BIM在裝配式建筑施工階段的應用研究

李永昌，解俊

（中國建筑第二工程局有限公司）

1 BIM 技術的定義以及在國內外的應用分析

1.1 BIM技術的定義和核心價值

BIM 技術全稱為Buildig Information Modeling，其中文全稱為建筑信息模型技術。美國國家BIM 標準的定義分為三個部分。

①BIM 是一個建筑設施物理和功能特征的信息化數據集合。

②BIM是一個共享的數據集合，其可以為建設者提供從新建到拆除中全生命周期過程中所有決策的可靠依據。

③在項目的所有階段中，所有項目的參與方都可以在BIM 中添加、提取、更新和修改數據，以此為各個參與方提供協同作業的平臺。

BIM不是工具軟件的集合，而是一種理念。他強調的是建筑的數字化，建筑全生命周期中的數字信息都可以整合在模型里，以供各參與單位自取所需。使用數字技術支撐建筑工程的全生命周期管理，透過建筑過程的可視化展示來幫助信息的交流和協同。BIM 中的數字化信息可以被程序自動化管理，跨專業跨單位的數據可以彼此吻合，達到可靠的一致性，解決多單位多專業協同工作的難題。

我們還可以將BIM 看作參數化的建筑三維幾何模型集合，在這個集合中所有的建筑構件除了包含三維幾何信息，同時還具有工程實際參數信息。這些多類型的豐富的數據為程序的輔助計算提供基礎，可以自動完成諸如碰撞檢測、結構負荷計算等以前需要耗費大量人力的工作。

1.2 BIM技術在國內外的應用分析

目前，國外開始在裝配式建筑項目的作業中將無線射頻識別技術（RFID）與BIM技術進行融合，形成了基于BIM技術的物聯網技術框架。同時，設施資產信息交換標準（COBie）也開始大范圍融合進入BIM技術，這有助于提升信息于工程生命周期的傳遞效率，加強信息在設計方與施工方的擷取，并提供給設施營運維護端作使用，達到資產管理的目的。

國內的BIM技術應用起步比國外晚，早期更多局限于局部的軟件的工具使用，對整體BIM技術理念理解較差，傳統的工作流程和新技術的結合也矛盾重重，這就導致早期的BIM技術應用流于表面，僅在少數大項目中有嘗試性探索。近年來，我國的相關部門開始認識到BIM 技術的重要性，開始陸續制定優惠政策和目標，推進施工單位和設計單位在更多的項目上使用BIM 技術。BIM 技術具有建筑生命周期信息透明化和可協調性等功能特點，能夠全面地應用到建筑施工過程中，為整個項目的成本管理和施工管理發揮積極有效的促進作用。

2 裝配式建筑施工的問題所在

2.1 施工系統性問題

在當前的建筑項目中，施工環節和設計環節處于相對獨立的位置，到了工程采購環節一般采用平行發包的模式公開招投標，建筑設計、建筑主體施工和設備安裝由不同的建筑公司和設計公司獨立分包，雖然有總承包方進行整體統籌協調，但是仍然會有許多因溝通不暢導致的施工問題出現。

而裝配式施工方式需要統一的進行設計和施工，所以在先天上能夠減少上述問題的出現。但不能忽視的是，這也導致新的問題出現。裝配式施工要求工程總承包單位有強大的自主設計能力和生產能力，同時還需要先進的施工技術和配套的設備才能進行施工。現在有相關成熟經驗并能符合這些要求的總承包單位還比較少，在具體的項目中施工系統也不完善。目前，我國大部分建筑施工還是以現澆為主，預制混凝結構的應用占比相對較低，裝配式建筑市場份額也較少，在應用數量較少的情況下優勢也很難發揮，無法形成系統性的應用。

2.2 配套政策問題

我國裝配式施工的應用上還有很大的發展空間，但是缺少相應的配套政策，在相關的施工標準上也沒有達成一個統一的狀態，導致無法成規模的推廣。不過隨著大家對裝配式施工優勢了解的加深，其普及程度穩步提高，同時在消耗定額、施工標準、技術規范等方面也日趨完善。

2.3 施工標準問題

由于我國裝配式施工的預制件標準體系不夠完善，能夠符合預制構件生產和設計標準的生產企業數量較少，所以工程中可選的標準構建種類和數量較為缺乏，這就為工程的采購階段帶來很大困難。在裝配式建筑中需要建立預制件產品庫，對設備構件、內裝構件、機械構件、結構構件等制定規范標準，進行統一化、精細化的管理，這樣預制件生產廠家就可以依據規范生產產品，豐富施工材料的選擇，大大提高項目建設的速度和質量。

