淺談BIM技術在裝配式建筑中的應用

賈洪利

（山東高速萊鋼綠建發展有限公司，山東 青島 266000）

BIM技術憑借自身數字化、信息化優勢，將裝配式建筑施工質量管理特征模擬，為管理人員提供完善的信息，實現整個工程全生命周期管控，提高施工效率及質量，BIM 技術在裝配式建筑中應用仍處于局部，促進其實現智慧化仍存在一定差距。信息化技術用于裝配式建筑中滿足建筑現代化、信息化發展主趨，充分以智慧建造為導向，將多種先進技術用于裝配式建筑項目管理，實現整個工程智慧建造。現下傳統制造模式下裝配式建筑仍存在部分困境，如預制構建復雜、產業鏈缺乏完善等，如何高效實現裝配式建筑智慧建造成為現下建筑產業關注焦點，需積極分析BIM技術用于裝配式建筑中，以此實現全方位智慧化建造，促進建筑產業可持續發展。

1 BIM技術用于裝配式建筑優化分析

裝配式建筑的核心難點在于施工技術層面，但更為重要的難以有效實現信息資源整合，如何裝配式建筑各方面資源獲得整合，是裝配式建筑是否獲取發展的關鍵，BIM技術可解決上述問題。裝配式建筑發展建筑全生命周期發展水平難以實現平衡，以及處于設計、制造、施工難以協同發展。對于裝配式建筑的發展，對信息資源進行搜索分類整合，只有充分將不同階段各個專業進行明晰分工，將裝配式建筑各階段資源做好分類收集，形成完整有機整體。以BIM技術為核心導向，可實現處于單個工程設計、生產、施工等方面推動裝配式建筑產業化升級，可處于不同工程實踐中完成信息交流和碰撞，創設完善的信息交流平臺，擴大并改善相關構件設計、制造等同步發展，實現更大規模生產。基于BIM技術的裝配式建筑其成果從二維平面圖逐步轉變為三維立體化模型，進一步消除二維圖紙造成的交流問題，設計人員可利用專業軟件，構建標準、完善的構件族庫，正式實施過程中利用BIM技術完成建筑設計，充分應用信息交流平臺完成信息傳遞，實現各環節對模型信息精細化控制，優化協同設計。

2 BIM技術在裝配式建筑中的應用

2.1 基于BIM的裝配式建筑設計過程應用

裝配式建筑處于2D時代，多會產生設計造價超限、返工等高質量缺陷，整個項目缺少信息化技術為其提供強有力的職稱，傳統設計流程無法吻合當下時代發展實際需求。以BIM技術為導向，將其用于裝配式建筑設計階段，設計單位可利用信息化平臺與各單位構建良好的溝通和交流，預先將實際生產、施工環節存在問題予以明晰，保證設計成果滿足整個項目生產實際需求。正式設計過程中，選用標準通用方式設計標準的構件，將此類預制構件進行整合形成完整的構件庫，為后續生產提供強有力的職稱，預制構件庫并未處于固定化，隨著構件數量增加實時更新，滿足當下特殊建筑布局。

2.2 預制構件庫設計和完善

裝配式建筑可實現批量化生產，若拆分預制構件種類繁多、形態迥異，難以實現批量化生產，難以凸顯建筑工業化優勢。以BIM技術為導向，處于設計環節主要包含預制構件及完善、構件BIM模型和優化等流程，預制構件庫建立實際是處于BIM裝配式建筑設計核心內容，設計過程中僅依托構件庫提取相關構件完成設計即可，BIM模型設計和生產均以其為核心基礎。預制構件實際模型存在相應的擴展性，實現信息添加、傳遞等功效，預制構件中各構件處于單一化，不會因使用實際頻次增加或減少變更構件自身實際屬性信息，所以預制構件應具備獨立性。預制構件庫應充分以相關規范為導向，按照不同體系做好劃分，滿足相關規范要求，應充分結合實際厚度、預制構件載荷等因素劃分預制構件實際類別，以此獲取標準化和通用性預制構件。

2.3 建立BIM模型

BIM技術最為顯著的優勢是可視化、協調性，將BIM技術為核心導向的裝配式建筑設計，可進一步從本質層面實現整個項目全生命周期信息共享，確保下游企業和專業間形成較佳的互動。各專業間明晰相關設計內涵后，應確定裝配式建筑結構體系，以相關的標準合理完成拆分工作，將標準化接口、功能為基礎要求將建筑自身實際模塊單元、構件進行配置。以BIM裝配式建筑協同設計主要涵蓋兩大方面，即專業間協同設計、專業內協同設計，VR技術可將立體化三維設計方案呈現為具有空間感模型，項目各參與主體可全面參與整個工程項目中，從多層次、多視角做好觀察分析。應聯合BIM與VR技術實現虛擬漫游，處于虛擬場景內可達成仿真模擬，判定檢驗設計方案是否存在質量缺陷，以免設計方案存在不足。設計人員進入場景內，從宏觀層面客觀分析設計方案，判定各高度設計是否滿足相關規范和要求，與后續生產和裝配實際效果息息相關。

