BIM技術在裝配式建筑中的應用

(聊城大學 山東 聊城 252000)

在傳統建筑行業中，由于其資源利用率比較低，浪費率比較高，造成嚴重的污染而飽受詬病。相比之下，裝配式建筑在施工過程中產生的污染比較少，施工速度快，資源利用效率高等優點受到了人們的青睞。裝配式建筑由于其設計系統化、安裝專業化的特點，使得其與傳統的建筑形成了強烈的反差。近年來，我國建筑行業逐步推廣BIM技術，相關技術和方法在裝配式建筑中應用可以有效提高建筑設計生產和施工的效率。

一、裝配式建筑及BIM技術概述

(一)裝配式建筑

裝配式建筑是指把傳統建造方式中的大量現場作業轉移到工廠中進行，在工廠加工制作好建筑用構件和配件(如樓板、墻板、樓梯、陽臺燈)，運輸到施工現場，通過可靠的連接方式(如套筒灌漿、螺栓連接、焊接等)在現場裝配安裝而形成的建筑。包括預制裝配式混凝土結構、鋼結構、木結構建筑及混合結構建筑等。裝配式建筑采用標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理、智能化應用，是現代工業化生產方式。

(二)BIM技術

BIM 技術主要是指通過建筑工程項目里面的各方面有關信息數據，構建出相應的建筑模型，對建筑物的真實信息數據進行模擬，從本質上而言就是一種數字信息的仿真。BIM 技術具有四個方面的特點：(1)可視化，BIM 技術將圖紙里面的平面化線條通過三維立體展示出來，確保有關人員能夠對其一目了然。(2)協調性，BIM 技術能夠對建筑物建造前一階段存在的各種專業之間的碰撞問題予以協調，從而生成和提供協調數據。(3)模擬性，不僅僅是模擬建筑物模型，還可以模擬虛擬的事物。(4)優化性，BIM 技術在設計、施工、運營各個環節都能夠實現比較好的優化[1]。

二、BIM技術與裝配式建筑結合的優勢

裝配式建筑的核心是“集成”，BIM 技術是“集成”的重要手段。兩者結合主要優勢體現在以下方面：(1)優化施工進度流程，在裝配式建筑實際生產施工中，應用 BIM 技術能有效地控制及協調材料的運輸進場時間;通過 BIM 技術與無線射頻技術的結合，可以實時地把控材料的運輸及進場時間、安裝狀態，及時規避因生產、運輸等因素造成的施工進度滯后等問題。(2)保證施工質量，利用 BIM 技術能有效保證裝配式建筑施工安全及施工質量。通過 BIM 技術實現現場協同管理與可視化施工工藝交底，可有效降低溝通時間和成本，確保施工質量。在施工現場中，利用 BIM 協同軟件進行質量安全問題的反饋追溯，可以實現工程項目安全及質量問題的閉環，有效控制建設項目質量。(3)提高施工效率，以 BIM 模型為載體將施工過程數據進行收集、采納、存儲，再配合相關的BIM 軟件對項目進行施工工藝模擬，合理制定施工組織管理方案、精確掌握施工工藝流程，可以提高施工效率及施工精度，避免返工和成本的增加，加快施工進度[2]。

三、BIM技術在裝配式建筑中的應用

(一)BIM技術在裝配式建筑設計階段的應用

BIM 在裝配式建筑設計中的一項功能就是建模以及繪圖功能，BIM 建模與繪圖功能與傳統繪圖、建模有一定的差異，傳統繪圖將參數以及圖紙數據相分離，而 BIM 繪圖是根據參數構建起的數據庫，裝配建筑的每一個構件都在 BIM系統中留有記錄，如果建筑構件出現更改，BIM 系統就會自動調取參數，對其他構件數據進行修改，解決數據不匹配的問題。在裝配式建筑中的另一個功能就是對工程檢測以及協助施工。傳統施工中需要多個學科參與裝配建筑建設，導致短時間內各個學科間的配合不熟練、不協調。應用 BIM 技術能夠在信息化的輔助下進行協同管理，在一個平臺內集合所有的學科數據，將參數數據集于模型中，為各學科專家的溝通提供便利。

(二)BIM技術在預制構件生產階段的應用

在裝配式建筑構件的生產制造過程中，將 BIM 技術與 RFID 技術進行有效結合，把 RFID 芯片植入進各種預制構件里面，該芯片里面包含有構件的幾何尺寸、材料種類、安裝位置等各種信息。另外，由于 RFID 標簽編碼的唯一性特征，所以在構件的生產、儲存、運輸、吊裝等任何一個環節都能夠確保信息的準確性[3]。BIM 技術的應用不僅能夠為構件的生產管理子系統提供相關數據，還能夠將所有預制構件的存儲、質量監測、生產等信息返還至 BIM 數據庫。在 BIM 技術和RFID 技術的有效結合下，能夠保證預制構件的零庫存與零缺陷。

(三)BIM技術在裝配式建筑施工階段的應用

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，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，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]。

(四)BIM技術在裝配式建筑運行維護階段的應用

在裝配式建筑工程的運行維護使用階段使用 BIM 技術，具體可以做到以下幾點。(1)加強相關設備的使用與維護的技術。在這一階段需要對設備的運行與維護進行定期或者不定期的檢查與維修，防止設備出現意外的情況對建筑工程的使用造成影響。(2)實行高效的能源消耗與質量管理。在這一階

段通過相關技術獲取更多的建筑運行信息，如果運行中發生質量的問題，就可以很快地找到問題的原因，快速的解決問題。提高運行的效率。同時在裝配式建筑所選用的材料為可循環建設材料，其本身具有較高的環保和節能效果，相比于傳統的建筑材料來說，更具有生態效應。裝配式建筑模板不僅可循環利用，還能夠減少腳手架等輔助工具的使用，降低對木材、鋼材的應用[5]。

四、結語

綜上所述，在裝配式建筑施工中應用 BIM 技術，不僅可以提升建筑施工質量與建筑施工效率，還可以促進建筑企業的進一步發展。與此同時，隨著BIM技術的合理化應用，也幫助建筑施工解決了原有的資源浪費與環境污染問題，最終促進建筑行業朝著可持續的方向不斷前行。