裝配式建筑施工階段的BIM技術(shù)應(yīng)用研究

王玨

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司華東分公司）

1 引言

BIM技術(shù)在建筑業(yè)的應(yīng)用日益成熟，越來(lái)越多的建筑項(xiàng)目實(shí)踐使BIM技術(shù)的特點(diǎn)不斷凸顯。

1）建筑全過(guò)程可視化

應(yīng)用BIM技術(shù)建立建筑項(xiàng)目的三維數(shù)據(jù)信息模型，將和項(xiàng)目相關(guān)的所有信息數(shù)據(jù)，包括物理信息、功能信息等全部輸入模型中。項(xiàng)目的各參與方可以隨時(shí)隨地獲取項(xiàng)目信息以及本專業(yè)施工進(jìn)展情況。

2）提高施工效率

通過(guò)BIM模型，可合理安排施工任務(wù)以及調(diào)配設(shè)備等資源的使用，減少工人的窩工情況，提高機(jī)械設(shè)備的使用率。在預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝環(huán)節(jié)應(yīng)用BIM技術(shù)，在保證項(xiàng)目施工進(jìn)度的同時(shí)，提高項(xiàng)目的整體施工效率。

3）節(jié)約成本

通過(guò)BIM模型可計(jì)算出項(xiàng)目的材料用量，再加上BIM技術(shù)在碰撞監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用減少了材料的浪費(fèi)，大大節(jié)約了項(xiàng)目的建造成本。

4）提高質(zhì)量

BIM技術(shù)的應(yīng)用便于對(duì)裝配式項(xiàng)目進(jìn)行精細(xì)化管理和精益建造。按要求施工，按模型交底，以管理強(qiáng)技術(shù)，提高施工效率和建造質(zhì)量。

5）保障安全

安全是施工管理的根本，通過(guò)智慧工地監(jiān)測(cè)技術(shù)，利用BIM模型，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的所有不安全行為和舉措進(jìn)行排查和預(yù)警，并責(zé)任到人，確保施工安全可靠[1]。

2 BIM技術(shù)在裝配式建筑施工階段的主要工作

2.1 模型建立

按照各專業(yè)的設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)要求，應(yīng)用建模軟件，搭建各專業(yè)的數(shù)據(jù)模型，并根據(jù)所建BIM模型創(chuàng)建BIM數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.2 管線綜合

對(duì)建筑項(xiàng)目的管線綜合情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警，按照設(shè)備技術(shù)參數(shù)、施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際布置等內(nèi)容，將電氣、暖通空調(diào)、智能化等各專業(yè)的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行深度整合，實(shí)現(xiàn)管線的碰撞監(jiān)測(cè)。

2.3 模型深化

在建筑項(xiàng)目的施工階段，應(yīng)用BIM技術(shù)做深化設(shè)計(jì)是非常重要的環(huán)節(jié)。施工階段的深化設(shè)計(jì)要基于碰撞監(jiān)測(cè)的內(nèi)容，遵循設(shè)計(jì)原則，在保證原有設(shè)計(jì)整體不變的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)模型做進(jìn)一步的優(yōu)化，使建設(shè)方案更可行、更合理。

2.4 建設(shè)方案比選

有別于傳統(tǒng)項(xiàng)目施工中借助經(jīng)驗(yàn)的操作方法，利用BIM技術(shù)可模擬的特點(diǎn)，可進(jìn)一步驗(yàn)證建設(shè)方案的科學(xué)性，不斷優(yōu)化方案，對(duì)可預(yù)見(jiàn)的問(wèn)題做好應(yīng)對(duì)措施。

2.5 技術(shù)交底

建筑項(xiàng)目的BIM三維數(shù)據(jù)模型大大改善了傳統(tǒng)的技術(shù)交底模式，從方案圖紙到可視化模擬，項(xiàng)目的各參與方都能更明確、更直觀地了解項(xiàng)目的全過(guò)程技術(shù)內(nèi)容和建造方法。

2.6 裝配式施工

裝配式建筑已經(jīng)成為建筑業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，裝配式的施工方法也因其綠色、低碳、無(wú)污染得到廣泛推廣和利用。基于BIM技術(shù)的裝配式施工可以保證安裝質(zhì)量。BIM技術(shù)對(duì)構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)也使構(gòu)件尺寸更精準(zhǔn)，無(wú)浪費(fèi)。

