BIM技術(shù)在裝配式建筑工程施工中的應(yīng)用分析

曾 妮 武昌工學(xué)院講師

顏紅專 武昌工學(xué)院講師

艾 麗 武昌工學(xué)院講師

隨著我國科技水平的不斷提升和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的不斷發(fā)展，裝配式建筑工程施工過程中借助了先進(jìn)的大數(shù)據(jù)技術(shù)，優(yōu)化了裝配式建筑整體施工結(jié)構(gòu)和施工方式。為了能夠?qū)崿F(xiàn)裝配式建筑工程項(xiàng)目的轉(zhuǎn)型，設(shè)計(jì)人員合理地完善了工程項(xiàng)目?jī)?nèi)容。同時(shí)結(jié)合人們對(duì)于裝配式建筑的需求，構(gòu)建了不同的3D 模型。為保障裝配式建筑施工過程整體實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展效果，重點(diǎn)分析了施工過程，完善了施工過程中施工材料的計(jì)算方案，利用三維模擬、碰撞檢測(cè)等方法提高施工質(zhì)量和施工效率。

1 BIM 技術(shù)在裝配式建筑工程應(yīng)用的價(jià)值

1.1 BIM 實(shí)現(xiàn)了與物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的建設(shè)

裝配式建筑工程施工過程中需要進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的收集和傳遞，確保各環(huán)節(jié)施工過程有序、高效地進(jìn)行，所以在裝配式建筑工程施工過程中合理利用BIM技術(shù)和信息化交流平臺(tái)。通過收集和處理相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，并對(duì)全過程的信息處理過程利用云數(shù)據(jù)處理技術(shù)和BIM技術(shù)進(jìn)行監(jiān)督和管控，能有效提高數(shù)據(jù)信息的傳輸效率，保障數(shù)據(jù)信息收集的準(zhǔn)確性，為后續(xù)的施工操作提供理論依據(jù)。另外，還利用二維碼技術(shù)優(yōu)化項(xiàng)目施工過程中的加工、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的操作。

為確保BIM技術(shù)應(yīng)用效果發(fā)揮到最大化，需要構(gòu)建合理的BIM 控制平臺(tái)。通過專業(yè)技術(shù)人員的工作指導(dǎo)和設(shè)計(jì)方案，完善BIM 模型中的不足之處，同時(shí)建立專門的數(shù)據(jù)收集分類中心和數(shù)據(jù)處理平臺(tái)等。這樣不僅能夠提高整體BIM 技術(shù)的應(yīng)用效果，還能夠保障信息的處理效率和處理質(zhì)量，使各個(gè)環(huán)節(jié)的施工有序高效地進(jìn)行。

為提高資料信息上傳的效率和質(zhì)量，為工作人員提供便利，加快各環(huán)節(jié)工作的進(jìn)行，需要設(shè)計(jì)專門的資料上傳二維碼。利用BIM平臺(tái)，構(gòu)建各構(gòu)件所對(duì)應(yīng)的二維碼，使施工人員快速找到BIM 模型中構(gòu)件安裝部位并進(jìn)行準(zhǔn)確操作，避免人為因素影響，提高整體構(gòu)件安裝的質(zhì)量。另外，為確保各環(huán)節(jié)施工操作的準(zhǔn)確銜接，還需要施工人員制定相應(yīng)的施工進(jìn)度傳遞方案，確保通過相關(guān)施工數(shù)據(jù)信息在BIM 平臺(tái)上的傳遞，實(shí)現(xiàn)信息共享的目的，保障不同生產(chǎn)單位能夠根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行交接工作。根據(jù)BIM 平臺(tái)上相關(guān)構(gòu)件的資料信息，確定安裝的部位和節(jié)點(diǎn)等，使各節(jié)施工操作有序進(jìn)行[1]。

