裝配式建筑施工階段的BIM技術應用研究

王玨

（中國建筑第二工程局有限公司華東分公司）

1 引言

BIM技術在建筑業的應用日益成熟，越來越多的建筑項目實踐使BIM技術的特點不斷凸顯。

1）建筑全過程可視化

應用BIM技術建立建筑項目的三維數據信息模型，將和項目相關的所有信息數據，包括物理信息、功能信息等全部輸入模型中。項目的各參與方可以隨時隨地獲取項目信息以及本專業施工進展情況。

2）提高施工效率

通過BIM模型，可合理安排施工任務以及調配設備等資源的使用，減少工人的窩工情況，提高機械設備的使用率。在預制構件的設計、生產、運輸、安裝環節應用BIM技術，在保證項目施工進度的同時，提高項目的整體施工效率。

3）節約成本

通過BIM模型可計算出項目的材料用量，再加上BIM技術在碰撞監測方面的應用減少了材料的浪費，大大節約了項目的建造成本。

4）提高質量

BIM技術的應用便于對裝配式項目進行精細化管理和精益建造。按要求施工，按模型交底，以管理強技術，提高施工效率和建造質量。

5）保障安全

安全是施工管理的根本，通過智慧工地監測技術，利用BIM模型，對施工現場的所有不安全行為和舉措進行排查和預警，并責任到人，確保施工安全可靠[1]。

2 BIM技術在裝配式建筑施工階段的主要工作

2.1 模型建立

按照各專業的設計圖紙和相關要求，應用建模軟件，搭建各專業的數據模型，并根據所建BIM模型創建BIM數據庫。

2.2 管線綜合

對建筑項目的管線綜合情況進行監測預警，按照設備技術參數、施工現場實際布置等內容，將電氣、暖通空調、智能化等各專業的數據模型進行深度整合，實現管線的碰撞監測。

2.3 模型深化

在建筑項目的施工階段，應用BIM技術做深化設計是非常重要的環節。施工階段的深化設計要基于碰撞監測的內容，遵循設計原則，在保證原有設計整體不變的基礎上，對數據模型做進一步的優化，使建設方案更可行、更合理。

2.4 建設方案比選

有別于傳統項目施工中借助經驗的操作方法，利用BIM技術可模擬的特點，可進一步驗證建設方案的科學性，不斷優化方案，對可預見的問題做好應對措施。

2.5 技術交底

建筑項目的BIM三維數據模型大大改善了傳統的技術交底模式，從方案圖紙到可視化模擬，項目的各參與方都能更明確、更直觀地了解項目的全過程技術內容和建造方法。

2.6 裝配式施工

裝配式建筑已經成為建筑業的發展趨勢，裝配式的施工方法也因其綠色、低碳、無污染得到廣泛推廣和利用。基于BIM技術的裝配式施工可以保證安裝質量。BIM技術對構件的深化設計也使構件尺寸更精準，無浪費。

2.7 施工管理協同平臺

在項目施工過程中，采用BIM技術5D協同管理平臺，通過建立項目施工信息模型，導入施工進度計劃、商務合同信息、材料數據、人員信息等內容，并將施工現場的質量、安全等數據信息進行輸入，可做到對項目施工信息數據的全搜集，經計算機軟件分析，完成對施工項目進度、成本、資源、質量、安全的管理[2]。

3 BIM技術在裝配式建筑施工階段的具體應用

3.1 BIM技術在裝配式建筑深化設計中的具體應用

3.1.1 協助構件拆分工作

在裝配式建筑的深化設計中，利用BIM技術進行構件拆分是必不可少的內容。基于三維數據模型，對建筑構件進行科學、合理地拆分，可以保證項目的連貫性以及信息數據的完整性。在拆分構件的同時，設計師可更好地掌握各個建筑構件之間的關系。由于構件繁多，為避免不必要的浪費，在具體的拆分工作中，需對構件不斷優化，減少數量。比如，設計師通過BIM模型，了解建筑所需疊合板的數量和尺寸信息，按照板寬的實際情況，進行構件的合理調整，減少數量，節約成本。

3.1.2 優化構件埋件布置

在裝配式建筑深化設計中，遵循建筑構件拆分原則，對構件的埋件布置進行優化。具體表現為，為滿足建筑功能的需求，三維模型的創建可根據裝配式建筑的實際結構進行優化調整，并通過模擬施工進度，把控施工質量，提高施工效率。

