BIM 技術(shù)在裝配式建筑施工過程中的應(yīng)用分析

朱曉明 楊向濤 徐佳巍 張冬梅 張微微

（1.黑龍江農(nóng)墾職業(yè)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150000；2.黑龍江省交投公路建設(shè)投資有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

建筑工程在我國經(jīng)濟(jì)中占有較為重要的地位，建筑工程施工質(zhì)量與每個人都息息相關(guān)，裝配式建筑作為當(dāng)今建筑工程中發(fā)展速度較快的一種項(xiàng)目工程，裝配式建筑的存在能夠加快建筑工程的成型，在進(jìn)行施工時，裝配式建筑對材料的要求較低，能夠滿足多種環(huán)境的建筑需求，但是當(dāng)今裝配式建筑的應(yīng)用尚不成熟，存在著較多的問題，設(shè)計(jì)和施工效率影響著建筑工程整體的生產(chǎn)速度，而利用BIM 技術(shù)能夠有效的解決裝配式建筑施工中存在的問題，應(yīng)當(dāng)受到專業(yè)人士的重視。

一、BIM 技術(shù)與裝配式建筑概述

（一）BIM 技術(shù)概述

BIM 技術(shù)最早由美國提出，本意為建筑信息模型，經(jīng)過長時間的發(fā)展傳播，到我國進(jìn)行應(yīng)用時，已經(jīng)具有了較為成熟的應(yīng)用體系，在我國的建筑工程領(lǐng)域中，BIM 技術(shù)已經(jīng)得到了一定的認(rèn)同，這種技術(shù)能夠?qū)⒔ㄖこ滔嚓P(guān)的各種專業(yè)進(jìn)行有效的串聯(lián)，使得建筑工程得到了高速的發(fā)展。BIM 技術(shù)在當(dāng)今的應(yīng)用對于城市現(xiàn)代化有著巨大的幫助，當(dāng)今各個城市推行的智慧城市建設(shè)都需要對各種信息進(jìn)行有效的收集處理以及進(jìn)行應(yīng)用，而BIM 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)這種目的，BIM 技術(shù)可以在建筑工程施工的各個環(huán)節(jié)都發(fā)揮一定的作用，在建筑設(shè)計(jì)時采用BIM 技術(shù)能夠有效的對建筑各種信息進(jìn)行處理，相較于傳統(tǒng)的建筑工程所用技術(shù)如CAD 等，BIM 技術(shù)具有更加全面的功能，不僅能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)信息進(jìn)行處理，對于一些相關(guān)因素同樣可以進(jìn)行考慮，包括建筑的光照水平，以及不同區(qū)域的可視度設(shè)計(jì)等，通過BIM 技術(shù)都可以進(jìn)行綜合考慮。在進(jìn)行施工時，可以采用BIM 技術(shù)進(jìn)行有效的實(shí)時監(jiān)控，對各種建筑結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行實(shí)時更新，然后能夠及時對其中存在的問題進(jìn)行提前分析，及時進(jìn)行施工策略改變，利用BIM 技術(shù)能夠有效地綜合多個信息，在施工之前甚至可以利用大量的信息作為支持，進(jìn)行有效的模擬，對于后期問題能夠提前進(jìn)行預(yù)估。BIM 技術(shù)在后期的建筑運(yùn)營中，同樣可以為價值提供一定的保障，采用BIM 技術(shù)能夠降低生產(chǎn)成本，減少施工風(fēng)險(xiǎn)，能夠有效提高建筑價值。

