BIM 技術在裝配式建筑結構施工中的應用

李長清

（中建三局集團有限公司，湖北 武漢 430000）

1 BIM 技術在裝配式建筑結構施工中重要性

隨著BIM 技術發展日益成熟，在建筑行業中逐漸得到了越來越廣泛的應用。通過在裝配式建筑結構施工中應用BIM 技術，利用BIM 具備的各種技術功能優勢，能夠促使以往裝配式建筑構件施工精度不足、效率低下問題得到有效的改善，提升建筑結構設計水平與質量，因此有必要對BIM 技術在裝配式建筑結構施工中的應用進行探討分析，對于推動裝配式建筑發展具有重要的意義。

2 BIM 技術發展及優勢簡析

BIM 英文全稱為“Building Information Modeling ”，即建筑信息模型，這一理念最早于1975 年由美國“Chuck Eastman”教授提出，主要目的是對建筑建造設計進行可視化分析，有效提升建筑工程建造效率。直到2002 年，隨著BIM的三維軟件成功研發，有效助推了BIM 技術在建筑行業領域及其他行業領域的落實應用。BIM 貫穿于建筑從最初設計到竣工完成整個生命周期，它將建筑各種物理參數與功能性特征用數字化形式來體現，并借助三維數字技術，將建筑三維模型與建筑幾何/非幾何信息關聯在一起，有效實現了建筑信息資源共享。相對于傳統的CAD 制圖技術，BIM 技術將建筑結構設計圖紙從“二維”變成了“三維”。即還未正式施工，就已經能夠將最終的設計“效果圖”以立體化的形式呈現出來，從而更加便于工程項目各參與方直接以虛擬效果圖為依據，共同進行探討分析，并結合實際需求，對各種結構信息參數進行調增，使其滿足自身要求，可有效防止具體落實階段出現過多施工變更，對于施工成本節約具有重要的意義。另一方面，BIM 技術具備參數化、可視化以及信息關聯性優勢，可以將建筑不同結構部位信息有效關聯起來，實現信息資源共享，并且一處參數發生變化，其他相關信息也會隨之變動，更有利于負責不同結構設計的技術人員借助這一平臺，實現彼此間的協同與交流，還可以方便設計人員在他人設計成果基礎之上，做好屬于自身結構設計的數據信息優化，為建筑結構設計提供有力地保障[1]。

3 BIM 技術在裝配式建筑結構施工中的應用

3.1 BIM 技術在構件制造中的應用

預制構件的制造是開展裝配式建筑構件施工的基礎，而傳統預制構件設計圖紙是基于二維的CAD 圖紙制作而成，在實際進行交底時，受圖紙專業性影響，造成了設計人員與生產技術人員之間溝通交流障礙，前者很難向后者完全清晰的表達出設計意圖，很容易出現在構件生產完成后，才發現構件成品不符合實際要求，需要重新返工，造成大量資源損失。而通過應用BIM 模型，在裝配式建筑構件設計階段，設計院就可以直接與構件生產廠家完成對接，通過BIM 模型的參數化展現，方便廠家更加直觀的了解構件信息，生產人員也可以成功跨越專業障礙，更好的與設計師進行溝通與交流，全面掌握設計意圖，從而有效提升構件制造的準確性，提高構件生產效率。不僅如此，BIM 技術還可以與RFID 技術相結合，從而方便生產廠家從模型中直接提取預制構件各種參數信息，例如構件幾何尺寸、材料種類、數量等，結合這些信息，準確計算出原材料需求量，并以此為依據，實現原材料采購計劃與構件生產計劃的制定，從而可以有效減少待工、待料的現象發生，還有利于實現構件生產成本精準化控制，避免資源浪費。

在構件完成制造生產后，便進入到構件運輸階段，在該階段中，需要考慮到兩個問題，一是時間，由于在運輸路線中，實際路況屬于不確定因素，并且有的預制構件可能受當地法規限制，無法及時運輸至裝配式建筑構件施工現場，因此需要充分考慮時間因素，提前做好時間規劃，防止對正常施工進度造成影響。另一方面，還應考慮運輸空間問題，一些構件實際體積較大，并且在運輸過程中易損壞，因此也需要提前做好運輸空間規劃，科學合理安排不同類型的運輸車輛，確保預制構件平穩運輸至施工現場，防止出現施工現場構件缺乏或積壓問題。針對于上述兩中問題，可以通過利用基于BIM 技術的構件信息控制系統，并與預制構件管理系統相結合，實施預制構件裝載運輸預演，提前了解到構件運輸過程中可能出現的問題，并做好準備預防工作，確保預制構件平穩運輸至施工現場。

