BIM 技術在裝配式建筑施工中的研究與應用

吳亞麗 黃 歡

（1.開封大學， 河南開封 475000； 2.開封正開置業有限公司， 河南開封 475000）

0 引言

BIM 技術在建筑行業中的應用，充分發揮其重要優勢和特點，取得了顯著的應用效果，創造了更多的綜合效益，促進建筑行業更快、更好地發展。我國傳統施工技術難以適應現代化裝配式建筑施工需求，充分采用BIM 技術，提升項目信息化管理水平，進一步保障項目施工質量。

1 BIM 技術應用的基本情況

BIM 技術在裝配式建筑各個施工環節中得到充分應用。施工企業在BIM 中提取、修改信息，協調各項施工作業。。我國BIM 技術主要是在復雜建筑、文物建筑修復等工程中進行應用，最大限度地減少施工中發生問題的幾率，便于工作人員對工程建設的實際情況進行了解，制定相應的建設方案，及時發現工程設計圖紙中存在的相關問題，采取針對性措施進行解決和修整，更加符合項目工程建設的實際需求，對工程建設效果進行有效保障。

2 裝配式建筑工程特征

裝配式建筑工程采用先進的建筑技術，更加注重環保，屬于綠色建筑，建設周期較短，能夠批量建設，具有規模化生產的特點。裝配式住宅在建設施工的過程中不僅周期較短，投入成本較低，同時勞動強度還很低，大多數進行機械化施工。依靠先進的科技制作方式，采用防水、隔音和抗震等更加優質的建筑材料，對建筑的質量具有一定的保障[1]。裝配式住宅施工的流程進行不斷地簡化，實際建設操作比較簡潔，最大程度地降低建筑中存在的安全隱患。相關施工管理部門在施工建設之前將需要使用的具體材料進行詳細、科學地規劃，建筑材料大多數是半成品，在施工的過程中產生極少的垃圾，促進建筑更加的環保綠色。另外，裝配式建筑在施工中不會受到自然氣候的影響，在很大程度上縮短了建設周期，建筑的總成本自然會一定程度的減少。相比較于傳統施工，裝配式建筑具有安全環保、建筑品質較高等多種優勢，具有較高的推廣應用價值。

3 裝配式建筑工程施工中存在的問題

3.1 缺乏完整的產業鏈

我國裝配式建筑工程發展較晚，一線的建筑品牌和經濟發達的大城市具有充足的建筑資金，能夠促進裝配式住宅的發展。在實踐中得到一定程度的應用之外，大部分建筑業和地區對于裝配式住宅施工建設技術的應用存在許多不足之處[2]。另外，施工技術發展不完善，預制配件的生產商制造出的成品相對結構單一，沒有形成完整的產業鏈，無法為裝配式預制住宅建筑提供有力的支持和保障。建筑施工人員普遍都是農民，文化教育程度較低，沒有較強的專業知識和技術水平，同時缺乏較強的創新能力，對于新型的裝配式住宅的了解不多，對于施工流程不熟悉，造成施工現場存在較多的困難，無法將施工工作正常順利地開展。

3.2 缺乏完善施工管理體系

我國裝配式建筑工程推廣時間較短，缺乏完善的管理機制。比如我國預制構件的生產商缺乏專業的人才，生產結構單一，同時相關建筑管理部門在實際工作中管理機制不完善，對構件采用的檢驗方法比較簡單，造成部分生產商出現以次充好的現象，無法達到一定的精度和標準。另外，新型建筑的現場管理不夠精細化，缺乏對每個施工環節及施工技術的關注，缺乏BIM 技術的應用，無法滿足現實管理的實際需求。

4 BIM 技術在裝配式建筑施工中的研究與應用

4.1 工程概況

本文采用真實案例分析BIM 技術在裝配式建筑施工中的具體應用。上海市某區A 裝配式建筑工程，建設在產業園區里，施工場地為方形，東西長360 米左右，南北長度280 米左右，工程地塊具有良好的地質條件、地勢平坦、地面整齊。A 裝配式建筑工程主要建設6 棟25 層、2 棟18 層、7 棟15 層公租房，1 層地下車庫。該工程總占地面積9860m2, 總建筑面積295117.75m2，建筑密度控制在16.33%，建筑物高度控制在75 米，建筑單體主要應用預制裝配整體式剪力墻結構，單體預制率控制大于40%。

4.2 構件設計環節

A 裝配式建筑工程施工建設的過程中，施工人員需要結合項目實際的情況和需求，采用工廠規模化生產裝配式構件。裝配式構件生產過程中，如果出現變更等相關問題，就會造成其不能正常順利地裝配，就會造成大量資源的浪費，增加工程施工成本。因此。工作人員需要在構件設計環節，充分發揮BIM 技術的優勢和作用，采用BIM 信息平臺有效設計裝配式構件[3]。設計人員能夠及時發現構件設計中存在的問題和不足，不斷優化和完善設計工作，提升構件設計工作質量效率，進一步保證裝配式構件設計的精準性，確定每個零部件不會出現任何設計錯誤，增強構件可生產性。

