BIM技術在裝配式建筑中的應用

焦健

（寧夏建筑設計研究院有限公司）

1 BIM技術概述

BIM技術有效打破了傳統建筑技術，能夠利用三維技術模擬建設的全過程，并實現了建設參數的實時跟蹤，有效規避了數據錄取及傳輸過程中存在的誤差[1]。關于BIM技術的內涵，總結為以下幾點，采用三維技術方式收集建筑項目建設中涉及的各方面信息；BIM屬于信息摘要機構，是建設方參與各項建設活動的重要平臺，能夠及時提取信息，將信息實時傳遞給各個建設方；建設參與方能夠與參與到數據的修改，能夠及時補充、完善各個專業的參數，達到優化工作的目的[2-3]。

2 BIM技術在裝配式建筑中的應用

2.1 設計階段的應用

傳統的建筑基本上按照順序逐漸的進行投入，先后經歷業主招標、設計圖紙、現場施工以及準備材料等多個階段。此種DBB模式下，構件廠、施工單位及物流等都不能夠參與到建筑設計中，極容易造成后期的設計與現場施工存在差異，進而影響后期的施工質量及進度。將BIM技術應用于裝配式建筑中，能夠構建參數庫，完善PC構建及設備等。這些基礎性的工程完成以后，設計人員在參與建筑項目設計時，可直接的調用參數，實現快速的設計。

2.2 施工階段的應用

BIM技術在裝配式建筑施工管理中應用時，能夠對裝配式建筑的預制構、配件的質量、進度及成本等進行管理。

1）對構件的進度進行管理

數據信息主要指設計階段的設計信息以及施工過程中采集的數據信息。按照構建管理過程中需要的信息，提出了構件進度管理體系，對裝配式建筑構件進度進行實時管理，具體流程圖見圖1。在信息傳遞與收集方面，裝配式建筑的構件基本上都是固定的儲存方式，并用Excel表格進行記錄，及時提取構件的信息。

2）構件的質量管理

裝配式建筑的最大特點就是標準化、批量化生產，這就極大提升了構件的生產效率。裝配式建筑建設過程中，涉及很多構件的生產，且各個構件在尺寸上并不會差別很大。

由圖1可知，將BIM技術應用于裝配式建筑，質量管理架構將施工階段的質量管理劃分為四個階段，分別是施工前期的準備階段、構件的生產階段、現場裝配階段以及質量驗收階段。

圖1 質量管理構建圖

2.3 運營階段的應用

BIM模型在建筑起始階段就儲存了各方面信息，能夠及時進行查閱，有利于及時了解建筑物及設備的運行狀況。

1）在設備的信息化管理方面

裝配式建筑使用設備的維護是很重要的，現場施工要努力延長設備的使用壽命，確保設備能夠處于良好狀態。裝配式建筑后續運營中，管理人員可通過掃描設備上的RFID標志，及時將設備的參數、型號及檢修記錄等錄入BIM模型中。若設備出現故障，檢修人員通過掃描RFID標簽，便能及時獲取設備信息。依靠BIM技術，維修人員能夠及時有效地對設備進行維護，并從設備信息庫中調取設備的詳細信息，實現快速查找。

2）空間信息化管理

BIM技術能夠實現虛擬與現實技術的結合，能劃分空間，實現空間的合理利用，顯著提升裝配式建筑的運營效率。

3 BIM技術在裝配式建筑中的應用案例分析

3.1 案例工程概況

案例工程項目的設計依據是《城市住區規劃設計規范》，案例裝配式建筑項目的詳細信息見表1所示。

表1 裝配式建筑信息

3.2 設計階段的應用分析

3.2.1 設計準備階段

在裝配式建筑設計準備階段，工作集的劃分有多重標準，比如，按照樓層劃分、專業劃分或按材料類型劃分等。以案例工程項目電氣系統工作集的劃分為例，采用不同顏色作為劃分標準。

