BIM技術在裝配式建筑工程施工中 的應用分析

張朋

【摘要】近年來，隨著我國社會經濟的發展，建筑科技也取得了很多成果。由于裝配式建筑綠色、環保、節能、高效的特點，再加上政策利好，裝配式建筑在行業中越來越受到歡迎。所有預制構件按照設計要求預制生產，在施工過程中，工人將各種構件進行組裝。由于裝配式建筑施工時對精準度要求很高，因此，為了更好地控制成本、履行綠色環保的責任，在裝配式建筑中引入BIM技術，將所有環節在數據模型中進行全過程模擬和精準控制，使工程項目的施工作業更加合理、優化，體現較高施工水平。

【關鍵詞】BIM技術;裝配式建筑工程施工;應用分析

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.03.

引言：

科學技術的快速發展，使得建筑工程的施工水平也在進一步的提升，裝配式建筑施工環節BIM技術的引入，不斷的改善了施工的理念，探索了新型的施工方式。BIM技術能夠基于當前裝配式建筑施工的要求基礎上，從施工準備階段、施工階段和后期階段把控施工質量，掌握整體工程的所有數據。依托于先進的BIM信息技術，基于裝配式建筑的特點，促使建筑設計建立起三維立體建模，對每一處建筑設計細節進行細化，有效提升裝配式建筑的質量。

1、裝配式建筑工程

1.1裝配式建筑工程的概述

裝配式建筑工程從某種角度來說屬于系統工程，包括設計、生產、運輸、安裝等環節。選擇裝配式建筑，從設計階段就要注意選擇合適的預制構件，并確定構件的裝配工藝，經過生產和運輸，最后在施工階段進行構件的組裝。從整個流程來看，在施工作業之前需要先設計好高精準度的預制構件，避免裝配環節由于尺寸不合適造成成本的提高、工期的拖延。由工廠進行預制構件的生產，既能提高資源的合理利用，也能改善因濕作業導致的施工工地環保不達標的情況。裝配式建筑符合當前行業高質量發展的要求，符合綠色環保節能可持續發展的戰略要求。

1.2我國裝配式建筑工程的發展現狀

近年來，我國房地產業的高速發展給裝配式建筑的發展提供了契機。傳統的施工方式與人們持續增長的住房需求不匹配，存在較突出矛盾，這就要求建筑工程的建造模式必須革新。隨著科技的發展，裝配式建筑出現在人們面前，經過大量的工程實踐，裝配式建造水平得到提高，裝配式建筑工程成為建筑行業發展的大趨勢。

2、工藝特點

（1）應用BIM技術在設計階段按標準化進行設計，根據結構、建筑、水電等專業的標準進行深化設計，對框架柱、剪力墻、外墻板等構件進行拆分，在工廠內進行標準化批量生產。（2）現場采用專用混凝土構件吊運設備，以提高構件吊運效率。（3）采用混凝土構件微調裝置和方法，提高構件安裝精準度，保證構件安裝質量。（4）施工全流程采用BIM技術，在吊裝、定位、現澆部位進行建模和工序模擬，確定最優安裝方案;進行工程量統計和生成材料采購單，統籌構件的進場和吊裝順序;應用BIM技術深化預制構件設計，以滿足工廠加工要求，保證產品的現場組裝精度。（5）現場充分利用塔式起重機等大型機械設備，施工速度快，作業人數少，構件的現場安裝與安全管理方便，可提高工作效率，保證工期。（6）預制外墻板采用清水輕骨料混凝土，具有高強、輕質、隔熱、保溫和免抹灰等特點，且施工方便，可降低施工成本，減少材料投入，達到環保節能綠色施工的目的。（7）裝配式構件嚴格按規范要求綁扎鋼筋、澆筑混凝土及養護等，與類似項目相比，避免了因現場施工條件不利出現的質量通病;減少了現場濕作業造成的噪聲及粉塵污染，在環保方面優勢明顯。