2.7 施工管理協(xié)同平臺(tái)

在項(xiàng)目施工過(guò)程中，采用BIM技術(shù)5D協(xié)同管理平臺(tái)，通過(guò)建立項(xiàng)目施工信息模型，導(dǎo)入施工進(jìn)度計(jì)劃、商務(wù)合同信息、材料數(shù)據(jù)、人員信息等內(nèi)容，并將施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量、安全等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行輸入，可做到對(duì)項(xiàng)目施工信息數(shù)據(jù)的全搜集，經(jīng)計(jì)算機(jī)軟件分析，完成對(duì)施工項(xiàng)目進(jìn)度、成本、資源、質(zhì)量、安全的管理[2]。

3 BIM技術(shù)在裝配式建筑施工階段的具體應(yīng)用

3.1 BIM技術(shù)在裝配式建筑深化設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1.1 協(xié)助構(gòu)件拆分工作

在裝配式建筑的深化設(shè)計(jì)中，利用BIM技術(shù)進(jìn)行構(gòu)件拆分是必不可少的內(nèi)容。基于三維數(shù)據(jù)模型，對(duì)建筑構(gòu)件進(jìn)行科學(xué)、合理地拆分，可以保證項(xiàng)目的連貫性以及信息數(shù)據(jù)的完整性。在拆分構(gòu)件的同時(shí)，設(shè)計(jì)師可更好地掌握各個(gè)建筑構(gòu)件之間的關(guān)系。由于構(gòu)件繁多，為避免不必要的浪費(fèi)，在具體的拆分工作中，需對(duì)構(gòu)件不斷優(yōu)化，減少數(shù)量。比如，設(shè)計(jì)師通過(guò)BIM模型，了解建筑所需疊合板的數(shù)量和尺寸信息，按照板寬的實(shí)際情況，進(jìn)行構(gòu)件的合理調(diào)整，減少數(shù)量，節(jié)約成本。

3.1.2 優(yōu)化構(gòu)件埋件布置

在裝配式建筑深化設(shè)計(jì)中，遵循建筑構(gòu)件拆分原則，對(duì)構(gòu)件的埋件布置進(jìn)行優(yōu)化。具體表現(xiàn)為，為滿足建筑功能的需求，三維模型的創(chuàng)建可根據(jù)裝配式建筑的實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，并通過(guò)模擬施工進(jìn)度，把控施工質(zhì)量，提高施工效率。

3.1.3 創(chuàng)建建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)

裝配式建筑在設(shè)計(jì)中產(chǎn)生了很多數(shù)據(jù)信息，設(shè)計(jì)師基于這些資料可實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑的整體設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性關(guān)乎設(shè)計(jì)的精確性，因此，在項(xiàng)目中可應(yīng)用BIM技術(shù)建立信息族庫(kù)系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)搜集項(xiàng)目的全部信息，并利用計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)分析處理這些信息，提高數(shù)據(jù)信息的使用效率，使建筑項(xiàng)目的資料更完備，為提高裝配式建筑的工程質(zhì)量打下數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.2 BIM技術(shù)在模擬施工中的應(yīng)用

在裝配式建筑施工中，施工人員利用BIM技術(shù)，參照設(shè)計(jì)與構(gòu)件部分的參數(shù)，建立建筑的三維信息模型，盡可能貼近施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。通過(guò)BIM模型，對(duì)施工流程與環(huán)節(jié)中存在的風(fēng)險(xiǎn)和隱患進(jìn)行分析處理，對(duì)設(shè)計(jì)與施工之間存在的誤差進(jìn)行不斷優(yōu)化和調(diào)整，不斷提高設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)際施工的協(xié)調(diào)性、一致性，并針對(duì)預(yù)警信息做好預(yù)案。

3.3 BIM技術(shù)在構(gòu)件環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)施工模式的優(yōu)化與完善，構(gòu)件的質(zhì)量對(duì)工程的整體質(zhì)量起著重要作用。因此，項(xiàng)目各參與方都要對(duì)構(gòu)件環(huán)節(jié)的各流程進(jìn)行把控，保證構(gòu)件的規(guī)格和質(zhì)量滿足項(xiàng)目要求。在構(gòu)件環(huán)節(jié)中，BIM技術(shù)參照原材料、制作工藝、技術(shù)等內(nèi)容，對(duì)構(gòu)件的整體質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，預(yù)測(cè)使用年限，依據(jù)工程要求選擇適合的構(gòu)件。