設計人員結合該工程裝配式特征，結合PC 構件明確建模規則，其PC構件族庫搭設能夠對外露鋼筋、預留洞口、預埋線盒等相關元素的空間位置關系進行有效反映，同時實行碰撞檢查，對預留預埋定位、鋼筋碰撞等相關問題進行有效解決，保證PC 構件放置的精準性，并能有效統計不同構件的數量。

4.3 構件現場安裝環節

裝配施工環節的安全質量管控主要為驗收裝配式構件和監控其裝配全過程。A 裝配式建筑工程裝配式構件進入現場之前，相關工作人員按照具體標準和規定，嚴格進行質量驗收，保證現場裝配過程中，所有裝配式構件符合標準規定。工作人員通過RFID 標簽的掃描，讀取質量管理信息數據，同時和BIM 信息平臺中保存的構件驗收質量標準進行比對，有效保證工作質量，提升裝配式構件質量驗收效果，最大程度地避免由于管理人員自身能力不足造成工作失誤現象，避免了給建筑工程施工質量帶來較大不良影響。

施工人員通過仿真模擬，主要采用BIM 技術創建更加直觀、形象的三維立體模型，有效模擬指導繁雜的裝配施工建設過程，進而有效驗證建筑工程施工方案，實現施工方案的改進和優化[4]。施工人員可以采用仿真模擬施工方案問題，對施工中可能存在的碰撞進行提前解決。如圖1 所示。施工人員模擬裝配式施工方案，在模擬的過程中設定相應的質量控制點標記，生成質量管控清單，便于施工管理人員結合該清單高效順利地指導施工，進而有效管理質量控制點，提升裝配式建筑工程施工質量。

圖1 PC 方案模擬

4.4 施工進度管理

裝配式建筑工程包含大量的構件，繁雜的安裝工序，具有建筑工程建造速度快的優點，更加凸顯出了施工進度管控的重要性。管理人員需要對施工現場和周邊環境的特點進行全面了解，關注施工之前的技術交底工作，確定每個施工環節運用的施工技術，保證工作人員對于技術的重難點內容熟練掌握，同時對于施工中存在的相關問題制定針對性的解決策略，避免由于技術問題影響工程施工進度。另外，施工企業需要加強對技術人員BIM 技術應用技能培訓，全面了解和掌握施工的相關標準和規范、工程完工驗收標準等，及時更新技術人員的知識儲備，了解技術發展的最新方向，提升技術人員BIM 技術應用水平，進而有效提升建筑工程施工效果。

施工人員可以采用Navisworks 等軟件，對建筑結構構件、水電氣管線等多個方面進行建模，同時將BIM 模型導入到軟件中[5]。施工管理人員對施工工序的相關施工進度規劃輸入到模型中，實現BIM 模型信息關聯，創建動態三維模擬施工現場，便于管理人員更加直觀、全方位的檢測裝配式建筑工程施工進度。另外，BIM 模型中的相關信息數據存在一定的關聯性，相關參數發生變化的情況下，其他關聯的信息進行自動更新。因此，建筑工程施工中出現設計變更的情況下，管理人員結合變更要求和項目施工實際情況，對BIM 模型中的參數進行科學合理地調整，實現動態變更，進而合理調整施工監督計劃，科學規范地推進建筑工程施工進度。

4.5 施工圖會審中的應用

相關管理人員需要完善施工圖紙會審工作，根據建筑工程的實際情況，科學合理地選擇施工技術和方案，由專業技術人員對施工圖紙進行深入研究和分析，同時對于施工過程中需要關注的技術重難點進行明確和標注，制定有效的應對策略，最大程度地減少建筑工程施工建設中對具體設計的變更，影響整個建筑施工進度。圖紙會審是工程施工前不可少的一項重要工作，應用BIM 技術的三維可視化輔助圖紙會審，能快速查找出圖紙中存在的各建筑標高不統一、建筑物間隔不合理、空間布局不合理、管線布置碰撞、裝配式構件尺寸不匹配等問題。工作人員利用BIM 技術三維可視化優勢，實現BIM 可視化圖紙會審，檢查圖紙中存在問題，提前改善圖紙相關問題，生成圖紙會審記錄。

圖2 BIM 技術在施工圖會審階段的應用

5 結束語

BIM 技術在裝配式建筑施工中的應用，能夠有效提升項目施工建設進度和質量管理，創造出巨大的社會經濟效益，提升各個階段工作開展的有效性，最大程度地降低施工問題發生的幾率，避免了對裝配式建筑工程產生嚴重的經濟損失。本文主要結合裝配式工程實際案例，分析BIM 技術在構件設計、構件現場安裝、施工進度管理、施工圖會審中的具體應用，提升施工質量。