BIM 技術在裝配式建筑施工管理中的應用探討

黃慧，黃曉玲

（廣西理工職業技術學院，崇左532200）

1 前言

裝配式施工建設的施工方式也出現了變革，引入了干法施工的方式，打破了以往的濕法施工方法，用裝配式代替以現澆為主的方法，這一施工方式的變革，將對工程質量控制方法產生一個重大變革。國家有關部門為了促進預制裝配式建設工業化的推進，專門制定了相應措施來改進施工技術與工地的質量管理，以降低施工中產生的環境污染問題。現階段的預制裝配式施工場所已經不同于傳統模式受限于場地，而是延伸到了建筑構件預制廠。由于裝配式施工建設的方法越來越繁雜，質量控制的難點也相應增多了，而如何通過BIM方法改善預制裝配式施工的質量控制方面的問題也就變成了一個很熱門的探討課題。

2 BIM 技術概述

BIM技術，主要是以當前科學技術發展趨勢為依據的一門的新興科學技術，但隨著現代科技的日益發達，該技術已經進行了優化，在通常意義下是指利用數字化建筑設計應用軟件技術來實現BIM技術的實際功能，它在很大意義上也是對各種建筑設計應用軟件的統稱。而BIM技術的具體工作功能則大多是利用應用軟件技術來實現，作為該技術運用的基礎組成部分，可以為在房屋的實際施工活動中進行評價、方案設計和控制等提供相應支持，并由此可以對房屋方案設計過程進行更有效的管理。BIM技術中，比較關鍵的是3D 數字模型的軟件設計，在此基礎上還可以對施工過程的受力部分作出整體評價，這在很大程度上提高了建筑行業施工技術水平和質量，也降低了企業畫圖成本并節省了建設資金。

3 BIM 技術在裝配式建筑的應用原則

3.1 模數化設計

現階段的所有行業都已經初步實現了數字化連接，并通過數字化的方式為施工過程控制創造了便利環境。同時，通過相應的技術手段和方法以及通過大數據分析工具，建設了良好的施工環境和管理系統，能夠大大提高施工作業管理效率，這不僅簡化了施工流程，并且也增強了控制能力。而BIM的模數化運用，已經充分體現出了當前我國建筑行業的全球領先水平和信息化建設技術水平。在國內很多建筑行業中都是BIM技術應用的例子，包括廣州迪士尼樂園，北京鳳凰傳媒中心等等。裝配式建筑設計的數字信息化設計，指的是通過采用基本數字信息、擴展彈性模數，以及利用部分基礎數字信息中的RNG 信息，對基本預制構件、建筑構成構件的設計范圍和標準進行規定，以便實現建筑設計工業化、標準化和智能化，這樣使基本結構和建筑主體結構之間能夠比較均衡。此外，建筑數字信息化設計的另一種作用，是能夠增強建筑設計構件的規格化程度和通用性，以便達到建筑構件多樣化的設計條件并減少設計成本。而按照《建筑模數協調標準》的相關要求以及建筑數字信息的合理制定方法，我們在建造平面設計中可考慮采用基礎數字信息或是使用彈性模量，以確保建筑物從設計建造到最后的使用過程中都能滿足相應尺寸的設計要求。

3.2 標準化設計

標準化工程一直是中國建筑產業化的重點研究方向，而且由于它可以使建筑中所有的結構都實現工業化生產，也因此大大減少了建筑現場的施工操作以提高工程質量。也因此，建筑標準化工程同時也需要根據各種形式的建筑結構和組件、連接方式等來建立系統化的建筑設計方式和建設流程。需要注意的是，因為考慮到氣候條件和施工環境等客觀因素，而且由于裝配式結構本身就具有地域性，所以很難通過全部規范的建筑結構方式來實現建筑標準化，而有些建筑物又只可以在較小區域內實現標準化建筑。這一點我們還能夠通過環境視角進行判斷，例如由于中國的北部與南部區域的氣候差別較為突出，對于房屋的保溫、防腐蝕、防水等方面的特性需求也相當高，外墻面在工程設計中并不能進行全部區域內的標準化工程設計，僅需根據不同區域特征建立相應的技術標準而已。而在開展施工模擬方案設計中，我們能夠根據特定地區的不同環境特征，來建立對比環境的工程建設場地時，對特殊性問題進行處理，由此保證了標準化工程設計的效率。

4 BIM 技術在現代裝配式建筑中的廣泛應用過程

4.1 前期準備階段

BIM 技術在裝配式建筑的前期準備階段具有廣泛的應用和深遠的影響。在裝配式建筑的設計、生產和施工等各個環節，BIM技術都發揮著重要的作用。

首先，BIM技術在裝配式建筑的設計階段具有顯著的優勢。在設計初期，BIM技術可以幫助設計師更好地理解基地環境和周邊環境，進行更為準確的設計。通過建立三維模型，設計師可以更直觀地看到建筑物的外觀、內部結構和空間布局，從而更好地把握設計方向和細節。同時，BIM技術還可以實現各專業之間的協同設計，避免不同專業之間的沖突和碰撞，提高設計效率和質量。

其次，BIM技術在裝配式建筑的施工階段也發揮著重要作用。在施工前，BIM技術可以通過三維模型對施工過程進行模擬，預測可能出現的問題和風險，提前進行應對和調整。同時，BIM技術還可以對施工過程進行精細化管理，提高施工效率和質量。此外，BIM技術還可以實現施工過程中的數據管理和信息共享，提高施工過程的透明度和可追溯性。