3.2 BIM 技術在施工平面布置中的應用

（1） 預制構件的存儲管理。在將預制構件運輸至裝配式建筑施工現場后，需要做好預制構件的合理存儲。通常情況下，相對于傳統建筑施工場地，裝配式建筑施工場地不會太大，因此不宜存放過多的預制構件，需要結合實際施工進度，做好構件的進場數量與時間的科學合理控制。然而無論是預制構件的分類存儲，還是預制構件的分類統計，都會消耗大量人力物力，很容易出現各種問題。而通過應用BIM 技術，并與RFID 技術相結合，在預制構件制造生產階段，生產工人就已經將RFID 芯片植入預制構件之中，因此只需要負責預制構件物流配送、存儲的工作人員讀取RFID 芯片中的信息，就可以直接完成預制構件的驗收，有效節約時間人力成本。在實際進行預制構件吊裝過程中，通過應用BIM 技術，技術人員可以直接獲取綜合信息，可以預先確定安裝位置等信息的準確性，再進行拼接、吊裝，有效提升了構件安裝的準確性與效率。

（2） 施工場地布置。裝配式建筑通常由大量裝配式構件拼裝而成，同時受施工區域空間所限，需要做好合理的施工場地布置，才能夠保證后續預制構件吊裝平穩順利進行。在實際進行施工場地布置時，需要重點考慮到以下幾點因素：①塔吊位置布置。塔吊布置是裝配式建筑結構施工的關鍵環節，塔吊布置位置精確與否，將直接關系到預制構件吊裝的準確性，在實際預制構件施工實踐中，經常會出現因塔吊位置設置不合理，出現二次倒運構件問題，對于整體施工進度帶來了嚴重的影響。因此在實際進行塔吊布置時，需要結合施工實際合理確定塔吊型號、作業范圍，保證其滿足施工要求，并借助三維激光掃描技術，制定出多個塔吊布設方案，最后借助BIM 技術，對不同布設方案進行BIM 模擬，從中選擇最優方案。②預制構件的存放，該問題上文已有說明，此處需強調的是，預制構件的存儲應結合實際建筑需求而定，同時還要充分考慮存儲位置是否交通擁堵等問題。③要做好施工場地內構件運輸的規劃，防止在實際進行卸車、吊裝時，對其他施工作業造成一定影響。通過應用BIM 技術，可以對施工現場進行實時模擬，充分考慮不同的施工方案，做好對方案對比，并從中選擇一個最佳的施工平面布置方案[2]。

3.3 BIM 技術在施工現場質量管理中的應用

在實際進行裝配式建筑構件施工過程中，質量管理發揮著重要的作用，它能夠有效防止在安裝過程中一些失誤、偏差問題出現，有效保障裝配的建筑質量。通過應用BIM 技術，施工單位可以直接對施工計劃進行模擬分析，并通過關聯時間及3D 模型，實現4D 施工模型的成功建立，從而能夠立足于不同施工階段，運用可視化對施工進程進行模擬，實施跟蹤施工質量變化，更加直觀的模擬顯示實際施工過程，實現施工質量的全過程監管控制。通過應用BIM 模型，施工人員能夠更加直觀的了解到構件類型、尺寸等信息，分有效防止安裝錯誤問題發生，提高安裝質量。除此之外，在實際應用BIM 技術過程中，通過利用移動設備，例如智能手機、平板電腦等，結合云計算技術、網絡技術及RFID 技術等，施工管理人員可以實現遠程監控查看施工狀況，并對施工狀況進行異地指導，促使得現場人員能夠更加順利的實現構件定位與吊裝，有效保障施工質量。在施工安全管理方面，通過應用BIM 技術，能夠通過對施工模擬，快速識別部分安全隱患，在BIM 模型的幫助下，不僅能夠更加直觀的認識到施工現場外形特征，相關施工技術人員也可以對施工方案進行提前檢驗，有效消除施工安全隱患。

4 結語

綜上所述，裝配式建筑結構施工是一項復雜系統的工作，采用傳統的施工技術，不僅會耗費大量人力物力，同時施工質量也難以得到有效保證，通過在實際施工中應用BIM 技術，能夠有效簡化施工難度，節省施工資源，提高施工效率，有效推動我國裝配式建筑實現更好的應用推廣與普及。