裝配式建筑工程施工過程中BIM 技術應用實踐

李建行

（江西中煤建設集團有限公司，江西 南昌 330000）

建筑行業在快速發展過程中逐漸增加建筑工程施工多樣化的特性，裝配式建筑的出現極大地提升了建筑施工效率，并在降低施工難度方面具有一定的應用優勢，但在施工期間依然需在施工質量及構件管理等方面加以重視。自BIM 技術應用于建筑行業后，對此類建筑工程施工過程具有一定優化控制能力，可在分析其具體影響后進一步探究應用價值。

1 裝配式建筑主要特點分析

1.1 實現功能多樣化

裝配式建筑在整體功能性方面具有明顯特點，比如建筑外墻在設計期間增加了節能減排的特點，可在冬季及夏季體現良好的保溫效果，極大程度地降低空調等溫控設備的使用次數，減少對空氣質量所產生的不良影響。同時，建筑門窗及墻體所具有的密封性、隔音效果較強，整體建筑在防火、抗震方面具有較高的實用性能[1]。

1.2 實現裝配化施工

這類建筑可在施工期間利用已完成構件進行拼裝施工，在廠商提前制作完成所需構件時，可實現保溫隔熱及裝修一體化設計等要求，通過提前預制生產或預留埋件的作業方式可簡化施工工序，保證施工質量的同時增加建筑保溫隔熱等使用性能，減少施工期間所形成的噪聲等污染問題，加快整體建筑施工速度。

1.3 實現設計多樣化

目前，我國所完成的大量建筑在房間格局方面較為固定，并未實現房屋整體運用的靈活性設計目標，裝配式建筑可有效克服此類問題，按照住戶所需科學分割室內空間，保證整體格局的合理性[2]。

1.4 實現系統化和集成化

這類建筑在設計、生產、施工各階段可明顯體現工業產品社會化生產特點，需在各專業密切配合并協調輔助的情況下，完成自己設計至施工等一系列流程工作任務，通過各行業之間的人力及物力等資源協調應用，才可優質完成建筑工程施工任務[3]。

2 BIM 技術應用特點

2.1 可視化

BIM 技術可在工程設計期間發揮立體構圖能力，通過輸入相關資料信息可完成三維立體圖像，使工程設計人員直觀查看設計方案呈現效果，確保各類構件之間的互動關系得到準確反映，最大化提升設計方案的合理性。使用該技術可確保施工策略得到詳細的展現，增加業主對施工企業的信心，在施工單位的專業能力及綜合業務能力得以展現的同時，可在項目設計和管理思路方面提供更多創新思路，對工程項目的展示效果極為重要[4]。

2.2 協調性

在工程項目開展期間需保證各項工序之間達到協調控制，才可在完成各施工主體建設任務的同時確保工程整體施工質量，利用該技術可提前發現設計矛盾并調整解決，可在盡量滿足用戶需求的基礎上，提升建筑施工效率，降低施工作業壓力。

2.3 模擬性

該技術在應用期間可對各類建筑進行模型構建，并在模擬操作期間完成各類操作，反復模擬施工過程確認施工質量。該技術可在進行5D 模擬時控制施工進度及成本消耗等重要環節，在進行緊急疏散模擬及熱傳導模擬等試驗時可進行分析處理，進一步確保建筑使用者的安全。

2.4 信息完備性、參數化性、一體化性

通過該技術所實現的建筑工程分析處理描述及信息整合化控制，可在體系化和專業化達到較高水平的情況下體現信息完備性；該技術在參數化建模時可通過簡單操作修改即可進行科學建模，充分展現其所具有的參數化特點；一體化則表現在該技術應用于建筑工程整個生命周期內，可在全面系統的指導下實現全面管控目標[5]。

3 BIM 技術在裝配式建筑中的應用優勢分析

3.1 在建筑單位中的應用

建筑單位作為建筑工程項目的投資方需時刻關注工程進度情況，加強與工程各項目負責人的溝通聯系，才可提高整體建筑施工情況的掌握程度，建設單位在項目開展期間需注意解決相關問題，才可確保工程項目順利開展。比如工程工期、時間控制問題及成本控制問題等，可利用該技術盡量減少繁雜步驟，提高數據整合能力，并在模型可視化塑造后結合工程施工情況進行清晰判斷，更加直觀地判斷建設開展的情況，從而選擇最佳方案，確保建設效率得以提升。

