基于BIM技術(shù)的裝配式建筑項(xiàng)目施工管理研究

侯本卿

菏澤市牡丹建設(shè)監(jiān)理公司 山東 菏澤 274000

伴隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快，建筑行業(yè)獲得了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，但是污染嚴(yán)重、資源消耗大的傳統(tǒng)建筑并不符合現(xiàn)代綠色低碳的理念。同樣，傳統(tǒng)粗放式的建筑項(xiàng)目施工管理模式也無法適應(yīng)裝配式建筑、綠色建筑等新型建筑施工項(xiàng)目發(fā)展需要。而基于信息技術(shù)的BIM技術(shù)能夠?qū)⒔ㄖ脑O(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等信息集成到一個標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化、虛擬化的數(shù)字化模型之中，相對于傳統(tǒng)建筑施工管理模式在提高施工效率、降低成本、保障安全、提高質(zhì)量等方面發(fā)揮著重要作用[1]。因此將BIM技術(shù)融入裝配式建筑施工管理，以動態(tài)化模型來實(shí)現(xiàn)裝配式建筑施工的精確性和優(yōu)化程度，對于提升裝配式建筑的施工管理水平具有重要作用。

1 BIM技術(shù)與裝配式建筑的內(nèi)涵

1.1 BIM技術(shù)

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是一種數(shù)字化的建筑設(shè)計(jì)、施工和管理方法，通過創(chuàng)建、維護(hù)和共享建筑項(xiàng)目的各種信息，實(shí)現(xiàn)對建筑全生命周期的集成管理[2]。BIM技術(shù)包含了建筑的三維幾何模型、材料屬性、施工工藝、施工進(jìn)度等技術(shù)，可以應(yīng)用于建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等各個階段，對于提高建筑的質(zhì)量、安全、效率和可持續(xù)性具有重要作用。

BIM技術(shù)可以通過三維建模和數(shù)據(jù)集成幫助設(shè)計(jì)師快速生成設(shè)計(jì)方案，提高建筑設(shè)計(jì)效率；通過可視化的模型和施工序列模擬幫助施工團(tuán)隊(duì)進(jìn)行沖突檢測和協(xié)調(diào)，減少施工過程中的錯誤和沖突，提高施工質(zhì)量；通過與模型關(guān)聯(lián)的屬性信息，實(shí)時跟蹤和管理項(xiàng)目的成本，減少成本超支和變更訂單，幫助項(xiàng)目管理人員進(jìn)行成本控制；可以生成逼真的三維模型和可視化效果圖，幫助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)和利益相關(guān)者更好地理解設(shè)計(jì)意圖，提高溝通效果，減少誤解和糾紛；BIM模型與建筑物的信息和維護(hù)手冊相關(guān)聯(lián)，為建筑設(shè)施的管理和維護(hù)提供準(zhǔn)確的設(shè)備位置、維護(hù)記錄和操作指南，提高設(shè)施管理的效率和可靠性；可以進(jìn)行能源分析和碳排放評估，幫助設(shè)計(jì)師優(yōu)化建筑的能源效率和環(huán)境影響，進(jìn)而選擇更可持續(xù)的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)、施工和后期維護(hù)的可持續(xù)發(fā)展[3]。總之，BIM技術(shù)是建筑行業(yè)未來的發(fā)展趨勢，它將對建筑行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

1.2 裝配式建筑

所謂裝配式建筑是基于工業(yè)化生產(chǎn)，在工廠或預(yù)制場地預(yù)先設(shè)計(jì)、制造預(yù)制墻板、屋頂構(gòu)件、地板、梁柱等建筑構(gòu)件，然后在建筑施工現(xiàn)場進(jìn)行組裝成完整建筑結(jié)構(gòu)的一種新型建筑方法[4]。裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)場施工的建筑方式相比，具有更高的效率和更快的建造速度，能夠滿足不同項(xiàng)目的需求，并在住宅、商業(yè)建筑、辦公樓、學(xué)校等建筑領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，為建筑設(shè)計(jì)和施工提供了一種更快速、高效和可持續(xù)的建筑解決方案。裝配式建筑是與傳統(tǒng)的現(xiàn)場施工方法相比，具有工業(yè)化生產(chǎn)、高度預(yù)制、快速施工、環(huán)境友好等特點(diǎn)，提供了一種高效、可持續(xù)和靈活的建筑方法，能夠極大滿足不同建筑類型的施工需求。