3、BIM技術在裝配式建筑施工中的應用優勢簡述

3.1有效提升建筑施工工作效率

BIM技術在裝配式建筑中的應用能夠有效提升工作效率，改良裝配式建筑工程施工方案。因為借助BIM技術，裝配式建筑工程可以進行施工方案模擬，只要收集裝配式建筑工程施工相關數據就可以以建筑信息模型進行施工方案開展效果反饋，對裝配式建筑工程施工方案進行全面的模擬測試。同傳統裝配式建筑施工相比，施工方案測試更改需要的基礎數據會更多，施工方案測試流程更加復雜。BIM技術能夠簡化裝配式建筑施工方案測試流程，工程施工方案的實施情況通過建筑信息模型三維模擬測試就可以全面直觀的呈現在建筑工程設計師、工程師、開發商面前，在后續的裝配式建筑工程施工方案改良過程中，只要以建筑信息模型三維模擬測試結果為依據進行更改即可。

3.2有效避免建筑設計誤差產生

同時，借助BIM技術，還能有效避免設計誤差的產生。因為在傳統的裝配式建筑設計過程中，設計人員主要采用平面設計的方法進行工程方案設計，設計過程中所需考慮的設計內容和設計范圍較廣、設計量大，接觸應用到的設計數據信息也較多，稍不注意就會因為數據分析采集錯誤而出現設計錯誤，影響裝配式建筑工程施工效果，并且傳統裝配式建筑工程設計分析內容較多，也不利用進行工程設計施工改良工作和成本控制工作進行。但是利用BIM技術可視化的特點，裝配式建筑工程設計內容可以詳細反映，直觀呈現出裝配式建筑工程設計效果，也能精準定位后期裝配式建筑預制配件的安裝施工位置參數，減少裝配式建筑設計誤差的產生。

3.3有效優化建筑施工效果

裝配式建筑工程施工同傳統建筑工程施工大不相同，因為它是通過預制構件搭組裝達到施工目的，如果在預制構件搭建組裝過程中出現問題，不僅裝配式建筑質量受到影響，工程施工成本也會增加，施工安全問題也難以得到保證。BIM技術的應用在一定程度上可以解決這一顧慮，以前期相關施工參數數據模型制作和模擬進行裝配式建筑參數核準，讓工廠按照參數核準內容進行構件生產，嚴格控制裝配式建筑工程施工質量，避免在后期施工過程中出現問題引發工程返修和工期延誤現象發生，從根本上控制施工質量，保證裝配式建筑工程施工效果。

3.4有效控制工程造價

工程造價管理貫穿裝配式建筑各階段，利用BIM技術可發揮其自身優越性在工程各個階段的造價管理中提供更好的服務。決策階段，可利用BIM技術調用以往工程項目數據估算、審查當前工程費用，估算項目總投資額，利用歷史工程模型服務當前項目的估算，有利于提升設計編制準確性。設計階段，BIM技術歷史模型數據可服務限額設計，限額設計指標提出后可參考類似工程項目測算造價數據，一方面可提升測算深度與準確度，另一方面也可減少計算量，節約人力與物力成本等。項目設計階段完成后，BIM技術可快速完成模型概算，并核對其是否滿足要求。招投標階段，工程量清單招投標模式下BIM技術的應用可在短時間內高效、快速、準確的提供招標工程量。尤其是施工單位，在招投標期限較緊的情況下，面對逐一核實難度較大的工程量清單可利用BIM模型迅速準確完成核實，減少計算誤差，避免項目虧損，高質量完成招投標工作。