（二）裝配式建筑概述

裝配式建筑相較于傳統(tǒng)的建筑施工而言最大的差異便是施工方式，傳統(tǒng)的建筑工程施工時，大多是購買相應(yīng)的原材料，在施工工程現(xiàn)場進(jìn)行原料混合加工形成混凝土等材料然后進(jìn)行利用施工，實(shí)現(xiàn)建筑建造的目的。而裝配式建筑則能夠避免材料加工的環(huán)節(jié)，在進(jìn)行施工時也更加簡單，裝配式建筑的具體施工流程是根據(jù)建筑設(shè)計(jì)引進(jìn)各種各樣的建筑構(gòu)件，利用在施工現(xiàn)場利用各種建筑構(gòu)件進(jìn)行裝配整合，共同安裝成一個建筑主體，形成一個完整的建筑結(jié)構(gòu)。我國裝配式建筑發(fā)展相較于傳統(tǒng)的建筑工程而言較晚，但是經(jīng)過一定時間的發(fā)展，已經(jīng)具備了一定的施工體系，其最大的特點(diǎn)便是工程一體化，相較于傳統(tǒng)的建筑工程，裝配式建筑能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)施工和維護(hù)一體化，裝配式建筑大部分工作在于設(shè)計(jì)，有了有效的設(shè)計(jì)之后，后續(xù)的施工工作要求不高，在進(jìn)行施工時，不需要對施工材料進(jìn)行加工，大部分建筑構(gòu)件有一定的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，可以直接進(jìn)行購買使用安裝，實(shí)現(xiàn)一體化建造生產(chǎn)較為簡單，根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容能夠有效地進(jìn)行資源整理施工。此外，在功能上建筑也能夠?qū)崿F(xiàn)一體化，在裝配式建筑施工時，需要考慮線路接口等多個問題，不僅能夠保障建筑工程的質(zhì)量，還對建筑內(nèi)的機(jī)電和裝修等進(jìn)行考慮，位后期建筑應(yīng)用提供便利。

（三）裝配式建筑未來的發(fā)展方向

裝配式建筑在當(dāng)今逐漸普及開來，越來越多的建筑工程采用裝配式建筑施工，在未來裝配式建筑業(yè)具有廣闊的發(fā)展空間。未來裝配式建筑的發(fā)展會結(jié)合各種技術(shù)來實(shí)現(xiàn)更加深入的發(fā)展，其整體發(fā)展趨勢主要是一體化發(fā)展，一方面是設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一體化，在這個過程中，還包括相應(yīng)的施工運(yùn)營和維護(hù)工作，這些都是生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)施工的一體化能夠簡化裝配式建筑的施工整體效率，當(dāng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)施工和運(yùn)營維護(hù)都一體化后，在進(jìn)行裝配式建筑施工時，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)能夠直接與施工環(huán)節(jié)相連，直接進(jìn)行裝配式建筑的整體設(shè)計(jì)，在進(jìn)行基礎(chǔ)的裝配式建筑施工時，能夠?qū)κ┕み^程中遇到的問題進(jìn)行及時的反饋，然后對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)，而裝配式建筑的特點(diǎn)也使得施工試錯成本相對較低，這樣進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，能夠避免提前進(jìn)行完整設(shè)計(jì)但是忽略施工中存在的問題而導(dǎo)致需要對整個設(shè)計(jì)工作進(jìn)行刪改，浪費(fèi)大量的設(shè)計(jì)精力，這種采用一體化設(shè)計(jì)施工的方法同樣能夠?qū)Y源成本進(jìn)行有效的控制，一般進(jìn)行施工時需要根據(jù)設(shè)計(jì)來進(jìn)行相應(yīng)的裝配結(jié)構(gòu)購買，但是如果提前進(jìn)行設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題，則購買的構(gòu)建則無法進(jìn)行使用會造成資源的浪費(fèi)。在完成一體化的發(fā)展后，裝配式建筑的后期維護(hù)運(yùn)營也會更加簡便，主要是由于一體化施工能夠確保包括設(shè)計(jì)方案以及施工檔案等各種信息能夠保留下來，根據(jù)這些信息可以對裝配式建筑的整體結(jié)構(gòu)有直觀的了解，在進(jìn)行運(yùn)營時也可以根據(jù)裝配式建筑的特點(diǎn)來選擇合適的運(yùn)營方式，充分發(fā)揮裝配式建筑的價值。同時在進(jìn)行后期的維護(hù)時，還能夠根據(jù)已有的信息來對裝配式建筑容易出現(xiàn)損壞的地方進(jìn)行針對性檢查維護(hù)，根據(jù)設(shè)計(jì)施工的檔案能夠制定合理的檢查維護(hù)周期，降低維護(hù)成本。同時根據(jù)相關(guān)檔案信息也能夠?qū)崿F(xiàn)在建筑出現(xiàn)施工導(dǎo)致的問題后進(jìn)行有效的追責(zé)。裝配式建筑的一體化往往還體現(xiàn)在功能一體化方面，未來的裝配式建筑不僅僅是建筑結(jié)構(gòu)施工時能夠?qū)崿F(xiàn)一體化，其水電輸送和裝修等同樣會實(shí)現(xiàn)一體化，未來的裝配式建筑會在建造過程中為未來的水電輸送管道和裝修措施提前進(jìn)行空間預(yù)留等，在進(jìn)行施工建造過程中會需要有相關(guān)企業(yè)進(jìn)行合作，確定相應(yīng)的零件規(guī)格，多個專業(yè)協(xié)同，能夠提高建筑功能的整體性，降低建筑在后期由于管道和裝修問題而出現(xiàn)損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

