BIM技术在装配式建筑工程过程中的应用研究

窦吉桐

摘    要：随建筑行业发展，装配式建筑应用愈加广泛，虽然其有明显的好处，但对技术和管理的要求也高得多，工业化制造至少要经过设计制图、工厂制造、运输存储、现场装配等主要环节，任何一个环节出现问题都会导致工期延误和成本上升，出错概率大。而BIM技术的出现及应用，可以改变这种现状，可以用BIM技术对施工组织各方面进行模拟、优化、管理，提高信息化、可视化在施工组织的应用程度。通过参数化的工程数据模型，集成建筑物的几何信息、拓扑关系，以及各种属性信息，并在全生命周期内对这些数据信息进行管理。基于此，本文主要对BIM技术在装配式建筑中的应用进行分析探讨。

关键词：BIM技术;装配式建筑;应用

1  BIM技术在装配式建筑中的优势

BIM技术相对传统技术而言主要有协调性、可视性、模拟性、出图性以及优化性五个特点。工程管理人员可利用建筑信息模型及BIM技术的特点，优化施工方案、组织设计、技术交底等，从而提升设计、施工的准确性及质量。

1.1  深化设计

在施工前利用BIM技术建立施工项目模型，对模型进行碰撞检查、优化管线排布，并提交设计院进行审核，形成更加科学、合理的模型，有效指导管线综合排布及预留预埋，从而降低装配式建筑可能出现的局部预埋件无法对接及回厂重造等情况。

1.2  出图、交底及施工

相较于传统图纸而言，BIM技术强大出图功能可以为厂家提供准确的模型信息，指导厂家完成各个部件的预制加工，最终实现无缝对接。

1.3  完善的运行维护体系

BIM技术作为全面的建筑信息模型，不仅可以在施工阶段指导施工，同时可以实现对建筑物的运行和维护。经过优化得到的模型和实际完成的建筑保持高度一致，在模型中包含建筑物的各个系统，各个部件及组装信息。建筑信息模型实时同步模拟，无论建筑物在运行过程中出现任何问题，都可以提取相应的模型信息，高效实现建筑物运行维护。此外，即使建筑物需要被拆除，模型也可以筛选出可回收再利用的部件，减少不必要的浪费。

2  BIM技术在装配式建筑中的应用

2.1  设计阶段

装配式的建筑构件生产来源于工厂，这对设计图纸的准确性要求非常高，在设计阶段，涉及各个专业之间的衔接，设计图纸在定稿之前需要经过很多次的修改与调整，但一个数据的改变可能引起其他很多构件的尺寸变更，如果用传统的制图方法，需要一一进行调整，难免会出现疏漏之处。如果利用BIM模型进行设计，就可以减少设计方案中出现信息不一致甚至冲突的问题，因为BIM模型中的所有构件都由相应的参数进行控制，模型中的每一个构件的属性，如尺寸、材质等，以及模型之间的衔接都是相互关联的。一个参数改变，其他构件的参数也会自动做出相应的变化。

另外在设计阶段，由于装配式建筑的特殊性，需要对预制构件的预埋跟预留进行准确的设计，这需要很多专业设计人员携手合作，利用BIM模型，设计人员可以在BIM平台进行信息沟通和信息修改，还可以利用BIM平台进行碰撞检查，找出设计中存在的问题。这样，各个专业人士之间还可以相互调动设计资料，做到了有效沟通，避免因沟通不及时造成图纸误差等问题，有利于设计方案的及时调整以及设计人员之间的高效沟通，节省了时间，提高了设计效率。

最后，BIM模型还可以导出需要的图纸和构件的型号及数量表，这样设计单位可以利用这些数据和施工方、建设方、构件生产厂家进行实时的沟通，各个合作方可以根据实际情况在BIM平台上调整设计方案，实现了各个参与方之间的协同工作。除此之外，利用BIM平台还可以快速地计算出工程量，最大限度地减少了传统计算的误差。

