BIM技术在装配式建筑中的运用研究

张伟洁 赵启宣 吕国震

安徽新华学院

1 引言

发展装配式建筑的宗旨在于促进绿色建筑产业的发展，同步提升经济效益、社会效益和环境效益，转变传统粗放型建造方式，实现绿色生态发展目标，促进节能减排，提质增效。随着装配式建筑施工建设的发展，BIM技术的应用极为广泛，并取得了良好的应用效果。本文将简单分析装配式建筑的效益，系统论述BIM 技术在装配式建筑施工管理中的应用价值，并分层浅谈BIM技术在装配式建筑中的运用方案。

2 装配式建筑的效益

建设装配式建筑是为了促进经济效益、社会效益和环境效益的同步发展，一般来讲，装配式建筑的经济效益包括微观效益和直接效益。目前，装配式建筑是由甲方、设计、制作与施工等环节共同完成，通过结构系统、外围系统、设备管线系统和内装系统等四个系统集成化来实现经济效益。虽然设计装配式建筑成本费用较高，然而其他环节成本较低，最终的综合经济效益较高。从社会效益的角度来看，构建装配式建筑有助于转变建筑建造方式，营造良好的建筑环境，提高社会公众满意度，促进城市建设的发展。从环境效益来看，装配式建筑施工建设选用了节能材料，施工方案以节能减排为核心，施工污染指数低，建筑环保价值极高。

3 BIM技术在装配式建筑施工管理中的应用价值

目前，中国建筑产业发展迅速，装配式建筑工程已经不是单一的建筑体，而是多种高层建筑组成的大型建筑工程项目群，这种建筑工程项目群构成系统极为复杂，涉及了大规模投资，存在多方利益相关者，实施风险指数也非常高，如果未处理好信息共享和集成管理工作，必然会滋生信息孤岛问题，严重影响建筑工程项目开发效益和施工质量，也很容易造成巨大损失。大型装配式建筑工程项目的施工作业与项目管理范围远远超过传统项目，该项目群投资规模庞大，技术要求极高，项目施工发过程中存在大量的连续性滚动作业，各种子项目之间有紧密的关联性，投资开发风险极高，各利益组织也存在明显地利益互动。其次，大型装配式建筑工程项目群并非一个简单的项目群，而是由多个项目群组合而成的，各项目群还包含着子项目群与单个项目，简而言之，大型装配式建筑工程项目群构成层次结构非常复杂。运用传统管理技术无法确保装配式建筑工程项目群的顺利竣工及其施工质量，对此，必须充分发挥BIM 技术的管理作用。BIM的英文全称是Building Information Model，其汉语译文是建筑信息模型，该模型收集了大量的建筑项目信息。从宏观层次来看，运用BIM技术开展装配式建筑施工管理工作的优势主要体现在四个方面：第一，辅助施工企业设计完善的建筑模型与施工方案。运用BIM 技术能准确收集和计算各种重要参数，搭建完善的装配式建筑施工模型，在优化整体建筑模型的同时，对局部模型进行细化。同时，运用BIM技术能设计精确的三维图纸，准确模拟施工现场动态，为施工技术人员提供科学的指导方案，规范他们施工操作行为，确保施工过程的安全性。第二，实现装配式建筑工程项目产品的信息基础管理。运用BIM技术构建建筑施工管理平台能将施工图纸、施工进度、建筑项目投资成本、建筑项目施工质量、建筑项目作业清单、项目人力资源需求、施工材料采购等多种互相影响的项目产品要素纳入管理系统中，同时，对所有要素进行通盘规划与分析，做好建筑项目全局优化工作，实现建筑项目产品信息的有效继承。第三，实现装配式建筑工程项目的全寿命过程信息集成管理。从辩证角度来看，装配式建筑工程项目的全寿命过程信息集成包含了两个层次，第一层是指装配式建筑项目施工建设的全过程寿命信息集成管理，该项管理包括项目启动、项目组织、项目开发实施、项目评估和竣工解散等五个阶段；第二层则包括立项、项目设计、项目施工、项目运营和项目后评价等工作。此外，实现装配式建筑项目的全寿命过程信息集成管理有助于促进各阶段信息共享。第四，实现大型装配式建筑工程所有相关管理组织的信息集成管理。当代大型装配式建筑项目群所涉及的多方组织包括国家政府、投资财团、设计组织、外部资源组织、原料供应商、总承包企业、分包企业、监理企业和业主等，各组织会与合作方签订独立的合同，这样虽然有助于维护合作双方的合法利益，却不利于促进多方组织的信息交流。构建基于BIM技术的装配式建筑施工质量管理模式能够克服这一缺陷，通过信息共享来实现各管理组织的信息集成管理，优化信息沟通机制，提高总体组织管理水平，进而达到促进经济效益、社会效益和环境效益同步发展的目标。

