對BIM技術在裝配式建筑施工過程中的應用研究

賈永

（中建二局第一建筑工程有限公司）

1 引言

隨著我國城市化進程的不斷推進，城市內的人口壓力也在不斷加劇，需要提高建筑的建設效率解決人口的住房需求。與傳統(tǒng)的建筑工程施工相比，裝配式工程在建設的效率和質量方面都極具優(yōu)勢，更有利于施工企業(yè)開展成本維護和管理。在裝配式工程建設的應用過程中，管理人員可利用BIM技術做好建筑項目全過程的管理，充分發(fā)揮模型預測的應用優(yōu)勢，確保項目能更符合用戶的使用需求，延長使用壽命。

2 BIM技術在建筑工程中的應用優(yōu)勢

BIM的建筑設計和實際管理是一種三維化的模型結構，在該模型中可添加各種信息資料，包含建筑項目的各項實際內容，并且對其實現動態(tài)化的更新和調整，使整個工程的設計與管理更加高效、便捷[1]。在BIM技術的應用過程中，還可對建筑設計的方案進行多項模擬測試，包括水電線路碰撞、不同氣候條件的使用等，管理人員能更全面且充分的驗證該設計方案的可行性與合理性，有效避免因方案設計不科學而在使用過程中產生的安全隱患等問題。BIM是目前現代化建工發(fā)展當中較為常用的一種技術手段。

3 BIM技術在裝配式建設中的主要應用

3.1 方案構建應用

為確保裝配式建筑工程在施工現場能快速推進，其方案的設計必須要科學合理，特別是一些預構件的尺寸規(guī)格和形狀結構等，避免在實際施工時產生不匹配的現象，給施工單位造成不必要的經濟損失。在設計之前，要求設計人員充分了解用戶的基本需求和施工現場的實際情況，通過提前規(guī)劃、有效測量了解現場。BIM技術可三維建模，使工廠、用戶都能更好地了解項目的需求和功能。利用BIM技術進行項目規(guī)劃建設時必須要模擬構建，測試相關技術是否符合需求，并對一些步驟進行反復驗證，確保施工安全、有序。特別是一些細節(jié)性的規(guī)劃和預制構件的拼接，都要通過反復測試予以優(yōu)化，確保方案的合理性。在設計過程中要求設計人員充分考慮工廠的實際生產問題，對一些過于精細的零件可選擇精度更高的設備來完成，為實際施工做好準備工作。

3.2 深化設計應用

首先，在建筑的樓板和墻體的規(guī)劃設計中，雖然是通過整體的建筑方法來完成的，但在實際設計和預制板材的生產中依然要對其進行合理拆解，充分考慮到其拼接處理問題。如在墻體的施工建設當中，要根據其位置和特征來判斷實際受力情況，預制構件的選材和形制設計也必須要滿足墻體的負載需求。設計人員可通過模數協調的方式，通過建模和計算確定實際的數據信息，使工廠能更好地按照周密的數據完成構件的生產[2]。其次，碰撞檢驗是所有建筑工程方案設計必須要經歷的環(huán)節(jié)，對于內部的水電線路布設、建筑體的安全和性能等多方面都能起到保障作用。在利用BIM技術進行測試驗證的過程中，需提前使用不同顏色的線路進行區(qū)分，并詳細記錄每一個測試點的結果信息，對于存在安全隱患的區(qū)域要及時整改。如對北京市朝陽區(qū)某建筑工程進行模型仿真時，可使用Revit 2016仿真軟件進行模型搭建。如圖1所示，模型搭建的過程就是裝配式施工模擬的過程，通過模擬就可發(fā)現設計圖中存在的錯誤，及時修改，避免施工出現差錯，影響施工質量。在模型建造之后，就可按照建筑模型的樓層及施工流水段計算混凝土澆筑的預算工程量。一般情況，預算工程量會大于混凝土實際澆筑量，但使用BIM技術，預算量會更接近實際澆筑量。對施工進度進行合理預測，預構件也可按照施工計劃入場，避免構件大量堆積。

圖1 某建筑工程項目模型仿真

4.3 施工管理應用

在正常的施工管理中，可基于BIM技術搭建智能管理平臺，對整個工程的施工進度進行動態(tài)管理，在該平臺中，不僅為施工人員指明施工方向，也為部分管理人員提供安全管理的基礎，內部的數據實時更新，便于與建筑項目有關的各利益方及時了解相關信息，提高建筑工程的施工效率。按照工程建設的進度和每一個施工環(huán)節(jié)的時間要求，在BIM系統(tǒng)中能夠自動規(guī)劃出最佳的工程建設方案和工作量安排，在確保項目建設質量的同時，以最快地效率完成工程。仍以上一項目為例，利用BIM技術模型搭建之后，將其和施工計劃一同導入智能管理平臺，通過施工人員實時更新數據可實現對施工現場的動態(tài)監(jiān)控。施工現場的環(huán)境是多樣的，但計劃是理想化的，長此以往實際施工會與計劃施工存在差異，通過智能管理平臺可實時監(jiān)控、實時調整，充分考慮了對工程項目交付的影響。。

BIM技術搭建的智能管理平臺除能為施工管理提供意見外，還可為施工技術管理提供參考意見。如在一些墻體、樓梯的施工中，需要使用混凝土澆筑的方式將預制的構件連接在一起，混凝土的養(yǎng)護是需達到一定強度之后才能開展的后續(xù)工程，特別是在樓梯的建設中，一些連接節(jié)點很容易出現開裂，而通過BIM技術則能更好地結合實際情況展開詳細判斷，輔助管理人員全面掌握工程現場的信息。在裝配式工程建設的現場安裝傳感器和攝像頭，彌補了傳統(tǒng)施工現場管理過程中資料不全面和延誤的問題[3]。在工程現場進行預制構件的拼接組裝過程中，技術人員可以參考BIM三維模型中的連接方式來驗證構件的規(guī)格型號和連接方向，如圖2所示，在現澆節(jié)點模板支設與加固過程中也可通過BIM三維模型進行模擬，制定合理的施工方案。基于此，BIM技術對維護項目的建設質量具有指導意義。

4.4 運維管理應用

BIM技術在裝配式工程的實際使用和運維管理中依然極具優(yōu)勢，能根據不同的使用頻率和結構特征合理規(guī)劃建筑內部的質量檢驗頻次，特別是對裝配式建筑中的機電設備等，能詳細記錄每次運維和檢修后的相關參數，確保設備資料的全面性和定檢工作的科學性。在智能管理平臺中形成了一套完善的建筑項目框架體系，特別是對出現的線路老化等問題都能精確定位，對保障建筑的使用安全和運行穩(wěn)定具有積極意義[4]。通過對建筑內部各項設備運行情況的記錄和分析，BIM系統(tǒng)能展開智能化判斷，以最經濟和環(huán)保的方式保證建筑內部系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

5 結語

總之，BIM技術的特點突出，在當前裝配式工程施工建設中發(fā)揮了重要作用。利用BIM的建模能更好地驗證裝配式建設方案中的不足，通過模擬現場拼接的方式尋找當前預制構件設計尺寸的合理性，確保項目能夠快速穩(wěn)定推進。在實際施工過程中，還可通過BIM技術對項目的進度進行檢驗，若存在質量問題或項目延誤，可隨時動態(tài)化調節(jié)后續(xù)的項目建設進程，確保項目能按期交付。