（四）裝配式建筑施工存在的問題

雖然裝配式建筑時具有一定的優(yōu)點(diǎn)，但是也有一定的施工問題需要解決，首先便是建筑多樣化設(shè)計(jì)問題，當(dāng)今大部分裝配式建筑在設(shè)計(jì)方面，都存在多樣性不足的情況，由于裝配式建筑自身高適應(yīng)性的特點(diǎn)，使其能夠適應(yīng)于多種環(huán)境，因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，大多采用的都是這種適應(yīng)性結(jié)構(gòu)，建筑基本結(jié)構(gòu)沒有較大的差別，導(dǎo)致大部分裝配式建筑結(jié)構(gòu)單調(diào)，沒有充分發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)的作用。另一方面，在建筑構(gòu)件應(yīng)用時，部分裝配式建筑對構(gòu)件的運(yùn)輸以及應(yīng)用不合理，不僅導(dǎo)致整體建筑工程成本較高，還會導(dǎo)致部分建筑結(jié)構(gòu)安裝存在問題，影響建筑質(zhì)量，最后的問題便是部分裝配式建筑施工時缺乏有效的施工管理，導(dǎo)致整個工程無法根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，存在有部分模塊施工錯誤的情況影響建筑工程的整體水平。此外，在進(jìn)行裝配式建筑施工時，往往還需要考慮成本問題，當(dāng)今裝配式建筑整體成本偏高，導(dǎo)致裝配式建筑難以更加快速的推廣，造成其成本高的原因角度，除了之前提到的設(shè)計(jì)問題導(dǎo)致建筑成本較高，當(dāng)今裝配式建筑的成本較高的另一個原因便是裝配式建筑企業(yè)生產(chǎn)體系尚不完善，由于裝配式建筑興起時間較短，缺乏足夠的裝配相關(guān)零件生產(chǎn)企業(yè)，在這種情況下，由于缺乏成熟的生產(chǎn)體系，有些企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)時，產(chǎn)能也不能充分發(fā)揮作用，部分施工方難以獲取質(zhì)量和數(shù)量都達(dá)標(biāo)的構(gòu)件，便需要耗費(fèi)更多的成本引進(jìn)一定數(shù)量國外的構(gòu)件。除了這些問題外，一些社會問題同樣影響裝配式建筑的施工，當(dāng)前對裝配式建筑施工進(jìn)行規(guī)范的法案數(shù)量較少，存在著標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的缺失，導(dǎo)致施工時沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，一旦施工人員交流存在漏洞，可能由于使用標(biāo)準(zhǔn)不同影響裝配式建筑的施工。

二、提高裝配式建筑中BIM 技術(shù)應(yīng)用水平的措施

（一）改進(jìn)裝配式建筑設(shè)計(jì)

裝配式建筑設(shè)計(jì)是施工的前提，裝配式建筑施工的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括較多，一方面需要考慮建筑自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，需要考慮到建筑的設(shè)計(jì)需求，包括建筑的面積以及廳室的安排等，此外，還需要考慮當(dāng)?shù)氐牡貏莸雀鞣N環(huán)境因素的影響。另一方面則需要對裝配式建筑的功能性進(jìn)行考慮，確定如何安裝各種各樣的管道，確保建筑水電供應(yīng)的穩(wěn)定可靠。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時可以采用BIM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)對這些要素的綜合考慮，利用BIM 技術(shù)能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)進(jìn)行模型構(gòu)造，同時能夠?qū)⒌匦蔚貏菀约敖ㄖY(jié)構(gòu)等要素充分考慮在內(nèi)，通過輸入相應(yīng)數(shù)據(jù)確定建筑結(jié)構(gòu)是否滿足要求，在設(shè)計(jì)時能夠更加全面考慮，具有高效性。通過BIM 技術(shù)結(jié)合其他數(shù)據(jù)處理軟件，還可以為相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)附上相應(yīng)的屬性數(shù)值，可以引進(jìn)相應(yīng)的算法系統(tǒng)或者對BIM 應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，使其能夠適應(yīng)于裝配式建筑施工的設(shè)計(jì)，通過系統(tǒng)對屬性能夠進(jìn)行直觀的了解，自動計(jì)算設(shè)計(jì)時各個區(qū)域受力等情況，當(dāng)部分區(qū)域超出一定閾值時予以警報(bào)，避免設(shè)計(jì)時由于設(shè)計(jì)人員失誤導(dǎo)致，裝配式建筑結(jié)構(gòu)存在問題，在使用時出現(xiàn)材料載荷能力不足的情況，提高裝配式建筑整體質(zhì)量。

