装配式建筑施工阶段的BIM技术应用研究

王珏

（中国建筑第二工程局有限公司华东分公司）

1 引言

BIM技术在建筑业的应用日益成熟，越来越多的建筑项目实践使BIM技术的特点不断凸显。

1）建筑全过程可视化

应用BIM技术建立建筑项目的三维数据信息模型，将和项目相关的所有信息数据，包括物理信息、功能信息等全部输入模型中。项目的各参与方可以随时随地获取项目信息以及本专业施工进展情况。

2）提高施工效率

通过BIM模型，可合理安排施工任务以及调配设备等资源的使用，减少工人的窝工情况，提高机械设备的使用率。在预制构件的设计、生产、运输、安装环节应用BIM技术，在保证项目施工进度的同时，提高项目的整体施工效率。

3）节约成本

通过BIM模型可计算出项目的材料用量，再加上BIM技术在碰撞监测方面的应用减少了材料的浪费，大大节约了项目的建造成本。

4）提高质量

BIM技术的应用便于对装配式项目进行精细化管理和精益建造。按要求施工，按模型交底，以管理强技术，提高施工效率和建造质量。

5）保障安全

安全是施工管理的根本，通过智慧工地监测技术，利用BIM模型，对施工现场的所有不安全行为和举措进行排查和预警，并责任到人，确保施工安全可靠[1]。

2 BIM技术在装配式建筑施工阶段的主要工作

2.1 模型建立

按照各专业的设计图纸和相关要求，应用建模软件，搭建各专业的数据模型，并根据所建BIM模型创建BIM数据库。

2.2 管线综合

对建筑项目的管线综合情况进行监测预警，按照设备技术参数、施工现场实际布置等内容，将电气、暖通空调、智能化等各专业的数据模型进行深度整合，实现管线的碰撞监测。

2.3 模型深化

在建筑项目的施工阶段，应用BIM技术做深化设计是非常重要的环节。施工阶段的深化设计要基于碰撞监测的内容，遵循设计原则，在保证原有设计整体不变的基础上，对数据模型做进一步的优化，使建设方案更可行、更合理。

2.4 建设方案比选

有别于传统项目施工中借助经验的操作方法，利用BIM技术可模拟的特点，可进一步验证建设方案的科学性，不断优化方案，对可预见的问题做好应对措施。

2.5 技术交底

建筑项目的BIM三维数据模型大大改善了传统的技术交底模式，从方案图纸到可视化模拟，项目的各参与方都能更明确、更直观地了解项目的全过程技术内容和建造方法。

2.6 装配式施工

装配式建筑已经成为建筑业的发展趋势，装配式的施工方法也因其绿色、低碳、无污染得到广泛推广和利用。基于BIM技术的装配式施工可以保证安装质量。BIM技术对构件的深化设计也使构件尺寸更精准，无浪费。

2.7 施工管理协同平台

在项目施工过程中，采用BIM技术5D协同管理平台，通过建立项目施工信息模型，导入施工进度计划、商务合同信息、材料数据、人员信息等内容，并将施工现场的质量、安全等数据信息进行输入，可做到对项目施工信息数据的全搜集，经计算机软件分析，完成对施工项目进度、成本、资源、质量、安全的管理[2]。

3 BIM技术在装配式建筑施工阶段的具体应用

3.1 BIM技术在装配式建筑深化设计中的具体应用

3.1.1 协助构件拆分工作

在装配式建筑的深化设计中，利用BIM技术进行构件拆分是必不可少的内容。基于三维数据模型，对建筑构件进行科学、合理地拆分，可以保证项目的连贯性以及信息数据的完整性。在拆分构件的同时，设计师可更好地掌握各个建筑构件之间的关系。由于构件繁多，为避免不必要的浪费，在具体的拆分工作中，需对构件不断优化，减少数量。比如，设计师通过BIM模型，了解建筑所需叠合板的数量和尺寸信息，按照板宽的实际情况，进行构件的合理调整，减少数量，节约成本。