3.2.2 設計步驟

對案例裝配式建筑的梁板柱等進行設計，可以采用CAD軟件或者Revit軟件進行建模。裝配式建筑預制構件需要提前計算，及時繪制建筑圖。案例工程項目在建設中，使用Revit軟件進行計算繪制。

3.2.3 生產階段的應用

裝配式建筑有很多生產構件，因而要實現生產構件的信息化管理，技術人員能及時在系統上查詢相關構件信息，并對信息參數進行識別。通過操控程序，能夠完成整套工序，比如，鋼筋的捆扎、模板的制作等。若是生產的構件不達標，就需要及時對生產過程進行追蹤及回溯。同時，在預制構件生產過程中，能及時將編號、名稱及批次等轉為二維碼，方便查詢，實現構件管理的信息化。

在完成裝配式建筑構件的生產后，便可以運輸。構件運輸過程中，應及時與構件廠進行協調，根據裝配式建筑現場施工的需要及進度進行配送。計劃表傳遞到構件廠后，質檢員應及時進行質量檢查，檢查通過后，轉運到各個部門分別進行驗收配送。

3.2.4 施工階段的應用

1）進度管理

將BIM模型應用于裝配式建筑中，能反映出各個構件的基本情況，并在平臺上用不同顏色進行區分別，實時顯示構件的狀態，方便管理人員進行跟蹤定位。

a.生產進度的管理

裝配式建筑使用構件的生產工藝流程主要有現場配置混凝土、安裝模板、布置鋼筋網，、預留預埋件位置、混凝土澆筑等，各個建設方應該熟悉裝配式構件的生產流程，及時掌握生產進度。生產管理人員可通設備掃描RFID標簽，將構件的信息傳遞至平臺，方便施工方及時查閱構件信息。

裝配式建筑在施工建設前期，施工方應將吊裝計劃通過BIM技術平臺傳遞給現場技術人員，盡量避免出現施工現場構件堆積的現象。現場構件的數量應該略多于生產速度。各個構件在進行生產之前，應該提前使用BIM技術進行生產模擬。

b.運輸進度管理

在進行構件運輸時，構件出廠前，現場管理人員應該及時對RFID標簽進行掃描讀寫，及時識別裝配式構件，并將信息傳遞給第三方。在信息傳輸過程中，運輸人員要及時輸入運輸線路、車輛信息以及駕駛人員信息，并將各類信息錄到管理平臺中。車輛運輸過程中的信息，可采用GPS進行定位跟蹤。

c.施工進度管理

裝配式建筑建設期間，管理人員應該及時記錄各個構件的裝配時間、出庫時間以及完成時間、配合時間等，將構件的狀態信息及責任人錄入平臺。

技術人員可使用Navisworks軟件對進度計劃進行管理，篩查潛在問題。

2）質量管理

利用BIM技術模擬復雜的生產過程、裝配方法以及裝配線路，有利于現場施工人員及時了解施工難點，發現潛在的問題并進行處理。同時，可視化的模擬也能方便技術人員理解。

傳統的建筑施工模型中，施工現場發現的問題要完全得到解決，存在時間的差異，原因是各類問題的信息需要逐級上報，最終才能得到解決。將BIM技術應用于裝配式建筑中，能夠隨時了解各個構件的使用情況以及質量情況，掌握安全信息，及時采取措施規避影響質量的因素，有利于對裝配式建筑現場施工進行管理。

4 結語

傳統的建筑模式耗能較高、污染大，施工的周期較長，與當下國家推行的綠色環保并不匹配。裝配式建筑是一種新型建筑，具有明顯優勢，但目前還處于發展初期。BIM技術的應用，能夠對裝配式建筑的各個環節進行模擬仿真，能夠為裝配式建筑各個環節的建設提供依據。通過文中的研究分析表明，BIM技術能夠實現信息化、工業化及綠色。BIM技術能夠構建出裝配式建筑的三維模型，并采用數字化手段全程管理、監測裝配式建筑。可見，將BIM技術應用于裝配式建筑是未來建筑領域發展的必然趨勢。