3.2 在設計單位中的應用

在此類建筑工程項目開展前期，應確保最終設計方案達到合理性要求，使用BIM 技術時可利用其數字化三維模型構建功能，根據模擬模型建設效果優化最終設計方案。該項技術可在應用過程中模擬不同場景嘗試作業過程，從而使設計方案的可行性及合理性達到較高水平。在模擬過程中可以清晰地發現其中所出現的設計錯誤，從而可以在最高標準要求下調整設計結構，使預制式裝配結構的合理性得到優化提升。

3.3 在構件制造商中的應用

裝配式構件在制造過程中必須達到精細化控制標準，才可以在整體模塊拆分制造時保證其最終組裝效果達到計劃要求。所有構件在設計期間必須保證所使用參數達到精確標準，盡量減少各構件之間所出現的差異性，防止后續安裝施工期間出現明顯的偏差影響工程質量。

BIM 技術可在應用過程中控制各個部件尺寸設計準確性，提高所有數據參數的精準控制程度，可在所有數據資料導入后進行模擬測試，確保所有構件尺寸資料達到精準控制水平，提供生產商的正確生產率，對施工成本也可起到一定的節約效果。

3.4 在施工單位中的應用

施工現場在對構件進行組裝施工時需注意裝配過程的合理性，BIM 技術可在應用過程中模擬現場裝配情況，并針對各個構件使用情況進行分析調控，可有效防止出現數量不足或安裝錯誤等問題，通過實時監控現場施工情況并進行合理調配，可在技術應用期間發揮輔助作用，確保施工過程的順利開展。

4 BIM 技術在裝配式建筑施工期間的應用要點

4.1 利用三維建模功能

在項目開展期間使用BIM 技術可克服傳統二維平面圖紙設計缺陷，通過建立設備和管線的模型可詳細掌握工程內部結構情況，依照建筑施工順序進行施工過程模擬，可在整體建筑輪廓獲得合理構建后掌握工程要點，包括出入口及通風口等重要區域的設計，必須嚴格依照國家要求標準進行合理設置。在模擬構建過程中結合二維圖紙設計確保各管線設備正確布置，從而保證三維整體模型構建標準化。在該項技術的應用過程中通過可視化特點可隨意調整建筑角度，從而可以在確保各項工作流程順利開展的基礎上，提高隱蔽工程作業質量及安全性。業主和設計、施工等各方在參與過程中可有效提升溝通能力，提高工程項目設計效果的優化程度。

4.2 加強構件管理能力

混凝土構件施工質量極為重要，將直接決定整體建筑工程項目的施工質量和安全性。在工作開展期間將依據《指導意見》定制相應工作要求，為保證建筑工程施工質量和安全性達到更高標準，可使BIM 技術和RFID 結合應用后發揮重要作用。利用無線電頻率識別技術可實現各個信息的傳遞目的，并利用BIM 技術進行整合應用后，可提高各工程構件質量和施工進度管控能力，加強生產及運輸、存儲等各項工作流程管控能力。由于此類工程項目的施工期間需保證預制構件儲存良好，才可保證構件質量和裝配效率達到較高水平，因此，在使用BIM 技術和RFID 技術時應注意結合構建生產情況，自出廠之后嚴格把控存放環境及設置地點，在盡量減少實際運輸距離的同時注意保護構件質量，為整體工程項目的施工效率和施工難度起到明顯調控作用。

4.3 實現虛擬施工

利用該項技術模擬功能演練施工過程時，可通過輸入多種數據，嘗試不同施工環境下的作業方案，并在科學調控施工工藝順序的基礎上，完成裝配式建筑施工過程，通過這一模擬工程可提前發現施工期間所出現的問題偏差，從而定制更加完善可靠的施工措施進行處理，對整體施工水平及各類質量隱患具有一定控制作用。工作人員在反復模擬施工過程時，通過進行適當調整可減少工程施工期間所面臨的作業難度，提高施工人員和設計人員、管理人員之間的交流頻率，并在整體工程項目開展期間進行操作轉換，為整體施工項目的順利開展創建良好基礎。