1.2 施工模擬

項(xiàng)目施工過程需要有預(yù)先的施工模擬方案，確保項(xiàng)目施工過程中各環(huán)節(jié)施工工作的順利開展，否則會(huì)出現(xiàn)很多突發(fā)狀況，難以及時(shí)解決，降低項(xiàng)目施工過程的效率和質(zhì)量。對(duì)此，必須要制定施工模擬方案，預(yù)先熟悉工作內(nèi)容和施工技術(shù)的應(yīng)用，通過BIM 平臺(tái)收集、整理并處理相應(yīng)數(shù)據(jù)信息，確保各環(huán)節(jié)的操作能夠達(dá)到項(xiàng)目施工過程預(yù)先規(guī)定的施工標(biāo)準(zhǔn)。此外，需要科學(xué)合理利用BIM技術(shù)構(gòu)建項(xiàng)目模型，對(duì)每一個(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行預(yù)先模擬工作，確保各個(gè)施工流程不會(huì)出現(xiàn)故障問題。施工模擬再進(jìn)行正式施工，不僅能夠極大程度上減少施工安全隱患的發(fā)生概率，而且能夠節(jié)約不必要的成本損耗，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目施工過程經(jīng)濟(jì)性原則。另外，還需要對(duì)施工模擬過程進(jìn)行施工時(shí)間的預(yù)測(cè)和全過程的監(jiān)督與記錄，為正式的施工工作提供理論依據(jù)。

1.3 多層次的深化設(shè)計(jì)

在裝配式建筑項(xiàng)目施工過程中涉及多方面施工流程，且操作復(fù)雜性較高，為了各環(huán)節(jié)工作的有序高效進(jìn)行，需要優(yōu)化圖紙的設(shè)計(jì)工作，完善PC 構(gòu)建施工階段產(chǎn)生的問題和不足之處，設(shè)計(jì)出相對(duì)完整的施工方案，避免施工過程中產(chǎn)生較大的誤差問題。

對(duì)于PC 構(gòu)件中所出現(xiàn)的不足之處和問題需要進(jìn)行拆分工作，并利用BIM 技術(shù)提高PC構(gòu)建的優(yōu)化效果。通過該技術(shù)所具有的可視化和立體化演示功能，構(gòu)建完整的三維信息處理模型。

裝配式建筑項(xiàng)目施工過程中需要進(jìn)行預(yù)留洞口工作。為確保洞口高度的設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性，需要利用BIM 技術(shù)合理優(yōu)化構(gòu)件預(yù)留洞口的設(shè)計(jì)，并制定可靠的設(shè)計(jì)圖紙和優(yōu)化方案，進(jìn)一步提高整體構(gòu)建預(yù)留洞口的設(shè)計(jì)效果，在施工過程中盡量不出現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙更改的問題。

為確保裝配式建筑工程施工過程管道和線路布局的合理性，需要借助BIM 技術(shù)構(gòu)建準(zhǔn)確的三維立體模型，合理地優(yōu)化管線的布局設(shè)計(jì)方案，如圖1 所示[2]。

圖1 BIM 技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

此外，在進(jìn)行裝配式建筑項(xiàng)目施工的過程中，一定要保證施工人員的生命安全問題，必須建立健全的施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理體系。利用BIM 技術(shù)建立三維可視化模型，通過分析可能影響整體施工過程安全性的主要因素，從根源上避免發(fā)生安全隱患，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作，及時(shí)制定完整的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防措施。

2 BIM 技術(shù)在裝配式建筑工程施工中的應(yīng)用

2.1 案例概述

分析某小區(qū)裝配式建筑的建設(shè)情況，通過整理其電子地圖和相關(guān)數(shù)據(jù)信息發(fā)現(xiàn)，在建筑施工過程中存在一些不足之處，且沒有及時(shí)得到解決，影響了整體裝配式建筑施工質(zhì)量。因此需要利用BIM 三維模擬技術(shù)預(yù)先分析影響整體施工質(zhì)量的問題，并進(jìn)行撞擊檢測(cè)，利用BIM 平臺(tái)進(jìn)行全過程施工的進(jìn)度和管控工作，使施工人員能夠更快速地找到相關(guān)構(gòu)件的安裝部位和節(jié)點(diǎn)位置。通過BIM 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息的共享和交流，確保各環(huán)節(jié)工作的銜接效果。

