BIM 技术在装配式建筑施工中的研究与应用

吴亚丽 黄 欢

（1.开封大学， 河南开封 475000； 2.开封正开置业有限公司， 河南开封 475000）

0 引言

BIM 技术在建筑行业中的应用，充分发挥其重要优势和特点，取得了显著的应用效果，创造了更多的综合效益，促进建筑行业更快、更好地发展。我国传统施工技术难以适应现代化装配式建筑施工需求，充分采用BIM 技术，提升项目信息化管理水平，进一步保障项目施工质量。

1 BIM 技术应用的基本情况

BIM 技术在装配式建筑各个施工环节中得到充分应用。施工企业在BIM 中提取、修改信息，协调各项施工作业。。我国BIM 技术主要是在复杂建筑、文物建筑修复等工程中进行应用，最大限度地减少施工中发生问题的几率，便于工作人员对工程建设的实际情况进行了解，制定相应的建设方案，及时发现工程设计图纸中存在的相关问题，采取针对性措施进行解决和修整，更加符合项目工程建设的实际需求，对工程建设效果进行有效保障。

2 装配式建筑工程特征

装配式建筑工程采用先进的建筑技术，更加注重环保，属于绿色建筑，建设周期较短，能够批量建设，具有规模化生产的特点。装配式住宅在建设施工的过程中不仅周期较短，投入成本较低，同时劳动强度还很低，大多数进行机械化施工。依靠先进的科技制作方式，采用防水、隔音和抗震等更加优质的建筑材料，对建筑的质量具有一定的保障[1]。装配式住宅施工的流程进行不断地简化，实际建设操作比较简洁，最大程度地降低建筑中存在的安全隐患。相关施工管理部门在施工建设之前将需要使用的具体材料进行详细、科学地规划，建筑材料大多数是半成品，在施工的过程中产生极少的垃圾，促进建筑更加的环保绿色。另外，装配式建筑在施工中不会受到自然气候的影响，在很大程度上缩短了建设周期，建筑的总成本自然会一定程度的减少。相比较于传统施工，装配式建筑具有安全环保、建筑品质较高等多种优势，具有较高的推广应用价值。

3 装配式建筑工程施工中存在的问题

3.1 缺乏完整的产业链

我国装配式建筑工程发展较晚，一线的建筑品牌和经济发达的大城市具有充足的建筑资金，能够促进装配式住宅的发展。在实践中得到一定程度的应用之外，大部分建筑业和地区对于装配式住宅施工建设技术的应用存在许多不足之处[2]。另外，施工技术发展不完善，预制配件的生产商制造出的成品相对结构单一，没有形成完整的产业链，无法为装配式预制住宅建筑提供有力的支持和保障。建筑施工人员普遍都是农民，文化教育程度较低，没有较强的专业知识和技术水平，同时缺乏较强的创新能力，对于新型的装配式住宅的了解不多，对于施工流程不熟悉，造成施工现场存在较多的困难，无法将施工工作正常顺利地开展。

3.2 缺乏完善施工管理体系

我国装配式建筑工程推广时间较短，缺乏完善的管理机制。比如我国预制构件的生产商缺乏专业的人才，生产结构单一，同时相关建筑管理部门在实际工作中管理机制不完善，对构件采用的检验方法比较简单，造成部分生产商出现以次充好的现象，无法达到一定的精度和标准。另外，新型建筑的现场管理不够精细化，缺乏对每个施工环节及施工技术的关注，缺乏BIM 技术的应用，无法满足现实管理的实际需求。

4 BIM 技术在装配式建筑施工中的研究与应用

4.1 工程概况

本文采用真实案例分析BIM 技术在装配式建筑施工中的具体应用。上海市某区A 装配式建筑工程，建设在产业园区里，施工场地为方形，东西长360 米左右，南北长度280 米左右，工程地块具有良好的地质条件、地势平坦、地面整齐。A 装配式建筑工程主要建设6 栋25 层、2 栋18 层、7 栋15 层公租房，1 层地下车库。该工程总占地面积9860m2, 总建筑面积295117.75m2，建筑密度控制在16.33%，建筑物高度控制在75 米，建筑单体主要应用预制装配整体式剪力墙结构，单体预制率控制大于40%。

4.2 构件设计环节

A 装配式建筑工程施工建设的过程中，施工人员需要结合项目实际的情况和需求，采用工厂规模化生产装配式构件。装配式构件生产过程中，如果出现变更等相关问题，就会造成其不能正常顺利地装配，就会造成大量资源的浪费，增加工程施工成本。因此。工作人员需要在构件设计环节，充分发挥BIM 技术的优势和作用，采用BIM 信息平台有效设计装配式构件[3]。设计人员能够及时发现构件设计中存在的问题和不足，不断优化和完善设计工作，提升构件设计工作质量效率，进一步保证装配式构件设计的精准性，确定每个零部件不会出现任何设计错误，增强构件可生产性。