4.4 實現動態監控

由于這類工程項目在開展期間所需使用的構配件較多，為保證工程質量達到預定計劃要求，須在加工制作流程和預制率控制方面進行嚴格管控，提高各項差異和加工車間可用資金的綜合管控能力，才可保證預制構件在生產加工期間達到質量控制要求，并保證各項尺寸參數的設計完全符合標準化控制要求。在車間加工制作期間應注意加強生產質量控制能力，提高各項工作流程開展期間的作業效果，防止整體工程施工效率和作業質量發生下降變化。在各類預制構件加工生產期間需滿足工作標準要求，BIM 技術在應用期間可實現動態監督能力，結合多種影響因素進行分析時，將其中可能出現的生產加工問題提前預測，并在實施動態監督期間避免問題惡化發展，在相應施工條件得到有效控制的情況下進行全面管理，為建筑行業的長遠發展目標創建實現途徑。

5 BIM 技術和裝配式建筑工程施工的結合應用

5.1 提高建筑設計可行性并減少設計誤差

裝配式建筑工程項目在開展建筑設計時，利用BIM 技術可明顯提升建筑設計效率，在各方人員開展工作時提高密切配合能力，可利用該技術所具有的設計平臺設計立體施工圖。各方專業人員在工作期間通過該項技術平臺可實時共享相關數據資料，并在使用各項信息時進行同步修改校正。在已完成的模型上傳后可利用技術進行自動處理，將其中所出現的不足和問題進行科學整改，通過各方人員的共同參與可有效減少設計方案變更次數，發揮所有人員的專業能力，提升設計方案可行性，從而可在裝配建筑的整體設計效率方面獲得優化提升。該項技術平臺在使用過程中，各參與方可在各種信息共享時進行信息整合，將各方設計模型的尺寸和樣式進行整合實驗，通過組裝可確認建筑結構是否科學合理，在設計人員進行對比優化的過程中可提高方案的可行性，使裝配式建筑預制構件的模數尺寸和標準形狀得到科學控制。同時，利用各類標準庫可在設計過程中發揮輔助作用，對不同人群所提出的建筑結構需求進行科學設計，增加更多建筑戶型設計方案 。

5.2 提高構件生產階段流程管控能力

在建筑構件生產期間應加強工藝流程控制能力，使用該技術最大化省略了各類復雜工序，提升工作效率，并在整體建筑項目所用構件的生產期間進行質量控制，使整體建筑施工質量得到穩定提升。在大量構件的生產期間需使用數控機床等相關設備，BIM 技術可在加工制作期間進行模擬分析，通過科學計算定制工作方案，以確保方案輸入后實現最佳生產目標，為建筑構件生產質量提供重要保障。

5.3 提升安全管理控制能力

裝配式建筑工程項目的總體質量與構建質量息息相關，構件的安全性應作為建筑質量管控的重要因素之一，盡量減少工作人員疏忽大意而出現的安裝質量問題，并提高現場安全防控能力及安全管控力度，避免發生各類安全事故威脅現場人員的生命安全。由于大部分建筑構件可在生產工廠中完成小規模安裝任務，但整體安裝流程應在施工現場進行規范操作，因此，應在按照工作開展期間提出更高規范要求，安裝人員的專業水平和技術能力必須達到較高水準，并在取得相關從業資質的情況下才可承擔相應工作。企業應在管理工作開展期間注意加強培訓，必須保證所有安裝人員的專業能力和技術素養達到專業化。

5.4 提高施工過程管控能力

該項技術可在應用期間提高施工過程把控能力，通過信息整理和保存功能詳細掌控施工過程，合理調配施工技術和施工方案實現優化控制目標，可在施工期間根據實際情況科學定制各階段施工計劃，始終保證作業過程的合理性。由于該工程所需施工過程較為復雜，利用BIM 技術可最大化滿足工程高標準要求的同時，保證施工流程的順利開展，避免在工程開展期間出現工序混亂等問題。

6 結語

由于裝配式建筑工程項目在施工期間必須得到嚴格管控，因此，應在施工流程的定制過程中利用該項技術提升管控能力，通過三維模擬功能優化最終設計方案，同時提升各項工作流程管控能力，可在工程項目開展期間最大化提升施工質量。為進一步提升工程作業進度控制效果，在使用BIM 技術時應注意各參與方配合效果，通過科學應用該技術平臺進行施工全流程控制，可在依照作業計劃完成施工任務時減少建設風險。