2 BIM在裝配式建筑施工管理中的應(yīng)用優(yōu)勢

BIM技術(shù)在裝配式建筑項(xiàng)目施工管理中具有以下優(yōu)勢：

2.1 提高施工效率

一方面BIM技術(shù)可以幫助設(shè)計(jì)師和施工人員在設(shè)計(jì)和施工過程中進(jìn)行協(xié)同工作，通過將施工進(jìn)度和施工計(jì)劃與模型集成，及時發(fā)現(xiàn)和解決施工沖突，并確保施工按計(jì)劃進(jìn)行，從而提高設(shè)計(jì)和施工效率。例如，通過BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)師可以實(shí)時模擬建筑的結(jié)構(gòu)、外觀、內(nèi)飾等，并與施工單位進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。另一方面BIM可以通過在BIM模型中模擬施工過程，可以確定最佳的裝配順序，幫助施工團(tuán)隊(duì)規(guī)劃裝配式建筑的施工序列和時間表，以最大程度地減少施工時間和資源浪費(fèi)。總的來說，BIM在裝配式建筑施工管理中的應(yīng)用可以提高施工效率，減少錯誤和沖突，優(yōu)化施工序列和資源管理，并提高質(zhì)量控制。這些應(yīng)用可以幫助施工團(tuán)隊(duì)更好地規(guī)劃、協(xié)調(diào)和執(zhí)行裝配式建筑項(xiàng)目。

2.2 降低施工成本

一方面通過與BIM模型關(guān)聯(lián)的屬性信息，可以實(shí)時跟蹤和管理裝配式建筑構(gòu)件的材料、數(shù)量和成本，在裝配式建筑的設(shè)計(jì)和施工階段進(jìn)行資源和成本控制，這有助于減少材料浪費(fèi)和成本超支，提高資源利用效率[5]。另一方面BIM技術(shù)可以模擬和優(yōu)化裝配式建筑的運(yùn)輸、組裝和安裝過程，及時發(fā)現(xiàn)施工中的瓶頸和問題，不僅可以減少施工過程中的變更和返工，而且通過施工過程的優(yōu)化來提高施工效率，減少施工時間和人力成本。再一方面通過在BIM模型中標(biāo)記和分析潛在的施工安全風(fēng)險(xiǎn)，可以制定相應(yīng)的安全措施和預(yù)防措施，有助于減少施工事故和人員傷亡，降低施工風(fēng)險(xiǎn)和相關(guān)的成本。總之，BIM技術(shù)在裝配式建筑施工管理中的應(yīng)用可以通過構(gòu)件優(yōu)化、施工過程優(yōu)化、沖突檢測、資源和進(jìn)度管理以及施工安全管理等方面的優(yōu)勢，幫助降低裝配式建筑的施工成本

2.3 提高施工質(zhì)量

一方面，裝配式建筑需要對構(gòu)件進(jìn)行精確地設(shè)計(jì)和制造，以確保構(gòu)件之間的精準(zhǔn)配合。BIM技術(shù)可以在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行裝配式建筑構(gòu)件的三維建模和協(xié)同設(shè)計(jì)，確保構(gòu)件的尺寸、形狀和連接方式的準(zhǔn)確性，有助于減少裝配式建筑現(xiàn)場施工中的錯誤和調(diào)整。另一方面BIM技術(shù)利用3D建模和可視化工具，能夠以直觀的方式呈現(xiàn)整個裝配式建筑項(xiàng)目的構(gòu)造和施工進(jìn)程，有助于提高施工人員對項(xiàng)目的理解和規(guī)劃，并減少誤差。另外，精確的3D模型還可以幫助裝配式建筑施工團(tuán)隊(duì)更好地協(xié)調(diào)各個構(gòu)件和系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)和解決施工過程中的問題，從而優(yōu)化施工流程，提高裝配式建筑的施工質(zhì)量。

2.4 提高施工安全性

BIM可以幫助施工單位提高施工安全性，減少施工過程中的事故，提高施工效率。一方面識別和避免施工安全風(fēng)險(xiǎn)：BIM可以幫助施工單位識別和避免裝配式建筑施工過程中的碰撞、墜落和電力等施工安全風(fēng)險(xiǎn)；另一方面BIM通過模擬施工過程，可以讓施工人員了解施工現(xiàn)場的潛在危險(xiǎn)，幫助施工單位增強(qiáng)施工人員的安全意識；再一方面BIM可以幫助施工單位提高施工現(xiàn)場的安全管理水平，比如通過實(shí)時監(jiān)控施工現(xiàn)場的人員和設(shè)備，及時發(fā)現(xiàn)和消除安全隱患。因此，BIM在裝配式建筑施工管理中的應(yīng)用，可以有效提高施工安全性，降低施工事故發(fā)生率，保障施工人員的生命安全[6]。