2.4 BIM模型分析和優化

高效化應用初期預制構件庫自身模型可短周期內完成項目預設計工作，預設計方案并非為最終設計方案，建議對其進行深化和改善，做好碰撞檢查、模型分析和復核、優化性能。積極以BIM裝配式建筑各專業模型為核心載體，利用其做好構件碰撞檢查，最終聯合實際碰撞檢查結果與BIM多專業模型結合，始終遵循持續性優化改善基本原則，持續性完善設計和施工方案，保證裝配式施工有序實施。設計模型是否可用于實際生產和施工，主要與模型分析和復核密切相關，注重模型自身安全及可靠性，滿足實際載荷相關需求。設計最終成果主要以圖紙方式呈現，圖紙內部含有多數技術標注，處于當下施工過程中圖紙有序推進項目實施強有力導向。通過初期校準、審核及碰撞檢查后，以BIM技術為核心導向，設計圖可在其建設模型軟件中形成多視角圖紙，其中涵蓋所有相關預制構件信息，為后續審核、施工提供全方位保證。

3 基于BIM裝配式建筑在構件生產中應用

BIM與物聯網充分聯合處于實際生產過程中對構件自身定位做好動態化追蹤，具體實踐中僅需三個單元流程，即生產準備、生產、運輸。信息化技術的興起，促使裝配式建筑處于各環節中信息傳遞滯后問題得以優化和改善，利用信息技術動態化更新預制構件生產、物流信息，實現點信息溝通方式轉換為系統、集中化溝通方式。充分匯總整合BIM技術、物聯網及GPS 定位系統，可動態化跟蹤構件生產、運輸及出廠跟蹤定位，項目各參與主體依托信息溝通平臺做好動態化更新，掌握構件生產、運輸實際狀況，有助于科學、合理布設各環節工作。

3.1 構件生產前準備階段

預制構件模具實際生產精度要求較高，模具自身質量與后續構件生產質量息息相關，預制構件自身造型復雜化、多元化，生產應充分考量經濟因素。BIM技術提供三維信息化模型，可為全部構件生產提供全面、精準的構件信息，主要以BIM技術三維可視化、參數化特征，從本質突破設計人員自身想象力束縛。各類構件處于模型實際構件過程中便確定其自身關系、型號等相關信息，模型通過動態化審核和修改，可充分以材料、位置、用途等標識明細表，生產單位可以此為基礎高質量完成生產交底工作，以生產實際進度和項目施工效率精細化確定最終構件日產量、人員配置等工作。

3.2 預制構件生產

預制構件材料質量可靠性與構件生產質量息息相關，材料正式入場之前應嚴格依照相關規范充分做好質量檢查工作，并以檢查最終結果為核心，編寫相應的檢查報告動態化傳輸至信息管理平臺中，嚴禁質量不達標產品用于生產中，從源頭實現質量把控。通過工廠信息化管理平臺，構件信息可自動轉化為機器接口可辨識規格，完整解讀構件實際相關信息，有利于確保進入預制構件生產過程中。通過動態化控制構件實際生產模型，以此完整各操作自動化實施，從本質層面減少人工成本，顯著提升實際生產效率和精度，對整個生產全過程做好動態化監控，若生產中產生異常狀況及時反饋至工廠管理人員，管理人員及時作出相應的措施。構件生產中建議結合實際生產狀態，充分依托移動端變更相關生態狀態信息，協同平臺中也隨之變更構件信息，項目參與主體信息化平臺實時跟蹤構件生產關鍵環節。構件脫模完成后充分利用三維激光掃描技術可獲取整個模型，將其與三維模型做好比對，掌握構件自身實際質量等級，依托移動端說明構件質量實際狀況。

3.3 構件運輸階段

構件生產完成后正式出廠前，生產單位應嚴格以相關規范和要求，系統性檢查構件自身生產質量，確保其滿足相關質量標準要求。施工單位應結合整個項目實際狀況，以施工計劃與生產單位確定運輸計劃，管理人員充分依托移動端做好動態化查詢、定位需運輸構件，記錄其相關負責人信息，將其動態化傳輸信息化實際平臺中，及時更新預制構件狀態。運輸路線確定需結合施工區域實際所處部位，科學、合理運輸路線直接影響其運行效率，BIM技術具備強大的信息集成功能與CIS 技術聯合，可快速掌握施工周圍內部線路，對運輸發出車輛增設GPS 定位系統做好充分分析，施工單位通過信息化平臺查詢定位運輸構件車輛，動態化做好接收預制構件準備工作。

4 基于BIM裝配式建筑在施工過程中應用

4.1 場地布設管理

裝配式建筑處于整個施工過程中，關鍵在于將初期實際生產構件選取合理方式完成拼接，施工過程中面臨多個專業交叉工作。受施工區域內地形和常規技術影響和干擾，無法對施工現場做好合理化布設，充分結合初期施工經驗布設構件存放區域，存在構件尋找難度較大的狀況，影響整個工程施工效率顯著提升。以BIM技術為核心，用于裝配式建筑施工場地平面布設中，為其提供較佳的布設方式，客觀、直接呈現空間布設和時間邏輯性。充分以項目實際狀況對擬建建筑、臨時建筑做好三維建模，并布設處于不同階段變更實際狀況，真實模擬仿真不同施工條件下施工現場變更，最大限度優化材料堆放、機械設備，為整個施工單位提供高效、真實的模擬成效，確保其實際決策正確。

