BIM技術在裝配式建筑施工管理中的應用探討

徐烽

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1 特點分析

1.1 BIM技術特點

通過BIM技術的數字化建模和分析，可以將建筑工程從二維模型向三維模型轉化，以可視化的方式展現建筑設計方案。這種可視化效果可以使設計方案更加直觀，讓施工內容和設計工藝更加清楚明了。BIM技術還能夠展示工程項目的三維立體模型，以及對建筑進行模擬展示。這種模擬不僅可以展示建筑工程的完成效果，而且可以模擬每一個施工工序的要求和注意事項，從而幫助工作人員更好地掌握設計要求，提高建筑工程的設計質量。此外，BIM技術還能夠展示工程建設全生命周期的三維立體模型，并模擬整個工程施工過程。這種模擬包括工程從設計準備階段到施工竣工階段、交付使用運營階段等所有的工程數據信息，以及各階段相互之間的先后順序。通過BIM技術，各參與單位以及工程設計、施工、質控、安全等部門能夠更加輕松地掌握各自需求的各項信息，相互之間進行協調溝通，分析存在的問題，并解決相互之間的矛盾沖突和修改存在的缺陷。

1.2 裝配式建筑工程特征

裝配式建筑工程通常采用工廠化生產，即在工廠內對構件進行加工、生產和制造，最后再進行現場組裝和安裝。這種建設方式可以大大減少現場施工時間和工期，提高施工效率和質量。其次，裝配式建筑工程采用標準化設計，即所有構件和部件都按照統一的標準進行設計和制造，這樣可以減少浪費和降低成本，同時也可以提高施工效率和質量。裝配式建筑工程還具有綠色環保、可持續發展的特點，采用的建筑材料和構件具有較高的環保性能和可重復利用性，同時也可以減少噪聲和污染，對環境和生態造成的影響較小。此外，裝配式建筑工程還有建設周期較短的特點，能夠批量建設，降低建筑總成本[1]。

2 裝配式建筑中常見的問題

2.1 缺乏施工管理體系

我國裝配式建筑工程的起步時間晚，管理和供應方面缺乏足夠的經驗和專業人才。比如，預制構件的生產商在生產過程中可能存在結構單一的問題，導致生產出的構件無法滿足實際需求。并且實際工作中管理部門的管理機制不完善，缺乏成熟的構件檢驗方法，無法有效避免以次充好的情況發生。其次，存在建筑工程的施工現場管理粗放的問題，缺乏對每個施工環節及施工技術的關注，這可能導致施工過程中出現的質量問題無法及時發現和解決，最終影響建筑工程的質量和效率。

2.2 部門間協調配合困難

裝配式建筑的批量化生產需要不同部門和工種之間的科學合理融合，形成一套完整的生產體系。然而，實際上不同部門之間缺乏有效的協調和配合，導致生產過程中出現了諸如物流配送不暢、材料供應不足、工期延誤等問題。傳統的建筑施工中，由于工序相對獨立，不同工種之間的協調相對簡單[2]。但是，在裝配式建筑的施工中，各個工種之間的協調更加復雜，需要更多的溝通和協調。然而，實際上不同工種之間的協調和配合還存在著很多困難和問題，例如工人之間的溝通不暢、工期無法保障等。

2.3 預制構件存放保護問題

在裝配式建筑施工過程中，預制構件的存放保護非常重要。如果存放不當，會對構件的使用造成很大的影響，進而影響整個建筑工程的質量。施工現場管理不當、操作工人和負責人員不按規范操作等問題都可能導致構件的存放問題。而在實際施工過程中，預制構件進入施工現場的時間和現場施工之間的協調也非常重要，如果協調不好，就會出現構件長時間存放的情況，而施工單位卻沒有安排專人進行管理和看護。

3 BIM技術在裝配式建筑中的應用

3.1 施工場地布置

施工場地布置是施工前必須進行的關鍵步驟之一，不僅直接影響著施工的進度和質量，還涉及運輸作業量的大小和施工場地的有序性和效率。BIM技術的應用使得施工場地布置變得更加簡單、高效和精確。BIMGCB軟件作為一種三維場部軟件，可以在現行的標準規范的基礎上，結合實際場地情況和施工需求，構建出現場布置方案的三維模型。通過BIM模擬軟件對現場布置方案進行實際運行狀態的模擬，可迅速發現、優化布置方案中存在的不合理問題，如預制構件的垂直、水平運輸需求等。這樣，施工管理者便能在最短的時間內識別和解決問題，提高現場施工效率和質量[3]。

3.2 施工設計應用

在裝配式建筑工程中，三維虛擬仿真功能可以幫助設計人員創建建筑結構設計模型，以增強設計內容的可視化程度和科學性。為了更好地應對施工現場的需求，設計單位需要對現場進行科學、周密地勘察，并收集各類基礎性現場數據信息和資料內容，將其輸入BIM數據庫系統中。設計人員可以根據數據庫內各類信息，因地制宜地進行建筑結構尺寸和建筑形式的設計，從而提高設計方案的科學性。此外，BIM技術在裝配式建筑工程施工過程中也發揮著重要的作用。通過建立建筑結構模型，自動化對比分析工程參數和建模軟件數據信息，可以及時了解施工設計中的不足，并提出整改和處理措施，從而使設計方案更加科學合理。這一過程可以在虛擬環境中進行，避免了在現實環境中開展的試錯成本，提高了施工效率和質量。