4 BIM技术在装配式建筑中的运用方案

4.1 构建完善的信息模型

对于当代大型装配式建筑工程施工管理工作来讲，优化BIM 技术在装配式建筑工程施工质量管理中的应用方案，首先要构建基于BIM技术的大型装配式建筑工程项目群信息集成管理模型，将所有重要信息收集到模型之中，做好模型的分层设置工作。一般来讲，模型核心是BIM 技术，核心外层（由内到外模型第一层）是项目成本、3D几何信息、施工进度、工程量清单、质量维护信息、工程逻辑、人力需求、施工材料采购，第二层是立项、项目设计、项目启动、项目组织、项目实施、项目评估、项目解散，第一层是大型装配式建筑项目群、项目群和子项目群以及单个项目。其次，构建基于BIM 技术的大型装配式建筑工程项目群信息集成管理模型，必须确保所有项目信息的完整性、一致性和共享性。所谓项目信息的完整性是指要将所有项目信息和工程逻辑关系纳入模型之中；信息一致性则要求为信息输入、信息处理、信息分析和信息输出建立统一的标准，完善信息源管理，确保输入与输出信息的一致性；信息共享性要求促进不同专业、不同组织和不同系统的信息共享。

4.2 设计精确的施工图纸

建筑企业应正确运用BIM技术的三维建模功能和图纸整合功能精确设计三维施工图纸，不断增强图纸的可视性效果，将直观化图纸呈现给施工技术人员。与此同时，设计师应注意将大型装配式建筑工程项目群的分部分项建筑工程项目设计所需要的材料直接标注在直观化图纸与模型中，以便于施工技术人才、采购人员和供料管理人员了解用料状况。需要注意的是，初步完成图纸设计作业后，必须做好技术交底工作，审核通过后，图纸方能使用于装配式建筑工程项目施工建设中。

4.3 充分发挥BIM的核心指导作用

发挥BIM的核心指导作用，必须规范项目设计流程，合理分配建筑施工企业、投资财团、外部资源管理组织、设计组织、业主和监理企业的任务。建筑施工企业应依次做好装配式建筑项目启动与合同交底工作、资料收集工作、提供科学合理的商务意见、根据外部条件总结招采方案并提出深化意见、提出项目需求、根据初设方案提出专业意见、整合所有资料、编制项目策划书、做好项目实施推演工作、量化施工图纸设计工作、将所有关于设计的意见反馈给设计组织。外部资源组织应注意整合内外部资源进行意见收集和整理工作，并组织设计方根据反馈意见修改初设方案。设计组织应先设计初设方案，然后，对该方案进行修改，最后再确定完善的方案，做好方案报审工作。业主方应通过组织招标与方案设计委托给设计组织，依法签订合同。监理企业应辅助各组织做好监督审核工作，以确保装配式建筑工程项目作业的顺利完成。其次，必须运用BIM 技术加强装配式建筑工程项目施工管控力度，细化事前控制、事中控制与事后控制阶段。一般来讲，在事前控制工作中，施工企业应联合其他组织设计精确的三维建筑信息模型，按照标准工序与国家建筑行业规范要求，做好施工技术交底工作，制定科学的施工指导方案。事中控制主要是针对所有分项工程项目施工作业，在具体施工过程中，建筑工程管理人员应指导所有施工技术人员按照三维模型加强分项工程项目技术控制力度，以此提高施工质量与施工效率。事后控制通常应用于分项工程和总工程初步竣工后，此时，施工企业和监理企业应该将所有重要数据信息录入管理系统中，促进工程质检信息和建筑模型的有机连接，以便于及时了解施工质量状况，全面加强施工质量动态管理工作。

4.4 运用BIM技术加强工程造价管理

运用BIM 技术加强建筑工程造价管理工作，需要将该技术贯穿于装配式建筑工程项目设计组织、项目决策、施工与竣工等阶段。通常，在装配式建筑工程项目设计组织阶段，造价管理人员应着手制定基于BIM技术的装配式建筑工程项目设计管理方案，对所有信息资源进行整合、分析与利用。为相关管理工作开展提供参考信息，并在数据共享平台的配合作用下，处理好项目设计中的细节问题，使得其设计过程能够处于可控状态，确保装配式建筑工程项目实践中的设计管理状况良好性。在项目决策阶段，应注意制定完善的决策方案，确保造价管理制度能得以顺利落实。在施工阶段，应充分利用BIM 技术搭建造价信息管理平台，及时了解施工信息，根据施工状况和信息分析结果采取科学措施控制造价力度与施工成本，处理好突发性变更问题。进入竣工阶段后，造价管理人员应做好所有造价信息核对工作与计价管理工作，整合一切有价值的信息，不断提升竣工时期的装配式建筑工程项目造价管理效果。

5 结束语

综上所述，全面提升装配式建筑施工建设质量，发挥BIM技术在装配式建筑中的应用价值，必须着手构建基于BIM 技术的装配式建筑工程项目群信息集成管理模型，将所有重要信息收集到模型之中，做好模型的分层设置工作；运用BIM技术的三维建模功能和图纸整合功能精确设计三维施工图纸，不断增强图纸的可视性效果；发挥BIM的核心指导作用，规范装配式建筑项目设计流程，合理分配建筑施工企业、投资财团、外部资源管理组织、设计组织、业主和监理企业的任务；健全装配式建筑工程造价管理机制，将BIM 技术贯穿于装配式建筑工程项目设计组织、建筑项目决策、建筑施工和竣工等不同阶段。