2.2 施工階段中BIM 技術(shù)的應(yīng)用

為使施工過程中各環(huán)節(jié)施工工作有序高效地進(jìn)行，BIM 技術(shù)需要監(jiān)督和管控全過程的施工狀態(tài)，并利用顏色區(qū)分施工情況，確保管理人員能夠及時(shí)跟蹤和記錄生產(chǎn)過程和施工過程。

為保障施工過程的工作效率和質(zhì)量，需要建立健全的生產(chǎn)進(jìn)度管理體系，優(yōu)化構(gòu)件的生產(chǎn)流程，確保各個(gè)環(huán)節(jié)混凝土配置、澆筑以及脫膜等工作有序高效地進(jìn)行。同時(shí)，監(jiān)督和管理全過程的施工流程，確保能夠在規(guī)定的施工工期內(nèi)完成相應(yīng)的施工操作。

為便于施工人員在后續(xù)工作中及時(shí)查找相關(guān)的構(gòu)建數(shù)據(jù)信息，施工人員需要利用手持終端進(jìn)行RFID 標(biāo)簽的掃描工作，將相應(yīng)的構(gòu)建信息傳遞給BIM 平臺(tái)，通過專門的技術(shù)人員構(gòu)建BIM 生產(chǎn)模型，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的共享效果。另外，還需要建立完整的信息數(shù)據(jù)反饋機(jī)制，確保各環(huán)節(jié)生產(chǎn)工作、構(gòu)件尺寸的確定以及安裝工作、洞口預(yù)留工作等按照施工規(guī)定合理進(jìn)行。

確保施工工程能夠按照規(guī)定的施工工期保質(zhì)保量完成，管理人員需要監(jiān)控各環(huán)節(jié)的構(gòu)件裝配安裝過程，確保各環(huán)節(jié)的施工效果符合施工標(biāo)準(zhǔn)，并跟蹤和記錄全過程的施工狀態(tài)。可借助BIM 軟件的4D 仿真技術(shù)模擬施工現(xiàn)場(chǎng)，使建筑施工效果得到保障。另外還需要利用Navisworks 軟件，通過漫游功能和量測(cè)功能進(jìn)行地下室的機(jī)電管線安裝工作，并且能夠排查施工過程中所出現(xiàn)的安全隱患問題[3]。

由于BIM 技術(shù)具有可視化演示功能，因此能夠簡(jiǎn)化復(fù)雜的構(gòu)件安裝生產(chǎn)過程。通過構(gòu)建BIM 模型，直觀地反映出生產(chǎn)過程，便于施工人員監(jiān)督和管理全過程的施工操作，把控各個(gè)環(huán)節(jié)施工質(zhì)量，避免因施工行為不當(dāng)導(dǎo)致施工整體質(zhì)量受到嚴(yán)重影響的情況發(fā)生。同時(shí)，通過可視化功能緩解了施工人員的工作壓力，極大程度上降低了施工難度，為技術(shù)人員的全過程施工監(jiān)督和檢測(cè)提供了極大的便利，不僅有利于進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的監(jiān)控工作，提高過程狀態(tài)數(shù)據(jù)信息的傳遞效果，而且有利于提高整體的施工質(zhì)量[4]。