3.1.3 創建建筑信息數據庫

裝配式建筑在設計中產生了很多數據信息，設計師基于這些資料可實現對建筑的整體設計。數據的準確性關乎設計的精確性，因此，在項目中可應用BIM技術建立信息族庫系統，通過該系統搜集項目的全部信息，并利用計算機軟件自動分析處理這些信息，提高數據信息的使用效率，使建筑項目的資料更完備，為提高裝配式建筑的工程質量打下數據基礎。

3.2 BIM技術在模擬施工中的應用

在裝配式建筑施工中，施工人員利用BIM技術，參照設計與構件部分的參數，建立建筑的三維信息模型，盡可能貼近施工現場的實際情況。通過BIM模型，對施工流程與環節中存在的風險和隱患進行分析處理，對設計與施工之間存在的誤差進行不斷優化和調整，不斷提高設計圖紙與實際施工的協調性、一致性，并針對預警信息做好預案。

3.3 BIM技術在構件環節中的應用

裝配式建筑預制構件的環節實現了對傳統施工模式的優化與完善，構件的質量對工程的整體質量起著重要作用。因此，項目各參與方都要對構件環節的各流程進行把控，保證構件的規格和質量滿足項目要求。在構件環節中，BIM技術參照原材料、制作工藝、技術等內容，對構件的整體質量進行評估，預測使用年限，依據工程要求選擇適合的構件。

3.4 BIM技術在提高施工效率中的應用

在施工過程中應用BIM技術，可基于三維數據模型對工程重要節點連接的施工情況進行可視化管理，提高現場施工設備與技術應用的合理性和有效性，降低誤差發生的概率。BIM技術還能夠提高工程造價管理的精細化程度，根據施工的具體情況提高預算的精度并調整施工方案。

3.5 通過吊裝施工模擬，調整進度與計劃

通過對PC構件的拆分可獲取PC構件準確的信息。在BIM模型中可將構件從生產、運輸到吊裝等進程與相對應的時間尺度進行關聯，對PC構件吊裝計劃進行三維動態模擬。再將BIM模型與項目Project進度計劃有關聯，可完成項目5D層面的使用。也可將計劃與實際進展進行比照剖析完成對項目進展的操控與優化。BIM技術能夠模擬施工現場環境，提早規劃起重機方位及途徑，有助于提高工人的安裝準確度，并能直接影響施工裝置的精確度，達到優化施工計劃的目的[3]。

3.6 BIM技術在工程安全管理中的應用

傳統的安全管理方式存在很多問題，并且與裝配式建筑項目的實際施工情況不符，不能及時發現施工中存在的安全隱患。基于BIM技術的建筑項目安全管理，可以通過三維可視化模型對項目的現場施工環境進行綜合分析處理，并通過模擬施工環節的工作，詳細排查施工作業中可能存在的風險問題，對風險產生的原因和可能導致的危害進行分析，并且針對性制定科學有效的解決方案，提高建筑項目安全管理的預防、處理能力，消除安全隱患，實現建筑項目的安全施工。

4 BIM技術在裝配式建筑施工階段的發展前景

雖然我國BIM技術的發展與國外相比還存在一定落差，但隨著越來越多的建筑項目實踐，以及國家對裝配式建筑信息化建造施工的大力支持，尤其是對基于BIM的預制裝配建筑全流程集成應用體系的迫切需要，可以使BIM技術更落地、更符合中國的建設方向和高質量發展思路。建筑業在應用BIM技術的同時也可將更多的數字技術融合進來，比如，人工智能、大數據、物聯網等新興技術，通過大量實踐，不斷增強自身核心競爭力，不斷提升行業的信息化建造水平，永葆BIM技術的先進性[4]。

5 結語

綜上所述，隨著我國數字信息技術的發展，建筑業的信息化水平也必將有所提升。BIM技術在裝配式建筑施工階段的應用，深化了構件的設計、把控了施工進度、避免了建材浪費，使施工環境有所改善、各參與方工作更順暢、項目設計施工方案更優化，建筑質量管理更精細，為我國建筑業的可持續發展奠定了信息化基礎。