3.3 碰撞檢查的應用

在裝配式建筑的設計計劃中，碰撞檢查是至關重要的一步。傳統的2D工程圖難以顯示建筑系統彼此之間的碰撞狀況，或預制構件與工程裝配式建筑系統之間的沖突，這就給工程施工帶來了很大的不便。BIM技術可以根據多層三維裝配式建筑模型制定工程裝配式建筑設計計劃。這些模型可以顯示出所有的構件和管道，而且可以在一個模型中組合這些構件和管道，以顯示出它們之間的關系和交互作用。通過這些模型，設計人員可以更好地識別出可能的沖突和問題，并提前解決。其次，BIM技術可以通過模擬練習，在不影響實際施工的情況下進行碰撞測試。在數據可視化設計計劃環境中，可以幫助設計計劃人員進行項目設計的改進，并盡量避免可能發生的管線沖突。這樣，設計人員可以在工程施工前就發現并解決問題，避免了后期施工中的不必要的停滯和拖延。

3.4 結構預制生產中運用

在結構預制生產中，通過將預制數據信息輸入數據平臺，供應商可以根據這些信息，快速按質按量生產預制構件，確保其滿足工程進度及質量要求。同時，施工企業可以通過數據平臺及時了解預制生產環節情況，了解預制件生產的進度、質量和數量等信息。這樣可以更加精準地掌握施工計劃和進度，減少因為生產滯后導致的施工延期情況的發生。在廠家預制件生產完成后，可以借助BIM技術進行對構件的質量、尺寸、材質等進行檢驗和審核。通過使用預制構件的BIM模型進行精準的三維測量和分析，可以檢查預制構件是否符合設計要求和規范標準，發現和修正制造過程中可能存在的問題和缺陷。以提高預制件的質量，減少人力成本，降低人為疏漏的可能性[4]。此外，在預制構件的生產環節中，BIM技術還可以實現構件生產與設計的精細化對接。設計人員可以根據BIM模型中的預制構件信息，為生產環節提供更加準確的數據支撐，有效提高預制構件的生產精度和工藝水平。同時，通過BIM技術的應用，還可以將設計計劃、預制構件生產、現場施工等多個環節無縫連接，形成一體化的建筑生產體系，實現生產、施工、管理的高度協同，從而提高整個建筑生產過程的效率和質量。

3.5 在材料管理中應用

通過BIM技術的建模功能，可以快速準確地確定建筑物各部位所需的材料和配件，從而避免過多、過少采購材料的問題，降低材料浪費和成本。同時，BIM技術可以將材料的信息儲存到一個數據管理系統中，方便施工方進行材料的管理和跟蹤。在施工中期，由于施工進度的不確定性，材料管理難免會受到影響。但是，通過BIM技術的應用，可以根據實際施工情況進行及時調整，優化施工材料的入場順序，減少材料運輸和搬運時間，提高施工效率和施工質量。在施工結束后，還可以利用BIM技術對實際用量和計劃用量進行比對，明確材料消耗的部分，為后續的配件采購工作提供依據。通過對實際用量和計劃用量的比對，施工方可以及時了解材料消耗的情況，制定更加科學的材料采購方案，避免材料的浪費和成本的增加。

3.6 施工成本管理應用

施工成本管理包括施工人員的薪資、施工設備的購置與維護、建材的采購等多個方面，需要進行精細化的管控。在裝配式建筑中，BIM技術可以通過數字建模可以清晰地呈現建筑物的各個構件和材料，精確計算建筑工程的施工成本，避免成本的浪費和超支。另外，BIM軟件的三算對比功能可以對工程的收入、成本、實際成本進行對比分析，幫助管理者及時發現問題，制定相應的解決方案。同時，BIM技術可以將材料的信息儲存到一個數據管理系統中，方便施工方進行材料的管理和跟蹤，從而控制材料成本[5]。

3.7 拆除階段的應用

在傳統的拆除工作中，工作人員通常需要通過觀察建筑物內部的構造以及各個配件之間的關系，然后采用拆除工具逐個拆除配件，這種方法既費時又費力。而借助BIM技術，工作人員可以通過三維建筑模型清晰地呈現建筑物的各個構件和材料，更直觀地了解建筑物的結構，確定拆除的順序和方法。省去很多觀察和分析的時間，提高拆除效率。除此之外，BIM技術還支持模擬拆除功能。通過在BIM模型中進行拆除操作的仿真演示，工作人員可以預測拆除過程中可能出現的各類問題，如材料損壞、構件失穩等，并及時優化拆除流程，避免出現錯誤和安全隱患。這種仿真的拆除演示可以大大提升拆除效率和質量。

3.8 運營維護中應用

在運營和維護方面，BIM技術可以通過數字化建模和傳感器等技術，實現對建筑物內部材料和能源的實時監測和分析，從而及時發現問題并提出改進方案，幫助節約能源并提高建筑物的可持續性。該技術還可以通過數字化建模和數據分析，實現對設備的預測性維護和保養，提高設備運行效率和壽命，降低設備維護成本和能源消耗。其次，通過數字化建模和數據分析，能夠實現對建筑物的綠色指標的實時監測和分析，包括環保指標、節能指標等，幫助運營人員及時發現問題并提出改進方案，推動建筑物的可持續發展。此外，BIM技術可以通過可視化報告和實時監測等手段，讓運營人員更直觀地了解建筑物的運營狀況，并根據數據分析結果，制定更加合理的運營和維護方案。

4 結束語

總而言之，BIM技術在裝配式建筑施工管理中的應用具有不可替代的重要性。它可以提高工程質量、優化工程進度、降低施工成本、減少人為誤差，同時提升了工作效率和施工管理水平。隨著政策的逐步推進和技術的不斷更新，BIM技術在裝配式建筑領域的應用前景廣闊。它將提供更好的建筑質量保障，為裝配式建筑施工管理帶來更為可靠和高效的解決方案。