装配式建筑工程施工中BIM技术的运用

刘伟

摘    要：伴随着我国国民经济的不断发展以及可持续发展战略的不断深入，传统的建筑工程施工方式由于高能耗、低环保的特性而逐渐被低耗能、高环保的装配式建筑结构施工方式所取代。装配式建筑结构施工方式要发展，就要不断对BIM技术进行研究，从而有效地促使建筑施工工作效率得到提升，同时有效地节约能源，减轻污染。基于此，文章就BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用进行分析。

关键词：BIM;装配式建筑;结构施工;应用

1  BIM技术概述

BIM技术主要是基于建筑信息构建数字信息模型的一种信息技术。通过BIM技术可以将建筑相关的数据信息进行整合，同时对建筑工程施工中的各项信息进行分析，进而形成数字信息模型，可以对整个建筑工程形成仿真的模型。BIM技术的主要特点是可观性、协调性、模拟性、可优化性以及可出图性。

由于BIM技术的特性可以将建筑施工的情况以及施工人员的调配方案进行呈现，还可以将建筑施工过程中容易发生碰撞的部位进行调整，同时可以有效地对施工环节进行规划，做好各个施工环节的承接工作。还可以将施工过程进行模拟，从而对施工方式进行改善。并且通过BIM技术可以出图纸，将建筑施工的重点进行标注，从而选择适合的建筑施工方式。最重要的是BIM技术可以对于形成的建筑模型进行风险分析，从而保证建筑施工的安全性、可靠性，避免建筑施工中可能发生的意外。

2  BIM技术在装配式建筑施工中的应用

2.1  BIM技术在装配式建筑设计阶段的应用

（1）协助规划设计。建设项目在施工前的规划和设计很重要，前期规划指明建筑建设的意图和方向，设计意味着建筑具体要求，在传统的建筑中，严重依靠人大脑中主观思维，没有严谨准确的系统作为支撑，无法理性并且毫无失误的处理大量数据，这也是传统的建筑方法被时代淘汰的主要原因。而在现代的建筑中，充分发挥BIM技术的优势，将其与地理信息系统进行结合，仔细研究地理信息系统搜集的数据，再利用BIM技术建立直观的模型，这样就能更好更高效的指导建筑过程的实施。在这过程中，BIM技术发挥着至关重要的作用，BIM技术模型的建立是由构件之间的各种参数构成的，并且这些构件都拥有自己独一无二的特性，当改变构件中的任意参数时，利用BIM技术建立的模型也会随之发生相应的改变，通过BIM可以获取构件的各种性能参数，例如，尺寸，大小，材质，间距，直径等等。这样就避免了人为对模型进行修改的麻烦和不精确的现象的发生，同时也提高了工作的效率。

（2）减少设计上的误差。BIM技术能够减少设计上的误差指的是当BIM技术应用时，不仅因为它特有的三维立体模型的建立，使得设计人员能够更加直观的获得各种构件的准确参数，例如直径，长度，厚度等，此外，它可以促使设计师更加认真和负责设计工作，并对建筑结构进行更精确的设计研究，从而减少了偏差的概率发生。

2.2   BIM技术在预制构件生产阶段的应用

（1）优化整合预制构件生产流程。装配式建筑的构件生产阶段是连接生产和施工的重要工序，组件的具体尺寸，厚度和其他信息可以直接从装配式建筑物的BIM模型获得。进度将随时与施工单位沟通，以确保施工进度。为了确保所生产的部件的质量，还可以在部件中植入包含部件尺寸和位置特定信息的RFID芯片，并通过芯片跟踪部件的生产进度，物流以及质量和其他信息，随时随地了解组件的进度，确保项目的进度和效率。

（2）加快装配式建筑模型的试生产过程。BIM技术可以加快装配式建筑模型试制过程，在装配式建筑设计完成之后，将BIM模型中包含的构件材料，尺寸等与生产厂家进行共享，厂家可以直接从模型中获取生产构件所需要的参数直接指导生产，还可以通过用于组件生产过程的条形码将模型中的参数直接转换为生产参数，这可以提高组件生产的准确性，提高质量，可以提高自动化程度并提高生产效率，也可以通过3D打印的途径将模型打印出来，直接指导施工，并检验原设计的适用性。