设计人员结合该工程装配式特征，结合PC 构件明确建模规则，其PC构件族库搭设能够对外露钢筋、预留洞口、预埋线盒等相关元素的空间位置关系进行有效反映，同时实行碰撞检查，对预留预埋定位、钢筋碰撞等相关问题进行有效解决，保证PC 构件放置的精准性，并能有效统计不同构件的数量。

4.3 构件现场安装环节

装配施工环节的安全质量管控主要为验收装配式构件和监控其装配全过程。A 装配式建筑工程装配式构件进入现场之前，相关工作人员按照具体标准和规定，严格进行质量验收，保证现场装配过程中，所有装配式构件符合标准规定。工作人员通过RFID 标签的扫描，读取质量管理信息数据，同时和BIM 信息平台中保存的构件验收质量标准进行比对，有效保证工作质量，提升装配式构件质量验收效果，最大程度地避免由于管理人员自身能力不足造成工作失误现象，避免了给建筑工程施工质量带来较大不良影响。

施工人员通过仿真模拟，主要采用BIM 技术创建更加直观、形象的三维立体模型，有效模拟指导繁杂的装配施工建设过程，进而有效验证建筑工程施工方案，实现施工方案的改进和优化[4]。施工人员可以采用仿真模拟施工方案问题，对施工中可能存在的碰撞进行提前解决。如图1 所示。施工人员模拟装配式施工方案，在模拟的过程中设定相应的质量控制点标记，生成质量管控清单，便于施工管理人员结合该清单高效顺利地指导施工，进而有效管理质量控制点，提升装配式建筑工程施工质量。

图1 PC 方案模拟

4.4 施工进度管理

装配式建筑工程包含大量的构件，繁杂的安装工序，具有建筑工程建造速度快的优点，更加凸显出了施工进度管控的重要性。管理人员需要对施工现场和周边环境的特点进行全面了解，关注施工之前的技术交底工作，确定每个施工环节运用的施工技术，保证工作人员对于技术的重难点内容熟练掌握，同时对于施工中存在的相关问题制定针对性的解决策略，避免由于技术问题影响工程施工进度。另外，施工企业需要加强对技术人员BIM 技术应用技能培训，全面了解和掌握施工的相关标准和规范、工程完工验收标准等，及时更新技术人员的知识储备，了解技术发展的最新方向，提升技术人员BIM 技术应用水平，进而有效提升建筑工程施工效果。

施工人员可以采用Navisworks 等软件，对建筑结构构件、水电气管线等多个方面进行建模，同时将BIM 模型导入到软件中[5]。施工管理人员对施工工序的相关施工进度规划输入到模型中，实现BIM 模型信息关联，创建动态三维模拟施工现场，便于管理人员更加直观、全方位的检测装配式建筑工程施工进度。另外，BIM 模型中的相关信息数据存在一定的关联性，相关参数发生变化的情况下，其他关联的信息进行自动更新。因此，建筑工程施工中出现设计变更的情况下，管理人员结合变更要求和项目施工实际情况，对BIM 模型中的参数进行科学合理地调整，实现动态变更，进而合理调整施工监督计划，科学规范地推进建筑工程施工进度。

4.5 施工图会审中的应用

相关管理人员需要完善施工图纸会审工作，根据建筑工程的实际情况，科学合理地选择施工技术和方案，由专业技术人员对施工图纸进行深入研究和分析，同时对于施工过程中需要关注的技术重难点进行明确和标注，制定有效的应对策略，最大程度地减少建筑工程施工建设中对具体设计的变更，影响整个建筑施工进度。图纸会审是工程施工前不可少的一项重要工作，应用BIM 技术的三维可视化辅助图纸会审，能快速查找出图纸中存在的各建筑标高不统一、建筑物间隔不合理、空间布局不合理、管线布置碰撞、装配式构件尺寸不匹配等问题。工作人员利用BIM 技术三维可视化优势，实现BIM 可视化图纸会审，检查图纸中存在问题，提前改善图纸相关问题，生成图纸会审记录。

图2 BIM 技术在施工图会审阶段的应用

5 结束语

BIM 技术在装配式建筑施工中的应用，能够有效提升项目施工建设进度和质量管理，创造出巨大的社会经济效益，提升各个阶段工作开展的有效性，最大程度地降低施工问题发生的几率，避免了对装配式建筑工程产生严重的经济损失。本文主要结合装配式工程实际案例，分析BIM 技术在构件设计、构件现场安装、施工进度管理、施工图会审中的具体应用，提升施工质量。