4、裝配式建筑工程施工管理中BIM技術在施工準備階段的運用

4.1數據采集

BIM技術通過手動繪制二維和三維信息，能夠摒棄原本傳統設計過程中資源不能共享、信息無法同步等問題?；诰唧w的設計目標，以及設計具體評估和招投標的相關細節，保證招標文件的準確性，對詳細的運營成本進行評估和計算。通過變量三維模型的建設，可以結合實際的設計需求，建立施工方面的立面圖，保證施工工作的開展。BIM技術被廣泛應用在裝配式建筑施工環節，首先在施工準備階段BIM技術可以通過數據采集的方式，提高數據采集的效率、準確性，最大限度發揮數據采集的優勢。根據具體施工情況，施工的地質地貌和現場情況，安排專人對于地質、水文、地貌等進行核查，通過采集數據來保存好數據的格式，確保實際工作的正常運行。

4.2合理管控施工預算

建筑工程施工環節運用BIM技術，能夠結合當前的建筑信息對相應的建筑資源進行精準和動態化的分析，能夠有效降低資源的消耗，解決當前實際裝配式建筑施工過程中設計難以拆卸構件、生產環節難以有效組裝，生產效率不高等相應的問題，彌補當前實際施工過程中存在的諸多不足。BIM技術運用環節，可以建立起相應的模型，明確具體施工節點，避免存在人為計算失誤，造成實際工作估算誤差過大等問題，有效減少估算時間，明確估算的準確性，避免存在大量預算問題和預算不到位等情況。

4.3理裝配式建筑的信息

裝配式建筑施工后期，BIM技術應用能夠加強對于工程數據的管理，通過變量三維模型的建設，可以結合實際的建設設計需求，建立施工方面的立面圖，保證實際施工工作的開展。從平臺錄制到施工準備階段和竣工階段的所有信息都可以通過對于裝配式建筑信息的整合分析和處理進行明確。裝配式建筑施工過程中，能夠加強各構件之間的聯系，在實際運行和維護階段，可以根據具體的施工信息進行處理。如果發現施工過程中存在的數據失效或數據信息問題，能夠有效避免人為所造成的數據丟失，查找相應的數據，并進行數據分析，減少實際設施環節人力和時間的耗損。裝配式建筑施工后期施工即將竣工，BIM技術的應用可以建立起可視化分析模型，能夠對于現場環境和具體的施工過程中存在的問題進行模擬實驗。與傳統建筑相比，BIM技術的引入可以發現不同環節、不同部位存在的安全隱患。利用BIM技術進行緊急疏散，模擬消防人員疏散模擬，在實際施工階段，通過三維模型的建設，能夠制定起高效的施工方案，能夠有效降低施工成本，并對施工中存在的問題進行適時地檢修。很多建筑工程的結構以及隱蔽工程的運營情況不，能夠憑借肉眼進行分辨，而BIM技術所建立的三維模型，利于管理者直觀性的觀測整個建筑的每一處情況，及時發現問題、及時解決，避免存在設備故障，并及時找出存在設備故障的原因進行檢修。

4.4施工后期應用

應用BIM技術后，將裝配式建筑從立項到竣工驗收的全部施工信息資料涵蓋其中，并對這些信息資料進行分類存管，為工作人員提供更加全面可靠的數據支持，便于工作的有效落實。處理后的信息資料還可直接應用到各組件中，便于檢查工作的高效落實。另外，在建筑的運營維護階段，相關的數據信息也可以借助BIM模型完成關聯存儲，從而方便工作人員自動化精準查找，規避手動搜索的繁瑣，以防出現信息丟失問題。BIM技術將裝配式建筑結構平面設計圖紙轉變成立體信息模型，并發揮其可視化作用特征，直觀進行施工作業模擬和演示，便于工作人員準確了解現場施工情況，尤其加大了對隱蔽工程的管控力度，這樣在出現故障問題后，系統能夠在第一時間展開報警處理，明確標注故障位置，并且給出故障的成因，加快檢修人員的作業進度，將故障問題控制在安全范圍內，減少不必要的損失或傷亡。應急方案的編制和完善可依靠BIM技術模擬化功能，在BIM模型構建前，除輸入基本屬性信息外，還可將工程所在區域的環境信息，如氣候溫度等輸入其中，開展真實場景模擬，之后再開始安裝作業，分析可能出現的隱患問題，制定合理的應急搶修方案，維護現場施工的安全性，提高施工作業的效率。如通過BIM技術可完成火災現場模擬，確定逃生線路，完善疏散計劃，降低火災帶來的影響。利用這一計劃可訓練員工的現場反應能力，在危險出現的同時快速反應，將損失降到最低。

