BIM技術在裝配式建筑施工管理中的應用研究

張力

（福建新港建工有限公司，福建 莆田 351100）

0 引言

裝配式建筑結構在結構形式上與傳統建筑不同。它改變了混合混凝土和澆筑在建筑工地上的原始形式。提前完成生產后，將混凝土建筑構件發送到施工現場進行直接組裝。包括門廊、柱子、隔板、橫梁和其他相關的建筑組件，這些組件可以直接在建筑工地上組裝。關于安裝僅需將組件的預留孔與鋼棒相匹配，即可完成填充和澆鑄。該裝配式建筑模型施工周期短、操作簡單、環境影響小、施工成本低、開發面積大。BIM技術是一種3D數字模型，可通過優化建筑項目信息得到支持。它屬于建筑信息模型技術，可以大大提高工作效率，改善內部工作結構，提高施工安全性。本文著重于創建裝配式建筑結構和BIM技術的應用[1]。

1 裝配式建筑現狀及BIM技術背景

在過去的幾十年中，現代裝配式建筑技術作為一種現澆混凝土的替代方法引起了許多國家的關注。根據住房和城鄉建設部現行政策以及中共十七大的有關政策，明確了我國既有建筑的發展目標，即堅持走新型工業化道路。目前國內外對BIM技術的研究很多，包括BIM技術系統研究、建筑可視化協調研究、BIM應用開發研究，為BIM技術在建筑裝配階段的應用奠定了理論基礎。當前的大多數研究都集中在技術應用程序、硬件和軟件的可行性上，而忽略了整個應用程序實施計劃，從而導致在應用程序過程中BIM實施內容和BIM管理應用程序點缺乏清晰性，從而嚴重影響了裝配施工中的BIM技術的應用。實現應用程序的目標和價值。裝配式建筑是指可以提高項目質量、確保安全生產、節省資源、保護環境并提高項目建設過程效率的組織管理技術和方法。在將BIM技術應用于裝配式建筑中時，我們提倡建筑節能和環境保護，強調建筑產品生產技術和生產方法的轉變，著重于建筑產業鏈的整合和整個項目生命周期的集成管理，從而最大程度地提高收益。通過新的模式和理念，最終塑造產業整合、組織整合的優勢、節省工程成本，縮短工期。當下裝配式建筑存在以下幾個方面的缺點：

1.1 施工系統性不夠

在傳統的項目過程中建設和設計是相對獨立的，并且在項目采購中仍以并行承包的形式進行招標。在整個項目的設備安裝和施工設計階段，各承包商公司和設計公司已經完成并簽署了合同，這導致總體規劃減少，并且在總承包情況下無法均衡地進行施工。裝配式結構在這方面具有明顯的優勢，需要統一的設計、生產和構造，但是由此引起的問題正在逐漸顯現出來。總承包商應具有強大的生產能力和獨立的設計能力，并在現有的完整設備和先進的施工技術的基礎上實現高效施工。目前市場上沒有多少處于成熟狀態的公司，這導致在給定的實施過程中構造系統不完善。如今大多數民用建筑都是現成的，建筑結構主要是混凝土結構，只有少數建筑物是磚或鋼結構。裝配式混凝土結構的使用百分比很低。因此，裝配式建筑工程項目市場份額小，應用空間有限，未能充分發揮其優勢，尚未形成系統應用。

1.2 配套政策不足

目前我國裝配式房屋的實際應用仍存在較大的發展差距，缺乏優惠政策和相應的扶持政策，建筑標準水平尚未形成統一理想的狀況且效果不佳。隨著裝配式建筑的逐步普及，評估標準、消耗定額和技術規格均處于完善的狀態，但仍存在一些遺漏和延誤。許多消費者將更多地關注裝配式建筑物的穩定性、可靠性和安全性是否符合標準，因此購買意圖受到限制，這對現成的建筑項目在市場上的普及性造成了重大限制。另外我國現行的土地、技術、財政、稅收等方面的優惠政策尚未對裝配式件的建設政策和財政支持形成統一、完整的財政支持。例如，一般建筑材料稅僅為4%，而裝配式建筑稅為18%。這極大地限制了建筑單位選擇裝配式建筑的積極性和熱情。

1.3 施工標準不一

現成零件的模塊化系統不完善、市場份額不高，大規模使用的零件數量和種類少，在采購過程中會遇到一些困難。所有零件都需要建立裝配式產品庫、設置標準和規格、完善裝配式零件數據庫及認真進行全面的規劃和管理，使產品供應商可以按照標準生產合適的裝配式房屋，提高施工單位的舒適度。但是目前我國很少有人能夠滿足裝配式構件的生產和設計的標準和能力，這限制了裝配式房屋建設項目的廣泛而系統的發展。此外缺乏技術理論支持是影響裝配式建筑結構施工的重點。成品零件的精度、檢查機構的操作方法、成品零件的有效交付、起重機位置的合理選擇、成品零件在現場的定位和布置等主要基于特殊的專業知識，而當前施工單位在這些方面還有欠缺[2]，如圖1所示。

圖1 預制構件施工

2 BIM技術在裝配式建筑中的應用

2.1 BIM模型建立

為了確保項目經理可以處理當前的復雜建筑環境，必須使用BIM技術在施工現場完成三維BIM模型的實施。通過使用BIM技術模擬現有施工，可以直觀地找到裝配式施工項目的施工技術，并且可以從各個角度實施裝配式施工項目的要點。項目管理團隊使用REVIT進行操作和構建，使用BIM技術自動組裝和構建建筑施工模型，并根據建筑圖紙中的組件數量和安裝標準在邏輯上布置組件。特別是在裝配式建筑過程中，它在處理某些不規則零件方面顯示出巨大的優勢。工程師可以通過預模擬來模擬構建不規則組件的一些困難，并通過相關的碰撞測試探索裝配式件構建的邏輯，從而為構建整個項目提供堅實的指導。另外在裝配式建筑物的建造過程中，處理邊緣部件是困難的一點。工程師使用REVIT軟件模擬邊緣組件的鉚接形狀，以指導工程人員合理安裝邊緣組件。

2.2 虛擬施工

BIM技術的應用可以有效增加工程師對整個裝配式建筑施工過程順序的理解，也方便工程師了解當前裝配式建筑施工的要點，并通過制定相應的施工措施，以便從總體上提高建筑物的施工水平，BIM技術的建筑物模擬可以減少后續出現問題的可能性，還可以模擬一些施工問題，通過模擬整個施工過程，工程師可以改善施工管理者、設計師和施工生產人員之間的溝通。總體而言，基于BIM的建筑過程從最初的2D、3D到4D的轉變增強完全裝配式建筑的建造，并為項目建設奠定良好的基礎[3-7]，如圖2所示。

圖2 BIM技術虛擬施工

3 結語

目前BIM技術的實施正處于持續改進的階段。施工單位可以利用這項技術的優勢來完成裝配式建筑結構的建造，使用模擬和可視化功能來確保項目的設計和施工質量，改善設計、生產和施工階段，并提高施工質量。BIM技術在裝配式建筑中的合理應用可以有效地表達建筑物的內容，避免工程施工過程中出現問題。同時可以通過3D模擬直觀地顯示整個建筑內容，從而滿足標準裝配式建筑地板有效操作的要求。因此，在整個裝配建筑施工過程中必須更加重視BIM技術，必須增強控制其科學應用的意識，并利用BIM技術成功完成裝配建筑施工目標，防止更大的建筑風險。