应用BIM技术建造装配式建筑全过程的信息化管理方法

王雷

摘要：新时期，为全面提升装配式建筑项目开发的可行性，应当合理应用BIM技术，发挥出BIM技术的应用优势与价值，不断优化装配式建筑开发流程、管理模式、运行机制，提高装配式建筑工程开发的整体经济效益。

关键词：BIM技术;装配式建筑;全过程;信息化管理方法

中图分类号：TU756

文献标识码：A

引言

计算机集成制造系统（CIMS）是集成信息技术和系统技术的现代化制造技术，是传统技术的创新整合，在制造行业中得到广泛的应用。随着装配式建筑的发展，建筑行业朝着信息化智能化和工业化的方向发展。将CIMS应用于装配式建筑施工中，可以优化BIM技术的应用，创新发展路径。

1BIM技术应用于装配式建筑建造的优势

1.1有利于模拟施工提升效率

BIM技术在预制装配式建筑的设计和施工中具有许多优势，可以模拟施工，提高施工效率。在传统的装配式建筑施工中，受技术和部门合作的限制，需要依靠大量的基础数据进行;在工程项目的仿真试验中，存在实际应用价值和可行性低的问题。应用BIM技术可以通过建立模型完成三维仿真测试，保证数据本身的全面性和可靠性。

1.2有利于碰撞设计优化设计

管道施工是装配式建筑工程施工中的重要组成部分，可以保证工程后期的应用功能。在管道的实际施工中，涉及大量线路、区域和路径，很容易发生碰撞。碰撞是管道工程建设中常见的问题，容易导致工程维修和停工，为工程埋下质量安全隐患。应用BIM技术可以得到有效减少管道碰撞问题，因为BIM技术可以有效地测试碰撞问题，根据结果优化管道设计，有效地提高施工质量。

1.3有利于可视观察减少误差

传统建筑工程装配施工借助平面设计完成设计工作，业务设计量较大、周期较长、错误率较大。施工周期较长时，容易加剧工程的整体成本，不利于企业的经济效益。应用BIM技术可以观察到实际效果，结合实际效果对工程设计进行优化和改进，将工程设计的误差降到最低。在目视观察过程中，可以为工程后期相关预制件的生产安装提供数据，保证后续工程施工的准确性。

2应用BIM技术建造装配式建筑全过程的信息化管理方法

2.1 优选装配式建筑施工方案

通过将传统建筑工程与装配式建筑项目进行比较可知，装配式建筑项目开发建造时，类似于“搭积木”的形式，对预制构件进行标准化安装。在实际预制构件安装阶段，需要投入很多机械设备，如起重机械、约束机械、安装设备、施工机械等。为有效提升装配式建筑的整体开发可行性与有效性，应当合理应用BIM技术，不断优化装配式建筑施工方案，有效提升预制构件的整体安装效率。在对预制构件的安装流程进行具体优化时，应当从以下工作环节入手，如构件运输、现场储存、二次搬运、起重机械，保证预制构件安装的整体质量与安全。通过专项有效的优化处理，可减少二次搬运工作量，提高机械设备的使用整体效率。

2.2进行装配式建筑的碰撞检测

在以往的建筑项目开发建造时，为事前检测建造方案的可行性，主要依靠平面施工图纸会审的方式，对建造方案可行性进行评估，由于信息交互、专业差异等因素，平面施工图纸会审工作效果较差。为此，在装配式建筑碰撞检测工作开展阶段，应当合理应用BIM技术，发挥出该技术的可视化功能优势，将各个专业进行联合，如结构、给排水、机电、消防、地基、设备、电气等，对建筑模型进行全面深度的碰撞检测分析。