（二）提高構(gòu)件應(yīng)用水平

構(gòu)件的應(yīng)用是裝配式建筑施工的關(guān)鍵，構(gòu)件作為建筑施工的主體，需要對其進(jìn)行合理的安排應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)在確保建筑質(zhì)量的前提下盡可能對建筑工程的成本進(jìn)行控制，在進(jìn)行裝配式建筑的構(gòu)件應(yīng)用時，可以利用BIM技術(shù)，利用BIM 技術(shù)制造相應(yīng)構(gòu)件的建筑模型，利用BIM 技術(shù)進(jìn)行有效的模型建設(shè)，利用相應(yīng)的構(gòu)件模型進(jìn)行建筑模型的構(gòu)造，確定建筑整體建筑施工時，各個構(gòu)件的安裝區(qū)域，通過BIM 技術(shù)提前對需要用到的構(gòu)件數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，確定構(gòu)件的規(guī)格，然后再投入相應(yīng)的資源引進(jìn)構(gòu)件，能夠確保減少不必要的成本浪費(fèi)，此外，在進(jìn)行建筑構(gòu)件施工時，基于已有的模型施工能夠具有更高的效率，而且建筑質(zhì)量也能夠得到有效的保障。

（三）加強(qiáng)施工管理水平

建筑施工管理是較為重要的內(nèi)容，是工程質(zhì)量最基本的保障，要加強(qiáng)施工管理水平，需要有效的結(jié)構(gòu)組織，施工隊(duì)伍可以組織相應(yīng)的小組作為協(xié)調(diào)組織結(jié)構(gòu)，確保各個環(huán)節(jié)之間的交互順利進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)BIM 設(shè)計(jì)與施工的一體化，小組成員對各種設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行審查之后，交由施工人員施工，兩者之間的交底工作保留檔案，當(dāng)工程施工時出現(xiàn)問題通過小組及時反饋，設(shè)計(jì)人員對相應(yīng)的信息進(jìn)行調(diào)整利用BIM 技術(shù)重新對項(xiàng)目進(jìn)行更新，將問題考慮在內(nèi)重新進(jìn)行有效的規(guī)劃，提高問題解決的效率。

（四）基于BIM 系統(tǒng)平臺構(gòu)建集成體系

在進(jìn)行裝配式建筑施工時，需要有成熟的體系來確保施工的順利進(jìn)行，而且完整的體系不僅能夠提高產(chǎn)能，還能夠降低施工所需的材料成本，進(jìn)行局部的BIM 交互系統(tǒng)建設(shè)，使其能夠支持多人同時協(xié)同設(shè)計(jì)，能夠有效地提高裝配式建筑設(shè)計(jì)效率，同時彼此之間的設(shè)計(jì)信息共性，能夠保障彼此之間采用的設(shè)計(jì)方案能夠有效地結(jié)合，另外，集成的系統(tǒng)方便對各個崗位的人員工作進(jìn)行合理的調(diào)配，對不同崗位人員授予相應(yīng)的系統(tǒng)權(quán)限，能夠簡化施工交流流程，施工人員通過BIM 系統(tǒng)來對施工中遇到的問題進(jìn)行反饋，設(shè)計(jì)人員也通過相應(yīng)的系統(tǒng)來對設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)并在系統(tǒng)平臺上進(jìn)行交接，具有較高的設(shè)計(jì)施工效率。

三、結(jié)語

裝配式建筑的施工改進(jìn)有助于推動建筑工程的發(fā)展，而利用BIM 技術(shù)能夠有效提高裝配式建筑設(shè)計(jì)施工質(zhì)量和效率，應(yīng)當(dāng)受到人們重視，推廣BIM 技術(shù)的應(yīng)用。