BIM技术在装配式建筑工程施工中的应用

程荣飞

摘要：十九届五中全会以来，数字经济与各领域实体经济的深度融合成为产业转型升级的重要驱动力。2020年7月印发了《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》，提出要大力推进建筑业智能化转型升级。作为智能建造与建筑工业化协同发展要素，装配式建筑及BIM技术日益成为打造我国智能建筑全产业链体系的重要抓手。

关键词：BIM技术;装配式建筑工程;施工;应用

前言：

BIM技术的出现，给装配式建筑全生命周期的管理带来了启发，使得参建各方能够在一个多维信息模型上协同设计和管理，解决装配式建筑发展过程中信息共享的难题。BIM技术在装配式建筑施工方面进行管理，创造了更加规范化、透明化的行业环境。

1.BIM技术的发展和普及

装配式建筑作为新生事物，由于技术不成熟、劳动生产率低等因素，其质量问题和成本问题没有得到根本解决，急需信息技术助力。BIM技术最早从美国发展起来，近年来逐步走进我国，科研院校、设计院、施工单位等都在将BIM技术作为重点研究对象，有调查报告显示，业内相关人员对BIM技术的知晓程度，已经从2010年的60%提升到了87%。大多数企业都拥有了强烈的BIM意识。在体量巨大、结构复杂的项目，例如“上海中心大厦”、“中国尊”、“浦前大桥”等项目中，应用BIM技术，进行施工过程中的精细化管理，简化了现场的管理流程，方便了施工指挥。因工程日益显示出大规模、设计复杂、专业交叉深等特点，同时工程项目精细化管理的诉求也越来越高，工程项目管理工作面临更大的挑战。随着信息技术的发展，BIM技术作为一种全新的理念和技术，为当代高要求的建造技术和管理技术提供了完善的解决方案，受到业界和国内外学者的高度重视。BIM技术在建筑工程中的应用更加能够发挥其前期方案优化的优势，直观地展现和优化施工方案，在前期项目筹划阶段，能更好地控制工程项目的投资规模和把握实施过程的进度。制定专项施工方案，专家论证后严格按照方案实施，并加强现场的安全管理，确保施工安全。

2.装配式建筑的概念与發展

装配式建筑是指根据设计图纸，将建筑的各类构件如梁、板、柱、墙等，在工厂进行生产加工，然后运输到工程施工现场，通过吊装、组装、连接的方式组合而成的建筑。装配式建筑最大的特点是构件标准化、生产工业化，具有建设周期短、绿色环保、现场施工量少、工程质量稳定等优点。装配式建筑主要兴起于二战后的欧洲，美国和日本之后利用该技术进行了大规模的住宅建造。我国于20世纪50年代从苏联引进装配式建造技术，当时由于设备及技术有限，装配式建筑没有得到持续发展。2015年前后，装配式建筑在我国新建项目中的占比开始有明显提升，国家和地方开始陆续出台一系列关于装配式建筑的政策及文件，装配式建筑产业开始快速发展。

3.BIM技术在装配式建筑施工中的应用

3.1施工场地布置

与现浇式建筑相比，装配式建筑的大部分构件是在工厂里预制生产，运输至施工现场进行吊装，吊装前还要对其进行合理有序的安置及储存。预制构件种类数量多、体型重量大，运输、存储、吊装工作量大、技术难度高。通过BIM技术平台，可以直观地对施工场地进行模拟布置，合理规划现场道路、PC构件堆场、临时建筑、工棚仓库、塔吊设施、运输线路等。合理的现场安排可以有效避免材料的二次搬运和各种碰撞可能，减少预制构件的磕碰和开裂，降低工程成本的同时也减少安全事故。BIM技术的应用能充分满足装配式建筑构件运输、卸载、存放、吊运的复杂需求。

