BIM技術在裝配式建筑工程施工中的應用

程榮飛

摘要：十九屆五中全會以來，數字經濟與各領域實體經濟的深度融合成為產業轉型升級的重要驅動力。2020年7月印發了《關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見》，提出要大力推進建筑業智能化轉型升級。作為智能建造與建筑工業化協同發展要素，裝配式建筑及BIM技術日益成為打造我國智能建筑全產業鏈體系的重要抓手。

關鍵詞：BIM技術;裝配式建筑工程;施工;應用

前言：

BIM技術的出現，給裝配式建筑全生命周期的管理帶來了啟發，使得參建各方能夠在一個多維信息模型上協同設計和管理，解決裝配式建筑發展過程中信息共享的難題。BIM技術在裝配式建筑施工方面進行管理，創造了更加規范化、透明化的行業環境。

1.BIM技術的發展和普及

裝配式建筑作為新生事物，由于技術不成熟、勞動生產率低等因素，其質量問題和成本問題沒有得到根本解決，急需信息技術助力。BIM技術最早從美國發展起來，近年來逐步走進我國，科研院校、設計院、施工單位等都在將BIM技術作為重點研究對象，有調查報告顯示，業內相關人員對BIM技術的知曉程度，已經從2010年的60%提升到了87%。大多數企業都擁有了強烈的BIM意識。在體量巨大、結構復雜的項目，例如“上海中心大廈”、“中國尊”、“浦前大橋”等項目中，應用BIM技術，進行施工過程中的精細化管理，簡化了現場的管理流程，方便了施工指揮。因工程日益顯示出大規模、設計復雜、專業交叉深等特點，同時工程項目精細化管理的訴求也越來越高，工程項目管理工作面臨更大的挑戰。隨著信息技術的發展，BIM技術作為一種全新的理念和技術，為當代高要求的建造技術和管理技術提供了完善的解決方案，受到業界和國內外學者的高度重視。BIM技術在建筑工程中的應用更加能夠發揮其前期方案優化的優勢，直觀地展現和優化施工方案，在前期項目籌劃階段，能更好地控制工程項目的投資規模和把握實施過程的進度。制定專項施工方案，專家論證后嚴格按照方案實施，并加強現場的安全管理，確保施工安全。

2.裝配式建筑的概念與發展

裝配式建筑是指根據設計圖紙，將建筑的各類構件如梁、板、柱、墻等，在工廠進行生產加工，然后運輸到工程施工現場，通過吊裝、組裝、連接的方式組合而成的建筑。裝配式建筑最大的特點是構件標準化、生產工業化，具有建設周期短、綠色環保、現場施工量少、工程質量穩定等優點。裝配式建筑主要興起于二戰后的歐洲，美國和日本之后利用該技術進行了大規模的住宅建造。我國于20世紀50年代從蘇聯引進裝配式建造技術，當時由于設備及技術有限，裝配式建筑沒有得到持續發展。2015年前后，裝配式建筑在我國新建項目中的占比開始有明顯提升，國家和地方開始陸續出臺一系列關于裝配式建筑的政策及文件，裝配式建筑產業開始快速發展。

3.BIM技術在裝配式建筑施工中的應用

3.1施工場地布置

與現澆式建筑相比，裝配式建筑的大部分構件是在工廠里預制生產，運輸至施工現場進行吊裝，吊裝前還要對其進行合理有序的安置及儲存。預制構件種類數量多、體型重量大，運輸、存儲、吊裝工作量大、技術難度高。通過BIM技術平臺，可以直觀地對施工場地進行模擬布置，合理規劃現場道路、PC構件堆場、臨時建筑、工棚倉庫、塔吊設施、運輸線路等。合理的現場安排可以有效避免材料的二次搬運和各種碰撞可能，減少預制構件的磕碰和開裂，降低工程成本的同時也減少安全事故。BIM技術的應用能充分滿足裝配式建筑構件運輸、卸載、存放、吊運的復雜需求。