3 基于BIM技術(shù)的裝配式建筑項(xiàng)目施工管理策略

BIM技術(shù)在裝配式建筑項(xiàng)目施工中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)階段、采購階段、施工階段、運(yùn)維階段等幾方面。基于BIM技術(shù)的裝配式建筑項(xiàng)目施工管理策略可以通過建立和管理BIM模型、協(xié)同設(shè)計(jì)和施工、資源管理和優(yōu)化、施工過程的可視化和仿真、施工質(zhì)量和安全管理等方面的措施，提高裝配式樣建筑的施工效率、降低施工風(fēng)險(xiǎn)，并提高裝配式建筑項(xiàng)目施工管理的質(zhì)量和安全水平。

3.1 BIM模型的建立和管理

首先。選擇合適的建模軟件。在收集裝配式建筑項(xiàng)目相關(guān)的設(shè)計(jì)文件、施工圖紙、設(shè)備信息、材料規(guī)格等數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，選擇適合的BIM建模軟件是建立和管理BIM模型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在選擇軟件時應(yīng)考慮其功能性、適用性以及易得性，Autodesk Revit、Archicad、Fusion 360等，都是常見用的BIM建模軟件[7]。

其次，模型構(gòu)建。使用BIM軟件，根據(jù)項(xiàng)目的需求和數(shù)據(jù)，逐步構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)、設(shè)備、管道、電氣系統(tǒng)等準(zhǔn)確、完整且符合項(xiàng)目的要求和標(biāo)準(zhǔn)的BIM模型。另外，在根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范要求構(gòu)建BIM模型時，需要團(tuán)隊(duì)成員緊密協(xié)作，并實(shí)時交流和協(xié)作，才能減少BIM模型設(shè)計(jì)的沖突和錯誤，確保信息的準(zhǔn)確性和一致性，并提高設(shè)計(jì)效率。

再次，模型管理和維護(hù)。建立一個專門的團(tuán)隊(duì)或人員負(fù)責(zé)BIM模型的更新、修正和維護(hù)，確保模型的準(zhǔn)確性和完整性。同時，他們還應(yīng)該負(fù)責(zé)模型的版本控制和備份，以防止數(shù)據(jù)丟失或損壞。確保BIM模型的共享和訪問權(quán)限，并定期更新模型，以提高裝配式建筑施工效率和質(zhì)量。

3.2 協(xié)同設(shè)計(jì)和施工

裝配式建筑的生產(chǎn)、裝配和施工管理需要多個部門和團(tuán)隊(duì)的通力協(xié)作，才能確保裝配式建筑的安全高效施工。

首先，BIM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計(jì)和施工。基于信息化技術(shù)的BIM技術(shù)可以加強(qiáng)各不同的團(tuán)隊(duì)和個人之間的實(shí)時協(xié)作和交流，提前發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行調(diào)整，以減少設(shè)計(jì)沖突和錯誤，提高裝配式建筑設(shè)計(jì)和施工的效率。另外，建立信息化BIM模型庫，可以將不同類型的裝配式建筑BIM模型集成到一個統(tǒng)一的信息共享和協(xié)作平臺上，實(shí)現(xiàn)BIM模型的共享，讓不同的設(shè)計(jì)和施工方都可以實(shí)時查看和編輯BIM模型，以確保裝配式建筑設(shè)計(jì)、施工進(jìn)程、施工標(biāo)準(zhǔn)和建筑質(zhì)量的一致性。

其次，沖突檢測和解決。利用BIM軟件的沖突檢測功能，及早發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)計(jì)中的沖突，確保設(shè)計(jì)的一致性和可施工性。比如通過4D/5D模擬裝配式建筑在設(shè)計(jì)、運(yùn)輸、組裝以及施工過程，將施工進(jìn)度、成本信息與設(shè)計(jì)模型相結(jié)合，及時發(fā)現(xiàn)和解決裝配式建筑施工中的問題，優(yōu)化施工順序和資源調(diào)配。

再次，實(shí)施實(shí)時監(jiān)督與管理。在裝配式建筑的施工現(xiàn)場使用移動設(shè)備和傳感器，實(shí)時獲取施工進(jìn)度和質(zhì)量信息，并與BIM模型進(jìn)行對比和分析，不僅可以及時解決施工中的問題，而且可以又有效減少設(shè)計(jì)和施工中的沖突和問題，降低項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)和成本，提高裝配式建筑設(shè)計(jì)和施工的效率與質(zhì)量。

3.3 裝配式建筑的資源管理和優(yōu)化

通過BIM模型，BIM技術(shù)可以幫助裝配式建筑項(xiàng)目施工管理，優(yōu)化人力、材料和設(shè)備等施工資源，可實(shí)時監(jiān)控資源的使用情況，并及時調(diào)整和優(yōu)化資源的分配，提高資源利用率和施工效率。

