裝配式建筑工程施工中BIM技術的運用

羅軼寧

摘? ? 要：裝配式建筑是一種新型建筑，將此前需現場制備的各類結構和配件，以預制的方式進行制作，之后運輸到建筑施工現場進行裝配、建成。該類建筑優勢明顯，但對施工技術也具有特殊要求，這又使得BIM技術得到重視，BIM技術以大量信息數據為基礎，可實現多重模擬，在裝配式建筑施工過程管理中作用突出。本文主要針對裝配式建筑工程施工中BIM技術的運用進行簡要分析。

關鍵詞：裝配式;建筑工程;施工;BIM技術;運用

1? 基本概念

1.1? 裝配式建筑

裝配式建筑是指把傳統建造方式中的大量現場作業工作轉移到工廠進行，在工廠加工制作好建筑用構件和配件（如樓板、墻板、樓梯、陽臺等），運輸到建筑施工現場，通過可靠的連接方式在現場裝配安裝而成的建筑。

裝配式建筑主要包括預制裝配式混凝土結構、鋼結構、現代木結構建筑等，因為采用標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、信息化管理、智能化應用，是現代工業化生產方式的代表。

1.2? BIM技術

BIM全稱為建筑信息模型（BuildingInformationModeling），是在繪圖軟件的基礎上結合三大學科（建筑學、工程學及土木工程學）的專業學科知識而衍化出的新工具，主要進行與建筑有關的電腦輔助設計。

BIM技術是一種應用于工程全壽命周期的數據化工具。運用數據對建筑建立三維信息模型，使工程施工人員對建設工程全過程進行掌握，對施工過程中容易出現質量問題的點進行提前控制，以便提升施工質量，降低施工成本，縮短工期。

2? BIM技術在裝配式建筑中的應用優勢

2.1? 直觀可復用

裝配式建筑的建設、施工，對技術、信息要求均較高，如剪力墻規格、接縫處拼接方式、導力結構和承重結構的搭配等。借助BIM技術，可對工程項目方案進行收集，之后以收集所獲參數為依托，建立可反復使用的信息模型，直觀、客觀的為建筑施工過程管理提供支持。如技術人員嘗試了解裝配式建筑應對風沙破壞的能力，進行墻體建設后，可應用已有模型，計算風力破壞的參數、代入模型中即可，根據模擬結果了解建筑圍護結構是否需要加固、防風結構是否應予以優化等，對施工過程中的管理工作助力明顯。即便一次模擬無法獲取可靠結果，也可反復進行多次模擬，直到結果滿意。

2.2? 多元素模擬

多元素模擬，是指在進行裝配式建筑施工過程管理時，結合具體需求，將若干動態參數、靜態參數代入模型中，客觀的評估建筑質量、改進需求，為后續施工活動和管理、監理活動提供支持。如某裝配式建筑設計完成、核準技術和建設參數無誤，進行施工階段。施工過程中，甲方需要更改方案，提升建筑的保溫能力，可將原有方案下的模型調查，代入材料保溫參數、當地日照參數、冬季室外溫度等等信息，在多個元素綜合作用下，以甲方的明確要求作為約束條件，不斷調整圍護結構厚度、門窗大小等，直到建筑保溫能力達標。依托BIM技術的可復用、多元素模擬功能完成裝配式建筑施工過程中的高質量管理。

3? 裝配式建筑設計階段BIM技術的應用

3.1? 預制構件標準化設計

針對裝配式建筑標準化設計，需要考慮建筑工業化標準統一。通過對多樣化及個性化的建筑整體進行統一的模數標準化、構件標準化、節點連接標準化達成。在BIM技術為基礎下進行標準化的設計和生產，以三維數字為表達方式，這樣可以將建筑項目的實施對象作為數字化進行表達。采用BIM技術，設計后由預制工廠制作相關的建筑構件、節點，將這些物理和功能特性信息上傳至云端，裝配式建筑設計中的各專業設計人員能夠快速地傳遞各自專業的設計信息，對設計方案進行“同步”修改。和施工、建設單位，進行討論具體施工方案和功能需求的問題，在云端進行信息整合，形成各類預制構件的族庫。隨著云端各類型族庫的豐富，將同類型的族庫進行優化統一，盡可能減少同類構件的種類，從而促進形成統一的裝配式建筑工業化標準。