2.2  构件预制阶段

还可以利用RFID对构件进行编码，RFID芯片中包含每个构件的属性，包括类型、尺寸、材质等信息，这些编码都是唯一的，从而保证了构件信息的准确性。然后将RFID芯片植入构件中，构件使用方也可以根據实际施工的构件使用情况，将构件的使用情况上传至BIM平台中，各合作方根据BIM平台中的相关信息，可针对方案相关问题进行商讨并提出相应调整策略，从而避免了待工、待料等情况。

另外，在设计方案完成后，设计人员将构件的信息上传至BIM信息平台，构件生产厂商可以通过BIM平台直接查看构件的相关信息，然后通过条形码的形式将构件的尺寸、材料及钢筋信息参数转化成加工参数，实现设计信息与构件生产信息系统对接，提高了装配式建筑预制构件的生产效率。

2.3  构件运输阶段

首先，在构件运输过程中，也可以在运输的车辆中采用植入RFID芯片的方法，通过BIM信息平台，可以方便准确地追踪到运输车辆的信息数据;另外在运输工具选择、运输路线优化以及运输顺序的安排上，也可以利用BIM技术的模拟功能，实现路程最短、时间最短，合理安排运输工具和运输顺序，从而降低运输费用，加快工程进度。

其次，在物流配送和存储验收的过程中，双方人员都可以通过BIM平台直接读取该批预制构件的相关信息，实现构件信息的自动对照，从而减少了传统验收模式下出现的验收数量偏差、堆放位置偏差以及构件出库记录不准确等问题。

2.4  构件安装阶段

装配式建筑不同于传统建筑，它最大的优点在于机械化与自动化。所以，装配式建筑在构件安装过程中，对施工工艺与进度等方面的要求较高，需要很高的精确度，要求构件定位精确，以及有高质量的安装技术做支持。而BIM技术可以很好地实现这一点，在BIM模型属性中，可以输入构件的时间属性，从而满足施工进度要求，还可以通过4D模型对工程进度进行可视化管理，这样给项目各参与方制定出了统一明了的进度要求，有利于项目的进度管理工作顺利实施;另外通过BIM技术的模拟功能，可以优化施工现场的平面布置，制定合理的施工方案，确定预制构件的堆放、安装顺序以及吊装方案等。通过可视化模拟，让各参与方可以更高效地协调工作，让建造方能够进行直观的技术交底，业主方也可以通过BIM平台随时对项目进度进行监督。

2.5  运营维护阶段

在BIM技术的前期运用过程中，各个构件的信息建立完成，并且与实际信息相一致，这也是运营维护阶段通过BIM模型进行维护的基础，项目的使用方或管理人员可以通过BIM模型来对项目进行构件的维护、管道设备检测，实现建筑的智能化管理等。另外还能加强建筑的质量与能耗管理，BIM技术可以利用前期在构建中植入的RFID芯片，检测建筑物的能耗情况，并对其进行分析，通过分析找出建筑高能耗的地方，从而实现维护装配式建筑绿色运营的目的。

3  结束语

借助BIM技术，避免装配式建筑“错、漏、碰、缺”等施工问题，实现装配式建筑从设计到运维的一体化协同管理，有效的提升装配式建筑整体建造及管理水平。BIM技术作为21世纪建筑业发展的重要变革，将有力推动装配式建筑发展，促进建筑业转型升级，实现建筑产业工业化、信息化。但在装配式建筑BIM技术应用过程中，还存在很多困难，如相关技术标准不完善、行业认可度低等，要达到BIM技术与装配式建筑完全无缝结合，还需在实践中进一步完善。

参考文献：

[1] 戴文莹.基于BIM技术的装配式建筑研究[D].武汉：武汉大学，2017.

[2] 赵霞.建筑工业4.0视角下基于BIM的建筑集成设计方法研究[D].北京：北京交通大学，2015.

[3] 李俊杰，杨晖.基于BIM技术的建筑工业化发展研究[J].建筑经济，2016（11）：10～14.