在以往的裝配式建筑項(xiàng)目施工過程中，通常很難達(dá)到全過程的監(jiān)督管控效果，無法最大程度上提高整體的施工質(zhì)量和施工效率，且一旦出現(xiàn)故障問題將無法及時(shí)進(jìn)行解決。如今利用BIM 技術(shù)能夠構(gòu)建準(zhǔn)確的BIM 平臺(tái)，提高數(shù)據(jù)信息共享效果，有利于各個(gè)環(huán)節(jié)施工操作進(jìn)行有效銜接，確保施工工作有序進(jìn)行，并且利用BIM 技術(shù)還能夠預(yù)先分析施工現(xiàn)場(chǎng)中可能會(huì)影響整體施工質(zhì)量的影響因素，并預(yù)先制定好相應(yīng)的安全隱患預(yù)防措施和解決手段，以免在施工過程中出現(xiàn)突發(fā)狀況無法及時(shí)應(yīng)對(duì)，整體的施工質(zhì)量造成威脅。另外通過BIM建模技術(shù)，還能夠有效監(jiān)督和管控全過程的施工環(huán)節(jié)，使各個(gè)環(huán)節(jié)的施工環(huán)節(jié)保質(zhì)保量的完成。

在裝配式建筑項(xiàng)目施工過程中，一套完整的動(dòng)態(tài)成本管理體系不可或缺。確保各環(huán)節(jié)施工過程的成本消耗得到合理管理，以免造成不必要的成本損耗和資源浪費(fèi)，不僅需要建立相應(yīng)的成本預(yù)算管理體系，還需要按照運(yùn)算步驟進(jìn)行計(jì)算。其中，預(yù)算成本=計(jì)劃完成工作量×預(yù)算價(jià)格，已完成的工作預(yù)算成本=實(shí)際完成工作量×預(yù)算價(jià)格，實(shí)際完成工作的實(shí)際成本=實(shí)際完成工作量×實(shí)際的價(jià)格。這3 種運(yùn)算方式需要通過BIM5D 預(yù)算模型、BIM5D 模型以及BIM5D 實(shí)際模型選擇合適的運(yùn)算方案，從而提高成本管理效果。

2.3 運(yùn)營(yíng)階段中應(yīng)用 BIM 技術(shù)

在裝配式建筑項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)階段，需要合理利用BIM技術(shù)構(gòu)建準(zhǔn)確的信息化管理平臺(tái)，維修和保養(yǎng)施工過程中應(yīng)用到的施工設(shè)備，以保障在施工過程中不會(huì)出現(xiàn)功能紊亂等故障問題，影響整體的施工效率和施工質(zhì)量。此外，為便利維修人員對(duì)施工設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的故障排查和維修處理工作，需要對(duì)每一個(gè)施工設(shè)備設(shè)置對(duì)應(yīng)的二維碼，方便施工人員在維修過程中對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行二維碼掃描，從而進(jìn)行專門的信息化管理。這樣不僅提升效率還能夠針對(duì)不同的故障問題采取專門的解決方案進(jìn)行維修[5]。

另外，還需要通過BIM 系統(tǒng)的溫度傳感器，自動(dòng)化、智能化地控制和調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行過程中所出現(xiàn)的故障問題，確保室內(nèi)室外溫度維持在規(guī)定的維修標(biāo)準(zhǔn)。這樣不僅能夠提高整體施工設(shè)備的維修效果，還能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)的施工發(fā)展要求。同時(shí)為確保相應(yīng)維修數(shù)據(jù)信息的快速傳遞，提高故障排查效率和維修效率，需要利用BIM 技術(shù)設(shè)計(jì)相應(yīng)的三維模型對(duì)管線進(jìn)行合理布局，使各個(gè)施工設(shè)備能夠正常運(yùn)行。

3 結(jié)語

在我國裝配式建筑項(xiàng)目的施工過程中，需要應(yīng)用BIM 技術(shù)合理地優(yōu)化裝配式建筑施工模式和施工方案。通過構(gòu)建相應(yīng)的三維模型達(dá)到良好的全過程監(jiān)督管控效果，使各個(gè)環(huán)節(jié)施工操作保質(zhì)保量的完成，從而促進(jìn)建筑項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展。