3.2? 提高設計效率，減少設計誤差

應用BIM技術建立項目模型，可以使建筑工程師、結構工程師、設備工程師等專業人員在同一個平臺上進行工作，通過溝通交流后可直接對項目模型進行對應的修改，從而達到優化設計方案的目的。在進行現場施工前，建設方和施工方也可對項目的功能和局部節點進行了解和修改。采用BIM的參數化設計可以將項目進行分解，針對特定的情況進行分析，能夠自動生成各工程量清單和各材料清單等數據信息，減少了大量的統計時間。

利用可視化設計和施工技術相結合，提前把建設項目施工從開始到結束的過程進行可視化模擬分析，針對性的對部分吊裝拼裝節點進行節能分析、碰撞檢查、管道沖突等項目優化，避免在實際施工過程中出現不利情況后才做出設計變更，從而提高設計效率、減少設計誤差。例如在深化設計階段不但要考慮預制構件質量和外觀，也要考慮到出現孔洞、降板、管線預埋等的情況。

4? 裝配式建筑施工過程中BIM技術的應用

4.1? 堆場管理、施工場地優化布局

基于BIM技術模擬性的特點，在項目執行前對施工場地進行分析，并對不同施工階段、不同施工環境進行對比，提高場地的利用率，避免在堆放過程中產生二次搬運、材料損耗等。利用BIM技術的可視化優勢，用模擬技術1：1模擬出真實的現場施工場景，通過對不同施工階段的現場模擬，得出施工道路布置、機械設備擺放、材料位置的最優解，從而合理的進行規劃和布置，避免出現場地浪費、運輸通道擁堵等情況。

4.2? 構件吊裝方案模擬優化、3D模擬技術交底

BIM模型對于構件的展示更為直觀，能將施工過程全面展現出來。特別是一些重點、難點施工環節，可在BIM技術平臺上有針對性的3D動畫演示，可以讓施工人員對于構件吊裝的全過程進行觀測和判斷是否滿足規定和要求，也可以對班組工人進行施工前培訓交底，避免在吊裝過程中出現“錯漏碰缺”。這樣不但能夠提高吊裝施工現場管理的效率，提升了現場施工人員的業務水平，而且進一步規范了施工人員的實際操作，很大程度的減少了安全事故的發生。

4.3? 施工進度管理

BIM模型中加入時間維度，用于施工進度管理。解決了以收集當前進度數據及施工經驗調整進度計劃，而對于調整后是否會存在其他問題的狀況。基于BIM可視化動態模擬的特點，將資源配置、施工狀態、勞動力需求等信息融合在一起，結合傳統的橫道圖和網絡圖，對施工精度實行全方位細化的控制。并可以將信息共享，保證施工管理人員所做的決定可以立刻被執行，提高現場施工效率。

4.4? 施工質量監管

將施工質量檢查驗收點與BIM模型中的信息元素相互關聯，可以實現檢查驗收人員在工程質量檢查驗收時支持移動設備查看和錄入待檢查點的資料信息。通過關聯對應的國家地方規范和IFC數據標準，可以解決在工程驗收時施工質量的參考標準體系混亂的問題。施工方和監理方可以在同一個規范標準下各自查看、檢查驗收點，錄入數據，系統可根據填寫內容自動判斷檢查驗收點是否符合要求，填寫的原始記錄和上傳的照片將保存至云端數據庫，自動生成對應的質量驗收表，從而實現施工質量的監管。

例如“預埋螺栓外露長度”、“預埋件鋼筋錨固板與混凝土面平面高差”項目，可通過量尺、水準儀、經緯儀等進行測量，對應觀測點位進行錄入信息，系統在與規范規定的允許偏差比較后進行判斷，若不符合要求，將提示施工方整改并填寫整改記錄。

5? 結束語

綜上所述，裝配式建筑施工過程管理中，BIM技術的應用價值理想，也具有高可行性。從優勢上看，BIM技術直觀、可復用，且能將多個元素作為參數之一進行模擬，滿足裝配式建筑建設要求。方法上看，需考慮裝配式建筑施工過程管理需要，通過重點模擬、動態模擬、全周期內施工調整等方式，提升施工管理成效。

參考文獻：

[1] 敬耀輝，楊丹萍，施航.裝配式建筑工程施工中BIM技術的運用[J].黑龍江科學，2020（2）.

[2] 叢俊華.淺析BIM技術在裝配式建筑中的應用[J].綠色環保建材，2019（12）.