基于BIM技术的装配式建筑应用研究

文/赵陆宇、高瑞深、孙毅博、卢俊芳、陈诚 河南五建建设集团有限公司 河南郑州 450007

随着我国经济水平的提高，传统建筑的弊端逐渐暴露，装配式建筑项目能够很好地弥补传统建筑的弱点，该建筑所用到的构件几乎都来自工厂，构件生产出成品后再由专门工作者将其送到施工现场，随后由工作人员对构件进行拼装，由此可见，当前建筑业逐渐向智能化以及多样化方向迈进。BIM 是现代建筑行业必不可少的技术，是建筑信息行业的灵魂。实践表明，在装配式建筑项目中融入BIM 技术因素，能够从整体上提升项目效率以及质量水平，使建筑业变得更加环保和节能。

1、装配式建筑的特点

1.1 建筑工期较短

装配式建筑的首要特点就是工程周期较短。具体表现为：

（1）装配式建筑在实际的施工过程中，和传统的技术相比较，工期可以缩短约70%，最快可以在一周之内建好一层楼；（2）目前，装配式技术主要被应用在建筑的外墙保温和抹灰环节，施工流程较为完善，因此，施工周期较短，可以有效节约施工成本，保证企业的经济利益。

1.2 对环境污染较小

在实际的建筑建设过程中，通常情况下都会涉及混凝土、沙子、水泥等施工材料的现场搅拌和堆砌工作，故而对施工现场周围的环境污染也较大。例如，粉尘污染和施工垃圾污染。而装配式建筑和传统建筑相比较，在施工过程中是直接进行现场装配和连接的，因此，对环境的污染也较小。

2、现阶段装配式建筑施工存在的主要问题

2.1 施工安装效率相对较低

与以往的现浇混凝土结构相对比，无论在安装技术还是项目管理方面，其和装配式混凝土结构之间存在着十分明显的差异。对于装配式建筑而言，吊装与拼接吊装等过程相对复杂，要是不能熟悉其整个施工过程，就会延长作业周期或是低于传统的混凝土施工模式。因此装配式建筑，一定要确保其安装过程与统筹布置的科学性合理性，特别是构件运输、作业面安装、储存管理、运输等诸多方面，只有这样才可以降低人工作业量，不然会浪费大量的安装时间，由此也难以呈现施工时间短这一重要优势。

2.2 配件生产质量存在问题

装配式建筑工程的质量和配件生产的质量息息相关，但是，就目前我国装配式建筑施工管理的实际现状来看，配件的生产质量还存在一定问题。例如，施工企业没有注意控制配件的生产质量；缺乏完善的配件质量检测制度和在配件保养上不够规范，在很大程度上也降低了装配式建筑工程的施工质量。

2.3 项目有关参与方之间难以体现协同性

实现建筑工业化是装配式建筑的终极目标，而若想实现就需要确保系统的完整性，并将其贯穿于建筑生命周期的每一阶段。除此之外，与传统建筑不同的是，装配式建筑针对项目所涉及的所有环节与参与方提出更高的协同需求，要是在信息传递在某一环节中存在出偏差，则很容易拉低施工效率。因此，项目的协同度偏低也是制约装配式建筑发展的主要原因之一。

3、BIM 技术在装配式建筑施工中部分应用分析

3.1 BIM 应用于装配式建筑施工过程模拟

在实际工程中，能够通过软件的施工模拟技术，演示出施工工程中可能存在的缺陷，便于及时调整施工方案，避免施工事故，减少资源浪费。比如在吊装预制装配式建筑构件时，在构件现场吊装管理方面也可以利用BIM 软件，以通过在施工计划中写入构件属性的方式来构建管理模型，结合吊装方案来模拟施工。明确制定施工方案之后，工作人员就能够通过平板手持设备对工程项目全程施工进行辅助管理。在模拟施工中，塔吊的工作范围和整个工地各运输路线的计划都要考虑，以及各施工环节的衔接配合都应在设计阶段提前计划完善，以此保证各构件的装配质量。在模拟施工过程中，要综合施工现场场地模型、施工项目结构模型和施工计划等内容，通过BIM软件制作具备时间节点按施工计划顺序衔接各施工阶段的模拟动画，能将项目施工过程更加直观的表达出来。

3.2 对工程施工质量与成本的控制

从项目水平以及成本方面来看，单单使用BIM 技术是不够的，还需要借助RFID 芯片数据技术的支持，以此全面把握施工现场的实际运行状况。将其与3DBIM 模型转换端口连接起来，派出专门工作者观察项目各个环节的施工状况，及时发现问题，并为此提出切合实际的解决方案，随后进一步优化处理这部分数据，在资源维度控制方法的支持下，进一步控制项目成本。在此期间，构建专门的5DBIM 数据建模，实现对工程质量和进度的控制，充分发挥技术的优势。

3.3 BIM 和射频识别技术对建筑构件的协同管理

协同性也是BIM 技术主要的特点之一，借助协同平台，项目参与方就能够对项目的实施进度进行及时跟踪，实现施工信息及时分享。协同平台的出现使得信息传递的更为高效与无损，能够突破信息传递的“孤岛效应”，加强参与方之间的沟通效率，在很大程度上提高项目实际效益。将无线射频识别技术和BIM 技术有效结合，预制构件的生产厂商可以从包含BIM 构件模型中汲取构件的尺寸、品质等相关信息，之后在构件中添加射频识别芯片，该芯片里主要有其生产日期、安装位置等。将基于BIM 技术的协同平台融入无线射频技术的物联网中，能够实时掌握构件的实际运输与安装情况。在构件出厂之后，只需要对车辆芯片进行扫描，BIM 协同管理平台就可以呈现车辆的运输信息，有利于人员对于构件实际运输情况加以把握。通过这一平台，预制构件的相关生产厂商能够对信息进行检查，看生产加工过程是否存在错误，与此同时有关设计人员也能够在反馈信息中对构件设计信息加以核查。通过BIM 协同平台与射频识别技术，能够实现从构件乃至于整个施工过程的信息共享与协同管理。

3.4 BIM 应用于装配式建筑碰撞检测

碰撞检测就是应用BIM 软件对项目设计阶段的各项管线布置碰撞进行检查。对建筑项目设计图纸范围内的管线布设与建筑、结构平面布置和竖向高程相协调的三维协同设计工作进行完善，为防止实际工程中各构件存在空间冲突，最大程度的减少碰撞，在设计阶段做好碰撞检测能够防止错误的设计方案应用于施工阶段，给项目工程带来不必要的损失。

结语：

综上所述，新时期下，随着我国科学技术的发展进步，我国的BIM 技术在装配式工程施工管理中的应用程度也越来越高，在一定程度上也促进了我国建筑行业的发展繁荣。基于BIM 技术的重要优势作用，我国装配式工程施工企业应该加大对BIM 技术的资金投入，实现BIM 技术在装配式建筑施工管理中的优化应用，进而提高管理水平，促进企业的持续发展。