最后，BIM技術在裝配式建筑的運營和維護階段也具有重要作用。通過BIM技術建立的三維模型，可以對建筑物進行全面的數據管理和信息共享，方便運營和維護人員進行管理和維護。同時，BIM技術還可以對建筑物進行健康監測和預測性維護，及時發現和解決問題，延長建筑物的使用壽命。

通過BIM技術的應用，可以提高裝配式建筑的設計效率和質量，優化施工過程，提高施工效率和質量，實現建筑物全生命周期的數據管理和信息共享。

4.2 施工設計階段

傳統的施工組織方式采用的DBB 方式按先后順序由各個參與方順序進行的作業，但是因為很多企業都不能及時投入到整體的設計環節中，這就會導致企業在后期設計中可能和具體的施工流程之間出現偏離或者脫節現象，輕則阻礙了實際的施工進度，重則可能使得企業整個施工過程以及整體運輸成本的效率遭到了很大損失。在BIM技術的幫助下，企業客戶們能夠通過直接地對構件來進行了數據化的資料家族庫構建，當基本的操作完成以后，企業公司的技術人員們也能夠通過快速使用一些已經提前準備好的資料迅速地進行了文件的繪制。裝配式設計的概念在設計初期，就可以羅列出建筑整體所需的設計結構，然后存儲在相關的設計信息庫之中，包含建筑外立面、內墻、電梯等的設計構件等，并按照建筑戶型、功能等的不同而進行模塊的設計，從而產生不同的建筑風格形式。但對整體設計階段來說，設計方需要顧及的重點也只有設計方的經濟性以及其他功能，保證了整體設計方案實現預定目標。當整體設計工作完成以后，就必須先對部分結構進行拆除，再根據結構庫數據選取適當的結構進行組裝。在結構可以達到組裝的條件以后才能進行拆除，并且在拆卸的同時還必須確認建筑物的結構數據，以及實際使用情況。在BIM模式形成以后，又針對其中的預制構件進行了深入的研究，對其中的設計參數重新進行了設置。

4.3 生產階段

BIM技術在裝配式建筑的生產階段同樣具有不可替代的作用。首先，BIM技術有助于實現生產過程的精細化管理。在裝配式建筑的生產階段，生產過程涉及到多個環節和大量的數據信息。BIM技術可以通過建立三維模型，將生產過程中的所有數據信息進行整合和關聯，實現數據的共享和協同管理。這使得生產人員可以更加直觀地了解生產進度、物料需求、設備狀態等信息，從而更加精準地掌控生產過程，提高生產效率和質量。其次，BIM技術有助于優化生產流程。在裝配式建筑的生產階段，生產流程的優化對于提高生產效率和降低成本具有重要意義。BIM技術可以通過模擬和分析生產流程，找出流程中的瓶頸和問題，提出優化建議。同時，BIM技術還可以實現生產過程中的自動化和智能化，減少人工干預，提高生產過程的穩定性和可靠性。此外，BIM技術還有助于提高生產過程中的質量控制水平。在裝配式建筑的生產階段，質量控制是至關重要的環節。BIM技術可以通過建立質量管理體系，對生產過程中的各個環節進行嚴格的質量控制和監督。同時，BIM技術還可以實現質量數據的實時采集和共享，方便管理人員及時了解質量狀況，采取相應的措施進行改進和優化。最后，BIM技術還有助于實現與上游和下游企業的協同合作。在裝配式建筑的生產階段，與上游和下游企業的協同合作對于提高生產效率和降低成本具有重要意義。BIM技術可以實現與上游企業的設計數據共享和協同設計，減少設計變更和返工；同時，BIM技術還可以實現與下游企業的施工數據共享和協同施工，提高施工效率和質量。綜上所述，BIM技術在裝配式建筑的生產階段具有廣泛的應用和深遠的影響。通過BIM技術的應用，可以實現生產過程的精細化管理、優化生產流程、提高質量控制水平以及實現與上游和下游企業的協同合作。因此，在未來的裝配式建筑發展中，BIM技術將在生產階段發揮更加重要的作用。

4.4 現場施工階段

現場施工控制是BIM 工程技術運用的重要組成部分，通過BIM 工程技術能夠對構件時間、品質等問題實現整體控制。從具體而言，在設計階段的施工信息都能夠通過RFID 方式進行信息收集，同時根據施工控制流程中的數據特征提供時間控制體系結構，由此進行全面的動態時間控制。而在結構施工管理當中，則必須根據在結構進度管理流程當中所提供的信息需求來設計進度控制體系結構，對整個建筑的動態流程進行整體控制。在確定計劃生產時間和計劃裝配時間之后，要將基于構件的計劃進度信息統計出計劃生產時間和裝配時間，以表格的形式做好了記錄，而最關鍵的節點構件則通過RFID 標簽形式做好記錄。以現澆式建筑項目為例，其質量控制工作一般都圍繞著施工現場來進行，但是對于裝配式構件施工項目而言，構件生產區域和施工地點通常都是質量管理的核心區域，因此通過標準化生產過程可以更有效地提升構件生產效率，在整個建筑項目過程當中，也涉及不同流程的質量管控。

5 結論

常規施工方法不僅能耗過大且實施時間一般較長，施工中復雜度較高，各個環節發生差錯的風險很高。而BIM方法投入使用后，所有施工當中的關鍵環節都能夠通過模擬給出的依據。此項研究從BIM技術使用的基本理論需求出發，根據不同的建設全過程管理層次開展了技術使用方法的整合研究，以期解析其在建設協同管理工作當中的實際使用意義。而未來在新型城市化的建設語境下，建筑工業化也將更加推動BIM技術的應用，重點在對平臺建設與管理中確定各個層次的控制目標，進行針對性的技術輔助。