装配式建筑过程中BIM技术的应用探析

刘 博

桂林理工大学博文管理学院

1 引言

装配式建筑是通过有效的方式将工厂中预制好的各构件在施工现场装配连接而成的一种建筑形式。装配式建筑所组成的大部分构件例如预制梁、预制柱、预制楼板、预制墙都可以在预制工厂生产加工。在预制工厂中，与传统工艺相比，采用较少数量的工人，利用计算机绘图编程和自动化技术进行制造，易于对出厂的构件进行质量控制，符合国家对建筑工业化的要求。在装配式建筑施工现场，进行简单的吊装拼装作业，减少了对施工现场环境的依赖性。

由于预制构件在施工前已由工厂生产养护完，装配式建筑可以大大减少现场施工工期，也不会对施工现场造成建筑垃圾污染，也解决了施工时切割模板、振捣混凝土等引起的噪声污染。在装配式建中运用BIM 技术建立资源库进行管理，将各建筑构件的物理和功能特性分类录入BIM 系统软件中，通过模拟实际施工情况、碰撞检查等，切实的提高设计、施工方面的质量，使装配式建筑真正的实现工程协同式管理。

2 装配式建筑设计阶段BIM技术的应用

2.1 预制构件标准化设计

针对装配式建筑标准化设计，需要考虑建筑工业化标准统一。通过对多样化及个性化的建筑整体进行统一的模数标准化、构件标准化、节点连接标准化达成。在BIM技术为基础下进行标准化的设计和生产，以三维数字为表达方式，这样可以将建筑项目的实施对象作为数字化进行表达。采用BIM 技术，设计后由预制工厂制作相关的建筑构件、节点，将这些物理和功能特性信息上传至云端，装配式建筑设计中的各专业设计人员能够快速地传递各自专业的设计信息，对设计方案进行“同步”修改。和施工、建设单位，进行讨论具体施工方案和功能需求的问题，在云端进行信息整合，形成各类预制构件的族库。

随着云端各类型族库的丰富，将同类型的族库进行优化统一，尽可能减少同类构件的种类，从而促进形成统一的装配式建筑工业化标准。

2.2 提高设计效率，减少设计误差

应用BIM 技术建立项目模型，可以使建筑工程师、结构工程师、设备工程师等专业人员在同一个平台上进行工作，通过沟通交流后可直接对项目模型进行对应的修改，从而达到优化设计方案的目的。在进行现场施工前，建设方和施工方也可对项目的功能和局部节点进行了解和修改。采用BIM 的参数化设计可以将项目进行分解，针对特定的情况进行分析，能够自动生成各工程量清单和各材料清单等数据信息，减少了大量的统计时间。

利用可视化设计和施工技术相结合，提前把建设项目施工从开始到结束的过程进行可视化模拟分析，针对性的对部分吊装拼装节点进行节能分析、碰撞检查、管道冲突等项目优化，避免在实际施工过程中出现不利情况后才做出设计变更，从而提高设计效率、减少设计误差。例如在深化设计阶段不但要考虑预制构件质量和外观，也要考虑到出现孔洞、降板、管线预埋等的情况。

3 装配式建筑施工过程中BIM技术的应用

3.1 堆场管理、施工场地优化布局

基于BIM 技术模拟性的特点，在项目执行前对施工场地进行分析，并对不同施工阶段、不同施工环境进行对比，提高场地的利用率，避免在堆放过程中产生二次搬运、材料损耗等。利用BIM 技术的可视化优势，用模拟技术1：1模拟出真实的现场施工场景，通过对不同施工阶段的现场模拟，得出施工道路布置、机械设备摆放、材料位置的最优解，从而合理的进行规划和布置，避免出现场地浪费、运输通道拥堵等情况。

3.2 构件吊装方案模拟优化、3D模拟技术交底

BIM 模型对于构件的展示更为直观，能将施工过程全面展现出来。特别是一些重点、难点施工环节，可在BIM 技术平台上有针对性的3D动画演示，可以让施工人员对于构件吊装的全过程进行观测和判断是否满足规定和要求，也可以对班组工人进行施工前培训交底，避免在吊装过程中出现“错漏碰缺”。这样不但能够提高吊装施工现场管理的效率，提升了现场施工人员的业务水平，而且进一步规范了施工人员的实际操作，很大程度的减少了安全事故的发生。

3.3 施工进度管理

BIM 模型中加入时间维度，用于施工进度管理。解决了以收集当前进度数据及施工经验调整进度计划，而对于调整后是否会存在其他问题的状况。基于BIM 可视化动态模拟的特点，将资源配置、施工状态、劳动力需求等信息融合在一起，结合传统的横道图和网络图，对施工精度实行全方位细化的控制。并可以将信息共享，保证施工管理人员所做的决定可以立刻被执行，提高现场施工效率。

3.4 施工质量监管

将施工质量检查验收点与BIM 模型中的信息元素相互关联，可以实现检查验收人员在工程质量检查验收时支持移动设备查看和录入待检查点的资料信息。通过关联对应的国家地方规范和IFC数据标准，可以解决在工程验收时施工质量的参考标准体系混乱的问题。施工方和监理方可以在同一个规范标准下各自查看、检查验收点，录入数据，系统可根据填写内容自动判断检查验收点是否符合要求，填写的原始记录和上传的照片将保存至云端数据库，自动生成对应的质量验收表，从而实现施工质量的监管。

例如“预埋螺栓外露长度”、“预埋件钢筋锚固板与混凝土面平面高差”项目，可通过量尺、水准仪、经纬仪等进行测量，对应观测点位进行录入信息，系统在与规范规定的允许偏差比较后进行判断，若不符合要求，将提示施工方整改并填写整改记录。

4 装配式建筑运营维护阶段中BIM技术的应用

BIM技术可实现装配式建筑全寿命信息化。为方便后期管理与维护，模型在竣工后可作为物业运营与维护的数据库。不但有利于物业利用BIM运维模型快速检查搜索到所需要资料信息，提升物业管理能力，而且有利于施工单位通过运维模型在缺陷保修期内对建筑有缺陷的项目进行维护与保修，方便制定切实可行的工程保修计划服务业主。

针对有缺陷的项目节点分析，对于维修所消耗的材料，配套使用的设备情况和日常维护人员的管理情况也能够清晰掌握，从而为企业节省管理人员成本、维修材料成本，避免不必要的资金支出。

5 结束语

随着国家对装配式建筑越来越多的关注和政策倾斜，在装配式建筑过程中全方位的应用BIM 技术，可以有效提高其在设计、施工质量、运维过程中的效率和水平，使得整个项目更加紧密、合理，促进了装配式建筑良好的发展。