开展实际碰撞检测分析工作时，若发现建造方案存在隐患，则需要对相关设计方案进行及时优化调整，有效规避施工中的管道拆卸问题，为工程建设进度提供安全保障，提高整体的施工质量。装配式建筑进行BIM模型碰撞检测时，应当注意以下方面：一是装配式建筑中专业管道、专业构件之间的碰撞与冲突;二是装配式构件之间的碰撞检测。为保证碰撞检测工作开展的可行性，应当严格执行碰撞检测工作流程。如在各专业建构BIM模型后，应当基于SolidWorks软件的支持，对各个专业模型进行整合，建成装配式建筑BIM模型，并利用Navisworks碰撞检测功能进行全面检查。在具体检查过程中，一旦出现碰撞与冲突，具体碰撞部位就会快速突显出来，并自动生成相应的调整建议，快速有效解决碰撞冲突。在检测预制构件时，应当检查预制构件与其他专业管道之间的冲突，评估预制构件能否安全顺利安装。例如，装配式建筑中将预制主梁与次梁进行连接时，应当在梁上进行开槽处理。若开槽的尺寸与位置出现偏差，将对主梁与次梁之间的连接造成不利影响。

2.3基于BIM技术的施工模拟

装配式建筑施工的特点是装配精度要求高，构件种类和数目多，现场构件吊装量大。如果没有直观准确的技术交底，那么吊装过程中极易发生构件操作失误而相互碰撞，产生尺寸偏差，影响施工质量。而施工模拟具有预知、交互与优化的作用。应用BIM模拟建造技术对拟定的施工方案进行预演，有助于管理者提前发现和解决问题，排除现场施工隐患，优化施工工序，减少不必要的损失。同时，BIM模型加载时间参数能对施工阶段进行4D动态模拟，实现施工工期的精准估算，均衡優化资源配置，以及矫正偏差工期和调整进度计划。同时，还可以利用BIM施工策划软件，根据优化后的进度计划模拟场地布置，合理规划施工场地的道路、管线、材料、设备等位置，满足施工现场安全文明标准。此外，BIM三维模型在加载时间参数的基础上，可继续加载费用参数，形成5D数据模型。该模型可根据装配式建筑的特点快速分析和分类统计工程量，然后利用软件插件完成定额套用，最后结合时间参数，实现工程成本的实时计算和动态控制。

2.4预制生产系统

预制生产系统的主要功能是管理构件生产全生命周期，可以对装配式构件进行分类编码，输入和定义构件信息。利用设计图纸可以开展梁族、板族、柱族、预留件族、附加构件族等装配式构件族库的开发作业。图库中可以包含所有构件节点族，在应用过程中点击节点能够出现相关属性信息对话框，有利于工作人员根据装配式建筑的实际要求对相关的参数数据进行调整，构件族可以根据调整后的参数变化进行自动更新。构件库应用过程中，可以提取构件三维几何、物理以及属性信息，根据装配式建筑的建造要求制定构件生产计划。制定构件生产计划的过程中，可以掌握构件生产信息，如生产工序、生产设备、生产材料以及生产进度等。在此基础上可以构建3D化的生产过程模型，根据制定的生产计划对3D模型进行划分，编制相应的扩展数据接口，将3D模型中各个生产阶段输入相应的进度计划中，以生产进度为基础形成4D信息模型。4D信息模型包含构建的三维几何信息材料信息以及生产进度信息，对预制构件的生产起管理作用。

2.5危险区域管理

在危险区域管理时，应当基于BIM技术的支持，实现对参建人员的动态管理，如在参建人员的安全帽中植入GPS定位芯片，实时监测每一位参建人员的作业活动区域，及时对参建人员的工作约束指导，保证各项工作开展的有效性。

结束语

发展装配式建筑无疑是建筑业实现工业化、信息化的有效途径之一。但就目前来看，无论在理论上还是实践上，装配式建筑的整体性和安全性都不如现浇混凝土结构，而且造价也比后者高出20%左右，单纯依靠政府政策激励来推动装配式建筑的应用和发展并非长久之计。BIM与装配式相契合的特点，使它成为解决装配式建筑缺陷的有效方案。事实上，基于全生命周期分析，当前对BIM技术进行应用可以使装配式建筑等同于现浇，甚至获得更好的效益。

参考文献：

[1]罗文城.BIM技术在装配式建筑质量管理中的应用[D].合肥：安徽建筑大学，2020.

[2]章力栋.BIM技术在装配式建筑项目中的实际运用过程分析[D].南昌：南昌大学，2020.

[3]李健.基于BIM的装配式框架结构深化设计应用研究[D].合肥：安徽建筑大学，2020.