3.1.2 优化构件埋件布置

在装配式建筑深化设计中，遵循建筑构件拆分原则，对构件的埋件布置进行优化。具体表现为，为满足建筑功能的需求，三维模型的创建可根据装配式建筑的实际结构进行优化调整，并通过模拟施工进度，把控施工质量，提高施工效率。

3.1.3 创建建筑信息数据库

装配式建筑在设计中产生了很多数据信息，设计师基于这些资料可实现对建筑的整体设计。数据的准确性关乎设计的精确性，因此，在项目中可应用BIM技术建立信息族库系统，通过该系统搜集项目的全部信息，并利用计算机软件自动分析处理这些信息，提高数据信息的使用效率，使建筑项目的资料更完备，为提高装配式建筑的工程质量打下数据基础。

3.2 BIM技术在模拟施工中的应用

在装配式建筑施工中，施工人员利用BIM技术，参照设计与构件部分的参数，建立建筑的三维信息模型，尽可能贴近施工现场的实际情况。通过BIM模型，对施工流程与环节中存在的风险和隐患进行分析处理，对设计与施工之间存在的误差进行不断优化和调整，不断提高设计图纸与实际施工的协调性、一致性，并针对预警信息做好预案。

3.3 BIM技术在构件环节中的应用

装配式建筑预制构件的环节实现了对传统施工模式的优化与完善，构件的质量对工程的整体质量起着重要作用。因此，项目各参与方都要对构件环节的各流程进行把控，保证构件的规格和质量满足项目要求。在构件环节中，BIM技术参照原材料、制作工艺、技术等内容，对构件的整体质量进行评估，预测使用年限，依据工程要求选择适合的构件。

3.4 BIM技术在提高施工效率中的应用

在施工过程中应用BIM技术，可基于三维数据模型对工程重要节点连接的施工情况进行可视化管理，提高现场施工设备与技术应用的合理性和有效性，降低误差发生的概率。BIM技术还能够提高工程造价管理的精细化程度，根据施工的具体情况提高预算的精度并调整施工方案。

3.5 通过吊装施工模拟，调整进度与计划

通过对PC构件的拆分可获取PC构件准确的信息。在BIM模型中可将构件从生产、运输到吊装等进程与相对应的时间尺度进行关联，对PC构件吊装计划进行三维动态模拟。再将BIM模型与项目Project进度计划有关联，可完成项目5D层面的使用。也可将计划与实际进展进行比照剖析完成对项目进展的操控与优化。BIM技术能够模拟施工现场环境，提早规划起重机方位及途径，有助于提高工人的安装准确度，并能直接影响施工装置的精确度，达到优化施工计划的目的[3]。

3.6 BIM技术在工程安全管理中的应用

传统的安全管理方式存在很多问题，并且与装配式建筑项目的实际施工情况不符，不能及时发现施工中存在的安全隐患。基于BIM技术的建筑项目安全管理，可以通过三维可视化模型对项目的现场施工环境进行综合分析处理，并通过模拟施工环节的工作，详细排查施工作业中可能存在的风险问题，对风险产生的原因和可能导致的危害进行分析，并且针对性制定科学有效的解决方案，提高建筑项目安全管理的预防、处理能力，消除安全隐患，实现建筑项目的安全施工。

4 BIM技术在装配式建筑施工阶段的发展前景

虽然我国BIM技术的发展与国外相比还存在一定落差，但随着越来越多的建筑项目实践，以及国家对装配式建筑信息化建造施工的大力支持，尤其是对基于BIM的预制装配建筑全流程集成应用体系的迫切需要，可以使BIM技术更落地、更符合中国的建设方向和高质量发展思路。建筑业在应用BIM技术的同时也可将更多的数字技术融合进来，比如，人工智能、大数据、物联网等新兴技术，通过大量实践，不断增强自身核心竞争力，不断提升行业的信息化建造水平，永葆BIM技术的先进性[4]。

5 结语

综上所述，随着我国数字信息技术的发展，建筑业的信息化水平也必将有所提升。BIM技术在装配式建筑施工阶段的应用，深化了构件的设计、把控了施工进度、避免了建材浪费，使施工环境有所改善、各参与方工作更顺畅、项目设计施工方案更优化，建筑质量管理更精细，为我国建筑业的可持续发展奠定了信息化基础。