4.5施工中的應用

4.5.1施工過程模擬

裝配式建筑施工中，BIM技術可實現整個施工過程的模擬和演示，便于工作人員發現施工方案中存在的問題，參照工程具體要求，科學地調配資源、資金。以PC構件吊裝施工為例，先在BIM系統中錄入PC構件屬性信息，按照這些資料構建模型，之后按照規范要求展開實際操作模擬，并分析其合理性與否。在實際作業中，工作人員和技術人員一起，根據現場實際情況，對運輸路線、吊裝范圍、各流程間的銜接性展開深入研究，以保證構件吊裝質量，及時找出存在的流程問題。另外，在構件吊裝模擬作業中，要考慮到方案中規劃的各節點間的關系，做好調整銜接處理，確保整個模擬流程的順暢性，便于更加直觀地發現其中的問題，做出科學調整。值得注意的是，當施工現場遇到施工要求高、構造復雜的連接節點時，可以借助BIM技術完成節點連接的可視化展示，方便工人依據三維模型準確地實施節點連接，增強操作的準確性。

4.5.2材料管理

裝配式建筑結構中，BIM技術的應用可方便施工材料的科學管理。以往在裝配式建筑結構施工中，由于所需的構件材料較多，半成品、成品種類繁雜，隨意堆放在施工現場內，導致現場混亂性加劇，阻礙了施工作業的開展。在整理這些構件時，需要消耗大量人力、物力，而且還容易導致構件受到不同程度的損壞，影響后期的使用。引入BIM技術后，可先對現場情況展開模擬，并結合工程項目的具體要求，對現場空間實行功能劃分，預先設定好材料存放位置和空間，之后再借助系統軟件分析，對所需材料實行分類處理，設計合理的存管方式。這樣在材料進場后，可直接擺放到預先設定好的位置，節省更多的資源和時間，也避免材料隨意堆積帶來的問題。另外，利用BIM技術，可對材料進場時間展開規劃計算，靈活處理構件材料，以免長時間堆積。在BIM技術作用下，可加快構件材料的驗收，并隨著施工作業的改變，及時調整現場資源供應情況，降低危險系數。在施工完成后，施工方可以借助BIM軟件統計施工過程中構件和材料的實際消耗量，還可以將構件和材料的計劃用量與實際用量展開對比，為后續的材料管控打下基礎。

結語：

綜上所述，將BIM技術應用在裝配式建筑工程施工中，二者特性的有機結合可以形成諸多優勢，助力工程項目的高質量施工。首先，可以利用三維模型對各施工節點的情況進行可視化模擬，便于項目的各參建方及時了解流程和現場情況。其次，在預制裝配式構件中，用BIM進行深化設計可以提高預制構件的精確度。再次，基于BIM信息模型可以實現綜合管線的碰撞檢查，可以避免返工、修改、延誤工期等情況。最后，應用BIM技術進行各專業協同作業，可以進一步細化施工管理工作。提高施工效率及質量。

總之，BIM技術在裝配式建筑工程施工中的應用將會加快裝配式建筑在全國推廣，BIM技術的優勢也將在工程實踐中不斷體現。BIM技術與裝配式建筑的結合，有效地提高了裝配式建筑的生產效率和工程質量，將來一定會把生產過程的上下游企業聯系起來，真正實現以信息化促進產業化，借助BIM技術三維模型的參數化設計，中國裝配式建筑的發展必將會邁出一大步?！癇IM+裝配式建筑”必將為我國建筑行業的發展推波助瀾。

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