淺談裝配式建筑施工過程管理中BIM技術的應用

摘 要：現代建筑工程發展催生了多種新技術，也為衍生技術的應用提供了更多空間。本文以BIM技術在裝配式建筑中的應用優勢作為切入點，予以簡述，再以此為基礎，重點分析裝配式建筑施工過程管理中，BIM技術的應用方法，就重點模擬、動態模擬、全周期內施工調整等內容進行論述，服務后續裝配式建筑管理。

關鍵詞：裝配式建筑;施工過程管理;BIM技術;重點模擬

前言：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。

1.BIM技術在裝配式建筑中的應用優勢

1.1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[1]。

1.2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[2]。

2.裝配式建筑施工過程管理中BIM技術的應用方法

2.1重點模擬

BIM技術在裝配式建筑施工過程管理中的應用方法多樣，典型方式之一為重點模式。重點模擬可為靜態，也可以為動態，強調借助客觀參數，針對某一個或幾個重點環節進行模擬。如某裝配式建筑地處南方，重視夏季散熱，施工過程中的模擬，以“室內外能量交換”為重點。可借助BIM技術建立建筑模型，選取室內溫度作為約束條件，選取室外溫度為動態參數，在約束條件不變的情況下進行動態參數的調整，核準當前設計是否滿足散熱要求。假定室外溫度達到35攝氏度時，室內溫度達到30攝氏度，超出設計標準。可添加其他動態參數，如室內空氣流速、地道風空調建設等，默認室內溫度和室外溫度固定不變，調整其他動態參數，至室內溫度達到理想水平，記錄該模式下各參數的具體指，指導裝配式建筑的施工建設。重點模式是BIM技術在各類建筑中的主要應用方式，可根據裝配式建筑建設需要，獲取“重點參數”所在，之后進行針對性模擬。

2.2動態模擬

動態模擬是BIM技術的主要優勢之一，較其他二維、三維模擬而言，BIM技術下，可通過對動態因素進行參數評估、代入的方式，獲取目標對象在不同動態因素影響下的建設、工作態勢。就裝配式建筑而言，因其建設方式較為特殊，面臨的模擬需求也存在特殊性。以建筑長時間使用后的密閉性為例，可獲取裝配式建筑的基本參數，包括圍護結構自重、縱向負載、水平拉應力、風力破壞、沉降導致的位移、材料自行變等等，上述所有數據，均以實測以及施工方案內的標準信息為基準，之后將其以一個“影響系數”的形式，代入BIM模型中，進行高倍速度模型。以等比例放大“影響系數”的方式，模擬“長時間使用”下的建筑信息，了解圍護結構、窗框等處出現形變的等級、強度，計算密閉性的損失，作為進一步施工優化、施工過程管理的依據。

2.3全周期內施工調整

裝配式建筑施工存在一個周期，該周期內面臨甲方意見變化、施工動態因素影響，可能出現計劃之外的波動。可借助BIM技術，就施工周期內的各類調整進行模擬分析，根據模擬結果為施工作業提供支持。假定某裝配式建筑原定為三層，高度9.50米。經分析發現建筑區域內存在軟土環節，且降水較多，進行三層裝配式建筑建設存在風險。可借助BIM技術進行模擬，代入建筑自重參數、土壤屈服強度（夯實后）參數，計算在使用年限內，建筑各部分出現沉降的可能、沉降總量、是否存在不均勻沉降風險等等。如模擬表明建筑無沉降風險，可繼續進行建設，模擬表明存在不均勻沉降隱患，則應酌情考慮更改建設方案。

總結：綜上，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]楊清華.BIM技術在裝配式建筑施工管理中的應用[J].工程建設與設計，2019（20）：273-274.

[2]周鑫.BIM技術在裝配式建筑施工質量管理中的應用研究[J].住宅與房地產，2019（15）：122-123.

作者簡介：

郝增寶（1970.5--），男，漢族，山東沂源人，副教授，碩士學位，主要從事土木建筑教育研究

（山東省教學改革課題、省級，課題編號：2019302校企共建裝配式建筑施工體驗式教育培訓基地建設研究與實踐）