BIM在裝配式建筑施工管理方面的研究

徐祥 廣西建工第五建筑工程集團有限公司

1 前言

在現代建筑的發展中，組裝建筑具有明顯的優勢，在建筑行業中的比重逐年增加。在組裝建筑中應用BIM技術，可顯著改進組合建筑施工管理的重要內容。組合建筑工程施工管理人員，不僅要全面了解BIM技術的優勢和應用價值，還要將BIM技術應用于施工管理實踐，充分體現BIM技術在改進過程中的價值。

2 相關概述

2.1 BIM信息化技術

BIM是通過信息化仿真技術將建筑的相關工程信息集成為一體的可視化模型，該模型的建立基于計算機、建筑設計、建筑施工、項目管理等多方面技術的集合。BIM信息化模型為建筑項目各方提供了信息共享的平臺，通過該模型參與各方可以高效地獲取相關信息指導項目各項工作。

BIM模型反映信息全面，能夠展示建筑項目的多維模型，可根據項目的實施要求提供項目的結構類型、材料性能、工程進度、工程量等各類信息，并能將這些信息通過信息共享平臺進行關聯，其中一項信息發生改變，其他相關的信息同時進行更新，確保BIM模型的一致性和精確性。BIM信息平臺能夠為建筑項目的決策、設計、施工、運維全壽命周期提供信息化服務，體現了建筑信息化的高度融合，為建筑項目的實施完成提供增值服務。

2.2 節省勞動力，優化工程質量

傳統的建設行業是勞動密集型行業，工程的進度和質量主要靠在場工人人數和工人的技能水平，但從事建筑業的工人專業技術水平不一樣，現在從事建筑行業的勞動力人數越來越少，導致工程質量、安全和進度不能得到保障，已經限制了建筑業的發展。

裝配式建筑建造過程中，將大量的重復性工作轉移到機械程度高的預制構件廠生產，有效減少了施工現場工作人員的數量，通過相關專業培訓現場安裝工作人員，使現場工程質量和安全有了很大的提升，確保工程質量符合設計的要求。

2.3 BIM技術在裝配式建筑施工中的應用價值

裝配線具有環保、建設成本低、建設速度快、建設安全風險低及建設數據管理復雜等特點。BIM技術在組合建筑施工中的應用，不僅有助于更好地利用組合建筑的優勢，而且有助于提高組合建筑施工管理的效率和準確性。具體而言，BIM技術的應用有助于構建組合建筑模型，促進數據共享和效率，同時BIM技術在仿真、協調等方面具有明顯的優勢。在裝配式建筑施工的實踐中，可以使用BIM技術模擬施工過程，分析施工過程中遇到的優先事項和困難，有針對性地優化施工計劃，避免施工錯誤，確保施工作業（圖1）。

與此同時，建筑施工參與者可以通過構建建筑過程中協作程度更高的BIM平臺，有效提高建筑施工管理效率。建筑單位使用BIM技術進行建模，可讓參與單位透過更直觀的模型進行溝通和決策。對于設計單位使用BIM整合資料可通過修改模型中的某些資料來提高設計效率。對于構件制造商，BIM技術不僅可以提高建筑單位、設計單位和建筑制造商之間的協同增效作用，還可以編碼各個構件，從而為提高建筑場地的材質管理水平奠定良好的基礎。對于施工單位，BIM技術可用于模擬施工現場，有效提高運輸路線和材料倉庫的科學水平，管理機構可通過直觀的比較實際施工狀態與施工計劃之間的差距，確保現場管理水平的提高。這表明BIM技術在組合建筑施工中具有重要的應用價值，強調BIM技術的應用和充分利用其優勢，可以有效提高組合建筑施工的管理水平。