首先，資源規(guī)劃和調(diào)度。一方面加強(qiáng)供應(yīng)鏈管理，在BIM模型中標(biāo)注和管理材料的類型、數(shù)量、供應(yīng)商等施工材料的信息，通過BIM模型實(shí)時追蹤材料的進(jìn)度和庫存情況，實(shí)時查看資源的使用情況和分配情況，避免資源的浪費(fèi)和沖突，避免材料的短缺和浪費(fèi)。另一方面材料管理和追蹤。通過在BIM模型中標(biāo)注和管理各個施工資源，進(jìn)行人力、設(shè)備、材料等資源規(guī)劃和調(diào)度，

其次，施工現(xiàn)場的監(jiān)控和控制。一方面利用BIM模型和傳感器在施工現(xiàn)場進(jìn)行資源的監(jiān)控和控制，實(shí)時監(jiān)測資源的使用情況和效率，并根據(jù)所存在的問題及時調(diào)整資源的分配和使用，優(yōu)化資源的利用效率。另一方面通過對施工數(shù)據(jù)的分析和挖掘，利用BIM模型生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行資源管理和優(yōu)化的數(shù)據(jù)分析，可以發(fā)現(xiàn)資源管理中的問題和瓶頸，并提供決策支持，優(yōu)化資源的利用[8]。并通過BIM模型模擬不同的裝配式建筑施工方案和資源分配方案，評估不同方案的施工時間和資源需求，選擇最優(yōu)的方案來優(yōu)化資源的利用，以減少資源的浪費(fèi)和成本，降低項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)。

再次，施工過程的可視化和仿真。BIM技術(shù)可以將施工過程可視化，并進(jìn)行仿真分析。通過BIM模型，可以模擬施工過程中的各個環(huán)節(jié)，包括材料運(yùn)輸、安裝順序等，以提前發(fā)現(xiàn)潛在的問題，并進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，減少施工風(fēng)險(xiǎn)。比如使用虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)，將BIM模型轉(zhuǎn)化為可視化的施工場景，讓參與者能夠在虛擬環(huán)境中親身體驗(yàn)施工過程，不僅可以更好地理解施工過程中的細(xì)節(jié)和復(fù)雜性。而且裝配式建筑施工過程的可視化程度，可以幫助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)和利益相關(guān)者更好地理解和參與施工過程，有助于提高施工的效率和質(zhì)量，減少潛在的沖突和問題。

3.4 施工安全管理

BIM技術(shù)可以幫助管理施工質(zhì)量和安全。通過BIM模型，可以對施工過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和檢查，及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量和安全問題，并進(jìn)行整改。同時，可以利用BIM模型進(jìn)行安全培訓(xùn)和演練，增強(qiáng)施工人員的安全意識和技能。

首先，利用BIM模型進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)分析。通過在BIM模型中標(biāo)注和分析潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)和沖突，幫助項(xiàng)目管理人員在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)分析，從而識別和評估項(xiàng)目施工過程中可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，并采取相應(yīng)的安全措施來預(yù)防事故和提高施工安全性。例如，項(xiàng)目管理人員可以利用BIM模型來識別項(xiàng)目施工過程中可能發(fā)生墜落事故的區(qū)域，并在這些區(qū)域設(shè)置安全防護(hù)措施。

其次，利用BIM模型進(jìn)行安全培訓(xùn)。BIM模型可以幫助項(xiàng)目管理人員在項(xiàng)目施工階段進(jìn)行安全培訓(xùn)，從而增強(qiáng)施工人員的安全意識和安全技能。例如，裝配式建筑項(xiàng)目施工管理人員可以利用BIM模型來模擬項(xiàng)目施工過程，可以為工人提供實(shí)際的培訓(xùn)和教育，增強(qiáng)他們的安全意識和技能。

再次，利用BIM模型進(jìn)行安全管理。BIM模型可以幫助項(xiàng)目管理人員在項(xiàng)目施工階段進(jìn)行安全管理，從而提高項(xiàng)目施工的安全性。例如，項(xiàng)目管理人員可以利用BIM模型來跟蹤項(xiàng)目施工過程中發(fā)生的安全事故，并對安全事故進(jìn)行分析，以提高項(xiàng)目施工的安全性。另外，利用BIM模型進(jìn)行裝配式建筑項(xiàng)目安全施工數(shù)據(jù)分析和預(yù)警，通過實(shí)時安全檢查和監(jiān)控施工現(xiàn)場的安全狀況，在BIM模型中標(biāo)注和記錄安全檢查的結(jié)果和問題，發(fā)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)的趨勢和異常，提前預(yù)警并采取相應(yīng)的措施。

4 結(jié)語

綜上所述，BIM技術(shù)是一種新型的建筑信息模型技術(shù)，它具有全生命周期管理、協(xié)同設(shè)計(jì)、虛擬建造、精細(xì)化管理等特點(diǎn)。BIM技術(shù)可以應(yīng)用于裝配式建筑項(xiàng)目施工管理的各個階段，提高施工效率、降低成本、提高質(zhì)量、提高安全性、提高舒適性。