝配式建筑施工中的運用方面的內容具有十分重要的意義，其不僅關系到施工質量方面，也與成本控制、資源節約方面息息相關。如今建筑行業的發展迎來了更大的空間，且在建筑類型方面也實現了創新，預制裝配式建筑即為其中之一，因其獨特的施工理念使得其在當代社會受到了更多關注。然而很多傳統施工技術卻難以在此方面發揮作用，直到BIM技術的應用，才使得此方面問題得以緩解。

參考文獻：

[1] 郭志勇，游成林.BIM技術在預制裝配式建筑項目場地平面布置中的應用[J].綠色建筑，2017（1）：20～21.