3 裝配式建筑特點與優勢

作為建筑領域的一種新形式，裝配式建筑是使用BIM等先進技術組合建筑和科學設計模型的建筑，它選擇合格的工廠生產預制構件，并將其運輸到項目建筑場地進行裝配。因此，可以看出，裝配項目的施工主要從建筑設計和建模、預制構件的生產、建筑材料的運輸、建筑裝配、質量驗收、相關施工企業、設計單位、施工隊等方面進行。必須嚴格控制每個環節的質量，進一步保證裝配建筑的質量和穩定性。

在建筑施工期間，鋼筋混凝土建筑和木材連接結構占主導地位，降低了建筑成本；其施工工藝相對簡單，可提前生產預制構件，大大縮短施工時間；在施工現場，裝飾建筑以綠色發展理念為基礎，有效減少噪聲、灰塵和建筑垃圾等污染的影響，有利于加快文明建設；以大型開放式住宅為基礎，根據客戶需求，設計多樣、個性化的風格，以確保環境合規性和客戶滿意度；在施工質量管理中，裝配結構的施工得到專業設備的補充，從而減少了高空作業，有效降低安全風險。其預制構件具有質量、穩定性和鄰近性等特點，有助于提高建筑工程的質量和安全性。對傳統建筑實際消耗的比較分析表明，建筑項目中預制建筑的總體資源消耗很低。

4 裝配式建筑技術的應用

4.1 新型可調式外掛架

在使用裝配技術時，制造商必須使用有效的配套工具。其中，新型可調插件支架在裝配建筑的施工中起著非常重要的作用，在提升過程中通常會出現損壞和彎曲等問題。

因此，為了顯著提高施工質量，懸架時需要科學使用插件支架，以減輕角板的巨大壓力，盡可能保證角板的質量。

此外，施工人員應根據具體類型的平板電腦、預制建筑和相關類型，科學確定橡膠防護角。定義角板后，必須將它們附著到角板的角上，以最大限度地減少角板磨損并確保重復使用。

5 基于BIM技術的裝配式建筑施工能耗可視化模型構建

5.1 三維信息模型

三維信息模型是建筑項目的三維模型，它使用BIM建模軟件提供有關建筑構件（包括材質、尺寸、數量等）的基本信息。三維信息模型是實現進度信息、輔助能耗信息、建筑能耗可視化的基礎。有許多三維BIM建模軟件，包括Revit、Bentley、Archicad和Catla。在我國，BIM建模的基本建模軟件是Revit，它具有豐富的功能，其功能設計完全基于BIM建模概念，是以模型為導向的3D資訊模型，因此，可選擇Revit作為三維BIM建模軟件。使用資訊模型，可以取得建筑的虛擬表現法，搜尋建筑每個元件的基本資訊，并將其他資訊加入資訊模型中，以建立新的資訊模型。

5.2 能耗信息模型

能源使用資訊模型是一個元件，可將能源使用配額資訊新增至資訊模型：相關的能源使用資訊模型，可將能源使用資訊與管理能源使用的資訊模型相關聯。能源消費信息模型包括兩個方面：三維信息模型和建筑能源消費信息。三維信息模型是使用BIM技術構建的，建筑能耗信息是指裝配建筑工程的能耗份額，每個尺寸元素包括人員、材料和機器的能耗。在能源使用資訊模型中，能源使用配額資訊通常是以元件為基礎，每個配額元素都包含人員、材料和機器的能源使用。

6 基于BIM的裝配式建筑施工管理方法

6.1 BIM在設計管理中的應用

通過將BIM技術引入設計鏈中，設計人員可以從計算機構建三維建筑模型、共享數據、提高整體設計的效率和質量、考慮所有因素并避免外部因素對工程進度的影響。

在設計過程中，將BIM技術應用于設計模型并將其納入設計者的概念中，詳細介紹建筑的整體幾何特征，并使用三維模型使部門和團隊能夠更直觀、更準確地確定內部空間布局和使用Revit，設計人員可以直接獲得有關每個預裝配圖元的全局信息，包括構造位置、材質組成、幾何圖形尺寸等。此信息可以在軟件中詳細顯示為三維構造和數據信息，從而大大簡化了以后的設計工作。