3.2施工質量管理

在施工技術交底環節，BIM技術能夠以立體和動畫的方式，進行施工過程的模擬，讓現場操作人員直觀、清楚、全面地掌握裝配式建筑的各項施工工序及工藝要點，通過這種可視化技術交底，預制構件現場安裝的施工效率和施工質量得到大幅提升。通過BIM技術平臺，施工管理人員還可以預先優化構件和設備安裝節點，防止安裝過程出現鋼筋碰撞、管道碰撞、預留孔錯位等問題。在BIM平臺上可以通過調整鋼筋參數、管道與設備規格及位置等方法，解決構件和設備的碰撞沖突問題。對于一些裝配式建筑施工中的特殊工藝、重難節點，比如套筒灌漿、構件連接點等，施工管理人員可以事先通過BIM模型進行動態觀察、模擬，清晰、準確地掌握工程情況，抓住施工要點，避免失誤，保證施工質量。工程施工管理人員可以結合互聯網技術、RFID技術、BIM技術實現預制構件施工過程中的定位、識別、信息提取和信息錄入。施工時給每個構件一個二維碼，工程施工管理人員用手機進行掃碼，可以獲取構件信息，也可以結合手機APP上傳工序驗收、質量報檢等內容，預制構件在施工過程中的質量信息通過BIM平臺得以搜集、傳遞、整合。

3.3施工進度管理

BIM技術可以創建裝配式建筑的4D模型，模擬裝配式建筑按施工進度計劃執行的施工過程，該過程通過動畫的形式呈現。在這樣的直觀模擬中，施工管理人員能夠充分觀察整個項目的施工過程，掌握工程整體進度安排，并且比較容易發現潛在的工序錯誤及作業沖突，通過修改施工進度計劃或是其他施工參數來解決上述問題，保證工程項目的順利進行。在工程建造施工過程中，施工管理人員還可以在BIM平臺上錄入施工的實時進度數據，與施工進度計劃進行對比。如果發現有差距，應及時分析影響因素，并對人員調配、材料供應、工作面設置、工序流程等影響因素做出調整，確保施工進度。

3.4施工成本管理

與傳統的現澆式建筑相比，裝配式建筑由于其本身特殊性，涉及的人、材、機種類多且數量大，現場施工技術難度和精度要求高，管控困難。而由此造成的人員分工及物資調配失誤、不均衡等問題也經常出現，給項目成本控制帶來一定壓力。通過BIM技術平臺，工程管理人員可以按構件類型、施工進度、單位工程等多種不同標準輸出工程量，結合清單計價文件得到工程價格。該方法對于工程管理人員談判報價、工程量變更、物資采購等多方多環節給予充分的信息支持，有助于工程管理人員減少重復繁瑣勞動，更高效、更精準地做出管理決策。特別是對于裝配式建筑，工程量統計可以為預制構件工廠提供物料清單，指導工廠進行構件生產。在工程項目建造過程中，工程管理人員還可以將物資消耗情況隨時錄入BIM系統，用于比對物資使用計劃，幫助工程管理人員了解工程項目進展，實時掌握物資儲用動態，靈活調整物資供應與分配。

3.5施工安全管理

裝配式建筑可以運用BIM技術對施工過程進行多方面管理。在安全管理方面，裝配式建筑施工現場隱患多，分布廣，常見有高空落物、預制構件碼放錯誤、預制構件吊裝不到位、塔吊碰撞、腳手架失穩、高空墜落等風險。借助BIM技術可視化、可漫游優勢，工程管理人員可以在工程開工前，用BIM軟件對工程項目的安全控制點、有重大危險源的部位、關鍵施工環節等進行模擬演示，從而發現潛在的風險因素，做好排除和應對措施。同時，工程管理人員可以運用BIM技術對工人實施安全教育與施工培訓。通過動畫視頻、VR虛擬漫游等方式向工人講解安全知識和施工操作要點，為他們提供身臨其境的感受，增強工人的安全防范意識，規范施工操作要領，降低安全事故發生概率。

結語

總之，BIM技術為裝配式建筑的精細化管理提供了強大的技術保障，裝配式建筑也為BIM技術的應用提供了發展平臺。BIM技術與裝配式建筑的結合促進了智能建筑全產業鏈的構建和發展，助力中國到2035年全面實現建筑工業化，實現智能建造與建筑工業化協同發展，讓我國邁入智能建造世界強國的行列。

參考文獻：

[1]王少鋒.某裝配式住宅項目施工階段BIM技術綜合應用研究[D].邯鄲：河北工程大學，2020.