3 BIM 技術在裝配式建筑施工階段中的應用

3.1 裝配式建筑施工方案設計

借助BIM 技術對裝配式項目進行施工深化設計，可以提高各分包施工單位之間同步協調的強度，使大家可以在互相配合的情況下打造詳細精準的信息化三維模型，同時還需要使用BIM技術對整個信息化三維模型進行細化調整，確保整個裝配式項目施工方案的完善，這樣就便于各分包單位應用施工方案和信息化模型進行施工。同時，借助BIM技術進行項目的裝配式深化設計方案還可以在減少項目中建筑預制件類型的同時，保證預構件整體結構和功能的完整性和合理性，這樣就幫助減少在生產加工預制構件時因為構件類型繁多而產生的問題。在預制件生產階段接入BIM 技術可以極大提高其加工和制造的精準度，在保障各個預制構造節點和預留孔洞效果的前提下，加強裝配式建筑安裝階段的構件安裝效率和整體工程質量。將BIM 技術運用在建筑裝配式施工深化設計和施工方案協同上，為裝配式建筑施工的快速發展提供支持[1]。

3.2 裝配式建筑施工技術交底

為了減少施工技術交底過程中出現的問題，就需要在建筑裝配式施工中增加BIM新技術的應用力度，選用合理的技術幫助維護建筑施工階段各項流程的關聯度及契合度，方便各分包單位靈活使用BIM技術展開裝配式建筑施工，保證裝配式項目的穩步展開。隨著我國建筑業的快速發展，裝配式建筑的示范項目分布也發生了變化，這樣就需要在考慮示范項目實際情況及具體要求的條件下使用BIM技術做施工技術的交底工作，實時靈活的調整各分包單位施工技術的潛在問題。

使用BIM 技術才可以強化時間屬性的引入力度，這樣就可以提高裝配式建筑技術交底時的實時性和準確性，使各分包單位在詳細掌握預制件特性和相關施工工藝的情況下展開施工工作，可以全面體現施工階段技術交底的實際效果。

3.3 裝配式建筑施工模擬

在裝配式建筑施工的過程中經常會有突發情況出現，如果不能提前預判來躲避各種突發情況就會導致施工遇到阻礙，相應的工期和施工的質量都會出現問題。借助BIM 技術來進行裝配式建筑的施工模擬就可以有效解決這一問題，保證現場和前期對應施工計劃的一致性，從而減少施工過程中預制件的轉換頻次和數量，保證工程施工效果和預制件的利用率[2]。

BIM 技術還可以在項目施工場地進行四維場地模型布置，它可以引導分包施工單位精確調整預制件的安裝位置，提高預制件安裝精確度，同時借助模擬對施工過程進行全面優化調整，更好地滿足施工實際開展的要求。

3.4 施工現場管理

裝配式建筑的施工不只是要確保建筑預制件的質量和精確度，還要對整體施工場地進行全面管理。在進行場地管理時不止可以保障預制件保存的合理性和安全性，同時還可以確保各個施工流程有條不紊的開展，避免因施工場地管理不達標而出現的各種突發情況。在進行裝配式建筑施工場地管理工作時，可以引入BIM應用加強施工現場的管理力度，合理的規劃現場預制件和其他材料的存放位置及交通路線，避免大型預制件存放和入場安裝時因為空間和路線不合理導致的問題。此外還應該在場地規劃管理中針對問題制定相應的應急預案，借助BIM系統進行預演，在最小預算的條件下對現場突發情況進行有效預防，為打造新型安全文明的施工場地管理提供技術基礎。

3.5 施工成本控制

BIM 技術的應用還可以為項目的成本預算及資金計劃提供技術支持，對工程項目細節開銷進行統一管理，減少施工期間的成本和浪費，提高施工單位的利潤率，保證施工單位的經濟效益。在進行成本管理時主要從事前成本控制、成本數據更新和減少工期成本這幾個方面入手，加強BIM技術在成本管理中的應用程度，最大化提升經濟效益。

3.6 安全隱患處理

施工安全是建筑施工中非常重要的環節，使用BIM技術對裝配式建筑施工進行安全隱患預測，預測出安全隱患的高發位置和環節，提前進行優化調整，就可以預防安全事故的發生。同時，對安全隱患進行分析，找到誘因，從根本上進行處理，杜絕重大安全事故的發生，保證建筑的質量安全和穩定性。

4 結語

綜上所述，BIM技術的發展對裝配式建筑施工有著全面而深刻的助力作用。尤其是新基建的提出，對促進我國各行各業數字化轉型升級提出了新要求、新挑戰，而裝配式建筑施工也將必然與BIM技術進行有機結合，不斷提升建筑施工的信息化水平、工業化水平，進而提升建筑質量。