在結構設計過程中，可標記混凝土組合結構的關鍵點，使施工人員能夠相應地確定實施階段的難點，例如鋼筋的布置和組合、節點的處理等。在一定程度上，能促進各部門和專業之間的聯系與合作，以透明的方式進行對接和溝通，同時開展混凝土組合結構的平面設計、機械設計、電氣設計和結構設計。此外，在執行切割設計過程中，使一些管理人員更好地掌握設計過程，合并影響因素，澄清裝配建筑的總體特征，避免因方案不適當而浪費資源，以及因缺乏方案而造成的錯誤。

6.2 施工管理中的應用

安裝執行站點布局與跟蹤執行進度直接相關，它適用于辦公區、生活區、任務區、機械設備和材料放置區等。

在執行人員開展相關行動的同時，必須確保執行小組的生命和財產得到最大程度的保障。應用BIM技術構建施工現場，優化每個區域的位置，從不同的平面實驗中選擇最佳的布局解決方案，并找出解決施工中出現的各種問題。

6.3 施工技術模擬

傳統的施工項目在開工前，主要是根據施工單位自身的特點和水平，結合施工項目的相關要求，從人、材、機方面編制施工組織設計，對施工起到指導作用，并隨著工程的進展，結合施工實際情況進行地不斷完善，實施過程中存在不少弊端。

BIM信息化技術可以將計算機技術與虛擬仿真技術相結合，將施工現場建筑物及周邊的情況進行動態和靜態的全時段分析，確保工程模擬符合施工工程情況。

BIM技術應用避免傳統施工組織設計在施工過程中需要不斷修改的弊端，將施工現場出現的難點、復雜點在施工前展示出來，通過技術手段加以解決，對節約施工成本、提高施工效率起到非常重要的作用。

6.4 建筑場地布局和節點可視化

項目的執行受到生產場地規模和環境條件的限制，存在許多干擾，有許多次級項目，難以對信息進行分類和分配，項目的執行速度也有動態變化。在組合建筑的初始設計階段，BIM設計平臺可以交互優化每個專業的數據，同時還可以交互管理準備階段的所有鏈接，以實現不同專業之間的協同作用，并在建筑施工期間分析索引。

BIM技術根據工程資料（例如專案地理條件和荷載規格）建置3D模型，同時考慮各種因素，例如機器、道路、設備等。并分析場地對建筑施工的影響，以便開展進一步的平整、空間定位和場地設計工作。通過在三維信息模型中對場地及其環境進行動態分析，可實現準確的空間布局，根據運輸要求劃分場地區域，將材料堆放在不同區域，并使建筑的機械應用更加合理。同時使用BIM模型對裝配的建筑（尤其是密集建筑）進行專業剪切和集成，可以在建筑之間執行逐層分析。

6.5 竣工階段

在建筑工作的完成階段，使用進度模擬、共用資訊、排序設計規劃研究、提供相應的設計知識，以及為后續階段建立相應的平臺，精確地取得相應的設計資訊在施工完成階段出現重復、效率低下和信息丟失等問題，影響實際施工進展。

執行單位應在任何時候就實施進度和具體實施安排進行磋商，并根據每個參與方的項目具體規定，實施工程信息的具體市場和價格要求。在實際完成階段，根據施工時使用的材料設施，從數據庫中獲取所有工程數據信息，并審計施工實際進行的整個過程，以進一步提高工作效率和質量。

7 結束語

綜上所述，本文基于BIM的裝配式建筑施工管理方法進行了論述與分析，強調了其對裝配式建筑施工管理的重要性以及優化效果，要求建筑團隊相關管理人員給予足夠的重視，與各個部門及時聯系溝通，使其能夠在施工準備、設計、施工以及竣工等各個階段得到有效應用，以此保障整體裝配式施工過程的順利進行，為建筑企業創造更大的經濟效益。