BIM在装配式建筑施工阶段的应用研究

李永昌，解俊

（中国建筑第二工程局有限公司）

1 BIM 技术的定义以及在国内外的应用分析

1.1 BIM技术的定义和核心价值

BIM 技术全称为Buildig Information Modeling，其中文全称为建筑信息模型技术。美国国家BIM 标准的定义分为三个部分。

①BIM 是一个建筑设施物理和功能特征的信息化数据集合。

②BIM是一个共享的数据集合，其可以为建设者提供从新建到拆除中全生命周期过程中所有决策的可靠依据。

③在项目的所有阶段中，所有项目的参与方都可以在BIM 中添加、提取、更新和修改数据，以此为各个参与方提供协同作业的平台。

BIM不是工具软件的集合，而是一种理念。他强调的是建筑的数字化，建筑全生命周期中的数字信息都可以整合在模型里，以供各参与单位自取所需。使用数字技术支撑建筑工程的全生命周期管理，透过建筑过程的可视化展示来帮助信息的交流和协同。BIM 中的数字化信息可以被程序自动化管理，跨专业跨单位的数据可以彼此吻合，达到可靠的一致性，解决多单位多专业协同工作的难题。

我们还可以将BIM 看作参数化的建筑三维几何模型集合，在这个集合中所有的建筑构件除了包含三维几何信息，同时还具有工程实际参数信息。这些多类型的丰富的数据为程序的辅助计算提供基础，可以自动完成诸如碰撞检测、结构负荷计算等以前需要耗费大量人力的工作。

1.2 BIM技术在国内外的应用分析

目前，国外开始在装配式建筑项目的作业中将无线射频识别技术（RFID）与BIM技术进行融合，形成了基于BIM技术的物联网技术框架。同时，设施资产信息交换标准（COBie）也开始大范围融合进入BIM技术，这有助于提升信息于工程生命周期的传递效率，加强信息在设计方与施工方的撷取，并提供给设施营运维护端作使用，达到资产管理的目的。

国内的BIM技术应用起步比国外晚，早期更多局限于局部的软件的工具使用，对整体BIM技术理念理解较差，传统的工作流程和新技术的结合也矛盾重重，这就导致早期的BIM技术应用流于表面，仅在少数大项目中有尝试性探索。近年来，我国的相关部门开始认识到BIM 技术的重要性，开始陆续制定优惠政策和目标，推进施工单位和设计单位在更多的项目上使用BIM 技术。BIM 技术具有建筑生命周期信息透明化和可协调性等功能特点，能够全面地应用到建筑施工过程中，为整个项目的成本管理和施工管理发挥积极有效的促进作用。

2 装配式建筑施工的问题所在

2.1 施工系统性问题

在当前的建筑项目中，施工环节和设计环节处于相对独立的位置，到了工程采购环节一般采用平行发包的模式公开招投标，建筑设计、建筑主体施工和设备安装由不同的建筑公司和设计公司独立分包，虽然有总承包方进行整体统筹协调，但是仍然会有许多因沟通不畅导致的施工问题出现。

而装配式施工方式需要统一的进行设计和施工，所以在先天上能够减少上述问题的出现。但不能忽视的是，这也导致新的问题出现。装配式施工要求工程总承包单位有强大的自主设计能力和生产能力，同时还需要先进的施工技术和配套的设备才能进行施工。现在有相关成熟经验并能符合这些要求的总承包单位还比较少，在具体的项目中施工系统也不完善。目前，我国大部分建筑施工还是以现浇为主，预制混凝结构的应用占比相对较低，装配式建筑市场份额也较少，在应用数量较少的情况下优势也很难发挥，无法形成系统性的应用。

2.2 配套政策问题

我国装配式施工的应用上还有很大的发展空间，但是缺少相应的配套政策，在相关的施工标准上也没有达成一个统一的状态，导致无法成规模的推广。不过随着大家对装配式施工优势了解的加深，其普及程度稳步提高，同时在消耗定额、施工标准、技术规范等方面也日趋完善。

2.3 施工标准问题

由于我国装配式施工的预制件标准体系不够完善，能够符合预制构件生产和设计标准的生产企业数量较少，所以工程中可选的标准构建种类和数量较为缺乏，这就为工程的采购阶段带来很大困难。在装配式建筑中需要建立预制件产品库，对设备构件、内装构件、机械构件、结构构件等制定规范标准，进行统一化、精细化的管理，这样预制件生产厂家就可以依据规范生产产品，丰富施工材料的选择，大大提高项目建设的速度和质量。