2.3   BIM技术用于装配式建筑施工阶段

（1）动态材料管理。利用BIM技术还可以对材料进行动态管理，BIM技术可以根据施工现场的实际条件进行准确的分析，在施工前期计算出需要的材料的用量，制定出材料采购的具体计划和数量，避免和减少在施工过程中材料数量的不足影响施工进度和效率，或者材料大量的剩余，造成资源的浪费和二次搬运造成成本增加现象的发生。同时当施工进度发生改变时，BIM技术也可以根据实际发生的情况进行分析，对材料的用量进行自动的调整，对计划用量和实际用量的偏差进行准确的分析，用来指导材料的采购和施工的进程。

（2）施工进度、质量管理。建筑施工过程的进度以及建筑工程的质量是影响建筑项目经济效益的重要环节，通过BIM技术进行模拟分析，构建出可视化的模型，将实际的施工数据与计划的数据进行对比分析，找出两者之间的差异，并不断优化施工计划。

2.4   BIM技术在装配和施工运行维护阶段的应用

借助BIM和RFID技术搭建的信息平台可以建立装配式建筑的维护管理系统，例如，利用BIM技术建造的建筑物内发生突发性的火灾，灭火人员可以抽调出BIM技术中包含的信息进行分析，找出发生火灾的位置，并且找出发生火灾的部位所用的建筑材料，根据所使用的建筑材料匹配效果最佳的灭火设备。而且，当建筑物发生损坏时，也可以通过BIM技术直观的看到损坏部位所用的材料的型号，尺寸，钢筋的直径，规格型号以及厂家的信息等等，使维修工作更加的便捷高效，提高了在装配和施工运行维护阶段的设备维护管理水平。

3  实例分析

某装配式建筑工程总建筑面积超过18万㎡，总占地面积2.5万㎡，包含4栋高层建筑和6栋多层建筑。BIM结构应用目标为全员施工全过程参与，利用建立BIM三维模型的方式，分阶段审核设计的CAD图纸，从而提高施工效果。

3.1  梁柱钢筋节点

在该项目工程中，高层办公楼所采用的是劲性钢骨柱的方式。但是，對于劲性柱与梁之间的钢筋板扎还存在着施工难度，深化设计的CAD图纸中，托板、钢筋预留洞口位置可能与现场需求产生偏差，钢筋排布密集，施工班组进行施工时无法从二维CAD图纸中获得准确施工指导。因此，可以进行BIM深化设计，创建劲性柱与梁节点钢筋排布三维模型，提供符合现场需求的托板、钢筋预留洞口的准确位置，确定各根钢筋的位置、弯锚、搭接、穿洞等。

3.2  机电管线与结构碰撞管线碰撞问题

BIM最直观的特点在于三维可视化。BIM的三维技术可以提供前期碰撞检查，降低工程项目的出错率和返工率，还能优化净空，优化管线排布方案。三维管线方案碰撞优化后进行施工交底、施工模拟，可使施工质量得到提高，还能提升施工人员与业主沟通的能力。

3.3  4D施工模拟阶段应用

利用四维施工过程、施工工序安排，对施工不同时段的设备利用和放置时间、位置，以及材料的堆放和运输进行管理，寻求最快、最高效的施工设备利用方案和材料的及时、快速供应规划。清晰设备与材料管理周期，制定合理的人力资源进行重点管理。

4  结束语

综上所述，将BIM技术应用在装配式建筑结构施工中，不仅可以有效地保证建筑施工的质量与进度得到提升，同时可以有效地节约建筑成本，减少污染，真正构建绿色建筑。这就意味着，要不断提高BIM技术的应用于推广，促使BIM技术在装配式建筑结构施工中的良好应用，进而促进我国建筑行业健康发展。

参考文献：

[1] 王士军.BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用[J].江西建材，：2018（10）：103～104.

[2] 马波. BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用[J].山西建筑，2019（2）：81～82.

[3] 王伟.当前BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用[J].住宅与房地产，2018（16）：186.