基于BIM技術的裝配式建筑應用研究

文/趙陸宇、高瑞深、孫毅博、盧俊芳、陳誠 河南五建建設集團有限公司 河南鄭州 450007

隨著我國經濟水平的提高，傳統建筑的弊端逐漸暴露，裝配式建筑項目能夠很好地彌補傳統建筑的弱點，該建筑所用到的構件幾乎都來自工廠，構件生產出成品后再由專門工作者將其送到施工現場，隨后由工作人員對構件進行拼裝，由此可見，當前建筑業逐漸向智能化以及多樣化方向邁進。BIM 是現代建筑行業必不可少的技術，是建筑信息行業的靈魂。實踐表明，在裝配式建筑項目中融入BIM 技術因素，能夠從整體上提升項目效率以及質量水平，使建筑業變得更加環保和節能。

1、裝配式建筑的特點

1.1 建筑工期較短

裝配式建筑的首要特點就是工程周期較短。具體表現為：

（1）裝配式建筑在實際的施工過程中，和傳統的技術相比較，工期可以縮短約70%，最快可以在一周之內建好一層樓；（2）目前，裝配式技術主要被應用在建筑的外墻保溫和抹灰環節，施工流程較為完善，因此，施工周期較短，可以有效節約施工成本，保證企業的經濟利益。

1.2 對環境污染較小

在實際的建筑建設過程中，通常情況下都會涉及混凝土、沙子、水泥等施工材料的現場攪拌和堆砌工作，故而對施工現場周圍的環境污染也較大。例如，粉塵污染和施工垃圾污染。而裝配式建筑和傳統建筑相比較，在施工過程中是直接進行現場裝配和連接的，因此，對環境的污染也較小。

2、現階段裝配式建筑施工存在的主要問題

2.1 施工安裝效率相對較低

與以往的現澆混凝土結構相對比，無論在安裝技術還是項目管理方面，其和裝配式混凝土結構之間存在著十分明顯的差異。對于裝配式建筑而言，吊裝與拼接吊裝等過程相對復雜，要是不能熟悉其整個施工過程，就會延長作業周期或是低于傳統的混凝土施工模式。因此裝配式建筑，一定要確保其安裝過程與統籌布置的科學性合理性，特別是構件運輸、作業面安裝、儲存管理、運輸等諸多方面，只有這樣才可以降低人工作業量，不然會浪費大量的安裝時間，由此也難以呈現施工時間短這一重要優勢。

2.2 配件生產質量存在問題

裝配式建筑工程的質量和配件生產的質量息息相關，但是，就目前我國裝配式建筑施工管理的實際現狀來看，配件的生產質量還存在一定問題。例如，施工企業沒有注意控制配件的生產質量；缺乏完善的配件質量檢測制度和在配件保養上不夠規范，在很大程度上也降低了裝配式建筑工程的施工質量。

2.3 項目有關參與方之間難以體現協同性

實現建筑工業化是裝配式建筑的終極目標，而若想實現就需要確保系統的完整性，并將其貫穿于建筑生命周期的每一階段。除此之外，與傳統建筑不同的是，裝配式建筑針對項目所涉及的所有環節與參與方提出更高的協同需求，要是在信息傳遞在某一環節中存在出偏差，則很容易拉低施工效率。因此，項目的協同度偏低也是制約裝配式建筑發展的主要原因之一。

3、BIM 技術在裝配式建筑施工中部分應用分析

3.1 BIM 應用于裝配式建筑施工過程模擬

在實際工程中，能夠通過軟件的施工模擬技術，演示出施工工程中可能存在的缺陷，便于及時調整施工方案，避免施工事故，減少資源浪費。比如在吊裝預制裝配式建筑構件時，在構件現場吊裝管理方面也可以利用BIM 軟件，以通過在施工計劃中寫入構件屬性的方式來構建管理模型，結合吊裝方案來模擬施工。明確制定施工方案之后，工作人員就能夠通過平板手持設備對工程項目全程施工進行輔助管理。在模擬施工中，塔吊的工作范圍和整個工地各運輸路線的計劃都要考慮，以及各施工環節的銜接配合都應在設計階段提前計劃完善，以此保證各構件的裝配質量。在模擬施工過程中，要綜合施工現場場地模型、施工項目結構模型和施工計劃等內容，通過BIM軟件制作具備時間節點按施工計劃順序銜接各施工階段的模擬動畫，能將項目施工過程更加直觀的表達出來。

3.2 對工程施工質量與成本的控制

從項目水平以及成本方面來看，單單使用BIM 技術是不夠的，還需要借助RFID 芯片數據技術的支持，以此全面把握施工現場的實際運行狀況。將其與3DBIM 模型轉換端口連接起來，派出專門工作者觀察項目各個環節的施工狀況，及時發現問題，并為此提出切合實際的解決方案，隨后進一步優化處理這部分數據，在資源維度控制方法的支持下，進一步控制項目成本。在此期間，構建專門的5DBIM 數據建模，實現對工程質量和進度的控制，充分發揮技術的優勢。

3.3 BIM 和射頻識別技術對建筑構件的協同管理

協同性也是BIM 技術主要的特點之一，借助協同平臺，項目參與方就能夠對項目的實施進度進行及時跟蹤，實現施工信息及時分享。協同平臺的出現使得信息傳遞的更為高效與無損，能夠突破信息傳遞的“孤島效應”，加強參與方之間的溝通效率，在很大程度上提高項目實際效益。將無線射頻識別技術和BIM 技術有效結合，預制構件的生產廠商可以從包含BIM 構件模型中汲取構件的尺寸、品質等相關信息，之后在構件中添加射頻識別芯片，該芯片里主要有其生產日期、安裝位置等。將基于BIM 技術的協同平臺融入無線射頻技術的物聯網中，能夠實時掌握構件的實際運輸與安裝情況。在構件出廠之后，只需要對車輛芯片進行掃描，BIM 協同管理平臺就可以呈現車輛的運輸信息，有利于人員對于構件實際運輸情況加以把握。通過這一平臺，預制構件的相關生產廠商能夠對信息進行檢查，看生產加工過程是否存在錯誤，與此同時有關設計人員也能夠在反饋信息中對構件設計信息加以核查。通過BIM 協同平臺與射頻識別技術，能夠實現從構件乃至于整個施工過程的信息共享與協同管理。

3.4 BIM 應用于裝配式建筑碰撞檢測

碰撞檢測就是應用BIM 軟件對項目設計階段的各項管線布置碰撞進行檢查。對建筑項目設計圖紙范圍內的管線布設與建筑、結構平面布置和豎向高程相協調的三維協同設計工作進行完善，為防止實際工程中各構件存在空間沖突，最大程度的減少碰撞，在設計階段做好碰撞檢測能夠防止錯誤的設計方案應用于施工階段，給項目工程帶來不必要的損失。

結語：

綜上所述，新時期下，隨著我國科學技術的發展進步，我國的BIM 技術在裝配式工程施工管理中的應用程度也越來越高，在一定程度上也促進了我國建筑行業的發展繁榮。基于BIM 技術的重要優勢作用，我國裝配式工程施工企業應該加大對BIM 技術的資金投入，實現BIM 技術在裝配式建筑施工管理中的優化應用，進而提高管理水平，促進企業的持續發展。