3 BIM 技术在装配式建筑施工阶段中的应用

3.1 装配式建筑施工方案设计

借助BIM 技术对装配式项目进行施工深化设计，可以提高各分包施工单位之间同步协调的强度，使大家可以在互相配合的情况下打造详细精准的信息化三维模型，同时还需要使用BIM技术对整个信息化三维模型进行细化调整，确保整个装配式项目施工方案的完善，这样就便于各分包单位应用施工方案和信息化模型进行施工。同时，借助BIM技术进行项目的装配式深化设计方案还可以在减少项目中建筑预制件类型的同时，保证预构件整体结构和功能的完整性和合理性，这样就帮助减少在生产加工预制构件时因为构件类型繁多而产生的问题。在预制件生产阶段接入BIM 技术可以极大提高其加工和制造的精准度，在保障各个预制构造节点和预留孔洞效果的前提下，加强装配式建筑安装阶段的构件安装效率和整体工程质量。将BIM 技术运用在建筑装配式施工深化设计和施工方案协同上，为装配式建筑施工的快速发展提供支持[1]。

3.2 装配式建筑施工技术交底

为了减少施工技术交底过程中出现的问题，就需要在建筑装配式施工中增加BIM新技术的应用力度，选用合理的技术帮助维护建筑施工阶段各项流程的关联度及契合度，方便各分包单位灵活使用BIM技术展开装配式建筑施工，保证装配式项目的稳步展开。随着我国建筑业的快速发展，装配式建筑的示范项目分布也发生了变化，这样就需要在考虑示范项目实际情况及具体要求的条件下使用BIM技术做施工技术的交底工作，实时灵活的调整各分包单位施工技术的潜在问题。

使用BIM 技术才可以强化时间属性的引入力度，这样就可以提高装配式建筑技术交底时的实时性和准确性，使各分包单位在详细掌握预制件特性和相关施工工艺的情况下展开施工工作，可以全面体现施工阶段技术交底的实际效果。

3.3 装配式建筑施工模拟

在装配式建筑施工的过程中经常会有突发情况出现，如果不能提前预判来躲避各种突发情况就会导致施工遇到阻碍，相应的工期和施工的质量都会出现问题。借助BIM 技术来进行装配式建筑的施工模拟就可以有效解决这一问题，保证现场和前期对应施工计划的一致性，从而减少施工过程中预制件的转换频次和数量，保证工程施工效果和预制件的利用率[2]。

BIM 技术还可以在项目施工场地进行四维场地模型布置，它可以引导分包施工单位精确调整预制件的安装位置，提高预制件安装精确度，同时借助模拟对施工过程进行全面优化调整，更好地满足施工实际开展的要求。

3.4 施工现场管理

装配式建筑的施工不只是要确保建筑预制件的质量和精确度，还要对整体施工场地进行全面管理。在进行场地管理时不止可以保障预制件保存的合理性和安全性，同时还可以确保各个施工流程有条不紊的开展，避免因施工场地管理不达标而出现的各种突发情况。在进行装配式建筑施工场地管理工作时，可以引入BIM应用加强施工现场的管理力度，合理的规划现场预制件和其他材料的存放位置及交通路线，避免大型预制件存放和入场安装时因为空间和路线不合理导致的问题。此外还应该在场地规划管理中针对问题制定相应的应急预案，借助BIM系统进行预演，在最小预算的条件下对现场突发情况进行有效预防，为打造新型安全文明的施工场地管理提供技术基础。

3.5 施工成本控制

BIM 技术的应用还可以为项目的成本预算及资金计划提供技术支持，对工程项目细节开销进行统一管理，减少施工期间的成本和浪费，提高施工单位的利润率，保证施工单位的经济效益。在进行成本管理时主要从事前成本控制、成本数据更新和减少工期成本这几个方面入手，加强BIM技术在成本管理中的应用程度，最大化提升经济效益。

3.6 安全隐患处理

施工安全是建筑施工中非常重要的环节，使用BIM技术对装配式建筑施工进行安全隐患预测，预测出安全隐患的高发位置和环节，提前进行优化调整，就可以预防安全事故的发生。同时，对安全隐患进行分析，找到诱因，从根本上进行处理，杜绝重大安全事故的发生，保证建筑的质量安全和稳定性。

4 结语

综上所述，BIM技术的发展对装配式建筑施工有着全面而深刻的助力作用。尤其是新基建的提出，对促进我国各行各业数字化转型升级提出了新要求、新挑战，而装配式建筑施工也将必然与BIM技术进行有机结合，不断提升建筑施工的信息化水平、工业化水平，进而提升建筑质量。