3.4 BIM技術(shù)在提高施工效率中的應(yīng)用

在施工過(guò)程中應(yīng)用BIM技術(shù)，可基于三維數(shù)據(jù)模型對(duì)工程重要節(jié)點(diǎn)連接的施工情況進(jìn)行可視化管理，提高現(xiàn)場(chǎng)施工設(shè)備與技術(shù)應(yīng)用的合理性和有效性，降低誤差發(fā)生的概率。BIM技術(shù)還能夠提高工程造價(jià)管理的精細(xì)化程度，根據(jù)施工的具體情況提高預(yù)算的精度并調(diào)整施工方案。

3.5 通過(guò)吊裝施工模擬，調(diào)整進(jìn)度與計(jì)劃

通過(guò)對(duì)PC構(gòu)件的拆分可獲取PC構(gòu)件準(zhǔn)確的信息。在BIM模型中可將構(gòu)件從生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)降跹b等進(jìn)程與相對(duì)應(yīng)的時(shí)間尺度進(jìn)行關(guān)聯(lián)，對(duì)PC構(gòu)件吊裝計(jì)劃進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)模擬。再將BIM模型與項(xiàng)目Project進(jìn)度計(jì)劃有關(guān)聯(lián)，可完成項(xiàng)目5D層面的使用。也可將計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)展進(jìn)行比照剖析完成對(duì)項(xiàng)目進(jìn)展的操控與優(yōu)化。BIM技術(shù)能夠模擬施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，提早規(guī)劃起重機(jī)方位及途徑，有助于提高工人的安裝準(zhǔn)確度，并能直接影響施工裝置的精確度，達(dá)到優(yōu)化施工計(jì)劃的目的[3]。

3.6 BIM技術(shù)在工程安全管理中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的安全管理方式存在很多問(wèn)題，并且與裝配式建筑項(xiàng)目的實(shí)際施工情況不符，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中存在的安全隱患。基于BIM技術(shù)的建筑項(xiàng)目安全管理，可以通過(guò)三維可視化模型對(duì)項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境進(jìn)行綜合分析處理，并通過(guò)模擬施工環(huán)節(jié)的工作，詳細(xì)排查施工作業(yè)中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的原因和可能導(dǎo)致的危害進(jìn)行分析，并且針對(duì)性制定科學(xué)有效的解決方案，提高建筑項(xiàng)目安全管理的預(yù)防、處理能力，消除安全隱患，實(shí)現(xiàn)建筑項(xiàng)目的安全施工。

4 BIM技術(shù)在裝配式建筑施工階段的發(fā)展前景

雖然我國(guó)BIM技術(shù)的發(fā)展與國(guó)外相比還存在一定落差，但隨著越來(lái)越多的建筑項(xiàng)目實(shí)踐，以及國(guó)家對(duì)裝配式建筑信息化建造施工的大力支持，尤其是對(duì)基于BIM的預(yù)制裝配建筑全流程集成應(yīng)用體系的迫切需要，可以使BIM技術(shù)更落地、更符合中國(guó)的建設(shè)方向和高質(zhì)量發(fā)展思路。建筑業(yè)在應(yīng)用BIM技術(shù)的同時(shí)也可將更多的數(shù)字技術(shù)融合進(jìn)來(lái)，比如，人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)，通過(guò)大量實(shí)踐，不斷增強(qiáng)自身核心競(jìng)爭(zhēng)力，不斷提升行業(yè)的信息化建造水平，永葆BIM技術(shù)的先進(jìn)性[4]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)數(shù)字信息技術(shù)的發(fā)展，建筑業(yè)的信息化水平也必將有所提升。BIM技術(shù)在裝配式建筑施工階段的應(yīng)用，深化了構(gòu)件的設(shè)計(jì)、把控了施工進(jìn)度、避免了建材浪費(fèi)，使施工環(huán)境有所改善、各參與方工作更順暢、項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工方案更優(yōu)化，建筑質(zhì)量管理更精細(xì)，為我國(guó)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了信息化基礎(chǔ)。