4.2 預制構件的管理

BIM模型中涵蓋信息與初期出廠構件標簽信息相符合，施工單位主要通過BIM信息可獲取施工所需預制構件，確保施工單位與生產單位構件生產和實際運輸計劃，確保運輸實際構件滿足實際施工需求，有序運輸構件可避免施工現場大量構件發生堆積問題，節省大量運輸成本。施工單位可通過選取信息化協調平臺掌握構件運輸實際狀況，以施工進度和各專業項目施工布設，做好現場構件接收工作。將構件運輸至現場后，建議選用多種檢測方式做好充分檢驗，確保各構件質量滿足相關規范和要求。

4.3 施工進度的管理

施工進度管理作為項目管理核心內容，對項目進展狀況可否嚴格依照初期合同完成項目交付管理。管理人員需結合實際狀況，擬定經濟性施工進度計劃，具體落實過程中需結合實際狀況不斷調整修正施工進度計劃，直至工程整體完成交付。利用BIM虛擬施工技術應用，管理人員可通過三維可視化平臺掌握施工進度狀況，為后續編制合理的施工計劃提供保證，對項目進行虛擬建造。首先，基于BIM 技術的進度跟蹤。建筑施工現場影響進度因素較多，需對整個實施過程做好動態化管控，預先發現進度存在的不足，采取解決措施處理，保證施工進度優化合理。基于BIM技術進度跟蹤主要以大量信息為基準，對整個施工現場做好監控和記錄，動態化更新各數據，其重要強調兩方面，即進度信息收集、進度信息處理。一方面，信息收集匯總，當下可選取多元化的操作方式做好現場信息收集匯總，如視頻監控等，對施工中各關鍵節點做好信息收集，及時將其反饋進度管理人員，進一步掌握現場進度實施狀況，為后續調整優化管理策略提供參考。另一方面，信息處理。將上述收集匯總相關的施工進度信息，將其實施更新傳輸至建筑模型中，促使現場施工狀況、數據信息和模型保持相同步，利用更新后4D模型對整個現場做好追蹤。其次，基于BIM技術施工進度偏差分析。建筑施工過程中需對其全生命周期進行跟蹤，不斷將實際施工進度與初期制定施工進度計劃進行比對，分析進度信息發現偏差等問題，采取相應的控制措施做好糾偏，保證初期進度計劃目標達成。基于BIM技術進度偏差分析核心為時間，充分選取多元化的比選方法，分析時間實際偏差，系統進度數據偏差分析結果和4D模型凸顯實際進度和計劃進度處于時間比對狀況。復雜項目形成進度偏差并非是時間的延誤，與資源成本密切相關，基于資源、成本層面做好進度偏差分析十分關鍵，可積極利用BIM技術偏差分析通過匯總資源成本耗損，從進度和資源成本關系圖中確定異常點，深層次分析其中進度偏差因素，對其實施更精準、更高效的進度偏差分析。

4.4 裝配式建筑質量管理

施工質量作為整個項目施工的生命線，影響整個裝配式建筑施工質量，需從以下幾方面為著力點： 首先，事前控制。裝配式建筑處于正式施工之前制定專項施工方案，并對其關鍵節點設計做好驗算，以BIM技術為導向，設計人員可通過碰撞檢查和模擬施工驗算、完善施工方案。應處于多次施工模擬演練中不斷優化施工方案，預先發現并排查裝配中影響結構質量因素，最終獲取較佳的施工方案，有助于施工質量事前控制。其次，事中控制。構件正式裝配施工之前，充分選用人工智能化手段，對預裝配地點做好合理測量，確保其擺放部位精準。現場施工技術人員主要利用云端平臺查看預制構件處于施工中質量控制重難點，若利用人工檢查和三維激光掃描，判定構件是否存在尺寸、裂縫等質量問題，發現此類問題建議選用移動端完成數據采集，同時將其數據上傳至云端數據庫，后臺檢測平臺接收提示并及時做好糾偏工作。最后，事后控制。選用移動端收集相關裝配階段施工問題及質量問題，處于后臺數據庫內可逐步完成有關質量問題數據庫，充分做好整理和匯總，可促使質量管控人員動態化掌握相關信息，有助于做好問題匯總和施工過程改善。

5 結語

裝配式建筑作為未來建筑發展主趨，建筑信息化可促進其良好發展，聯合多種信息技術深層次融合，可實現項目互聯互通，將信息反饋至裝配式建筑建筑智慧建造平臺，依托數據分析深層次數據了解建設過程中存在問題，匯總相關知識以點連成線形成面，成為未來裝配式發展主趨，逐步實現全過程智慧建造。