3.2施工质量管理

在施工技术交底环节，BIM技术能够以立体和动画的方式，进行施工过程的模拟，让现场操作人员直观、清楚、全面地掌握装配式建筑的各项施工工序及工艺要点，通过这种可视化技术交底，预制构件现场安装的施工效率和施工质量得到大幅提升。通过BIM技术平台，施工管理人员还可以预先优化构件和设备安装节点，防止安装过程出现钢筋碰撞、管道碰撞、预留孔错位等问题。在BIM平台上可以通过调整钢筋参数、管道与设备规格及位置等方法，解决构件和设备的碰撞冲突问题。对于一些装配式建筑施工中的特殊工艺、重难节点，比如套筒灌浆、构件连接点等，施工管理人员可以事先通过BIM模型进行动态观察、模拟，清晰、准确地掌握工程情况，抓住施工要点，避免失误，保证施工质量。工程施工管理人员可以结合互联网技术、RFID技术、BIM技术实现预制构件施工过程中的定位、识别、信息提取和信息录入。施工时给每个构件一个二维码，工程施工管理人员用手机进行扫码，可以获取构件信息，也可以结合手机APP上传工序验收、质量报检等内容，预制构件在施工过程中的质量信息通过BIM平台得以搜集、传递、整合。

3.3施工进度管理

BIM技术可以创建装配式建筑的4D模型，模拟装配式建筑按施工进度计划执行的施工过程，该过程通过动画的形式呈现。在这样的直观模拟中，施工管理人员能够充分观察整个项目的施工过程，掌握工程整体进度安排，并且比较容易发现潜在的工序错误及作业冲突，通过修改施工进度计划或是其他施工参数来解决上述问题，保证工程项目的顺利进行。在工程建造施工过程中，施工管理人员还可以在BIM平台上录入施工的实时进度数据，与施工进度计划进行对比。如果发现有差距，应及时分析影响因素，并对人员调配、材料供应、工作面设置、工序流程等影响因素做出调整，确保施工进度。

3.4施工成本管理

与传统的现浇式建筑相比，装配式建筑由于其本身特殊性，涉及的人、材、机种类多且数量大，现场施工技术难度和精度要求高，管控困难。而由此造成的人员分工及物资调配失误、不均衡等问题也经常出现，给项目成本控制带来一定压力。通过BIM技术平台，工程管理人员可以按构件类型、施工进度、单位工程等多种不同标准输出工程量，结合清单计价文件得到工程价格。该方法对于工程管理人员谈判报价、工程量变更、物资采购等多方多环节给予充分的信息支持，有助于工程管理人员减少重复繁琐劳动，更高效、更精准地做出管理决策。特别是对于装配式建筑，工程量统计可以为预制构件工厂提供物料清单，指导工厂进行构件生产。在工程项目建造过程中，工程管理人员还可以将物资消耗情况随时录入BIM系统，用于比对物资使用计划，帮助工程管理人员了解工程项目进展，实时掌握物资储用动态，灵活调整物资供应与分配。

3.5施工安全管理

装配式建筑可以运用BIM技术对施工过程进行多方面管理。在安全管理方面，装配式建筑施工现场隐患多，分布广，常见有高空落物、预制构件码放错误、预制构件吊装不到位、塔吊碰撞、脚手架失稳、高空坠落等风险。借助BIM技术可视化、可漫游优势，工程管理人员可以在工程开工前，用BIM软件对工程项目的安全控制点、有重大危险源的部位、关键施工环节等进行模拟演示，从而发现潜在的风险因素，做好排除和应对措施。同时，工程管理人员可以运用BIM技术对工人实施安全教育与施工培训。通过动画视频、VR虚拟漫游等方式向工人讲解安全知识和施工操作要点，为他们提供身临其境的感受，增强工人的安全防范意识，规范施工操作要领，降低安全事故发生概率。

结语

总之，BIM技术为装配式建筑的精细化管理提供了强大的技术保障，装配式建筑也为BIM技术的应用提供了发展平台。BIM技术与装配式建筑的结合促进了智能建筑全产业链的构建和发展，助力中国到2035年全面实现建筑工业化，实现智能建造与建筑工业化协同发展，让我国迈入智能建造世界强国的行列。

参考文献：

[1]王少锋.某装配式住宅项目施工阶段BIM技术综合应用研究[D].邯郸：河北工程大学，2020.