BIM技术在装配式建筑施工管理中的应用初探

续 飞 山西建筑工程集团有限公司

1 前言

装配式建筑设计工作具有更加严格的规划设计标准，由于装配式建筑的发展变得更加普遍，怎样实现客户高层次的多样化生活需求就变成了装配式建筑设计的关键任务，这也需要大量设计人员结合BIM技术展开更深入的研究与探索。

2 装配式建筑工程管理优势

2.1 促进建筑工程施工效率提高

和以往的建筑工程相比，装配式建筑技术的基础是建立在结合了先进技术与管理的前提下，统一调度和协调装配式建筑施工在生产工程构件中的各个环节，具有较快的建设速度。另一方面，在工地上直接进行预制构件装配的施工形式，还能有效将建筑工程中的人力、物力损耗降到最低，减轻工作人员的负担。其次，装配式建筑的主要施工材料是钢架混凝土等，不仅具有建筑上的优势，还有较强的建筑质量特性；并且可以进行随时调整的构件材料在室内空间的处理上，也能根据户主的需求进行分隔，既实现了对施工材料的节约，也做到了对空间的加强利用，进一步降低了建筑成本。同时，多元化和灵活性高的装配式建筑形式还能缩短建筑的工期，有效提高建筑质量。

2.2 提高建筑质量

工厂的施工环境与现场相比更加优越，以至于混凝土的外表质量比现浇结构的质量要好，使得装配式混凝土构件的质量优劣差距更小。由于是工厂化生产，能够通过对干硬性混凝土的挤压、振捣、成型等操作技术，预制工厂通常对其运用的是蒸汽养护方式，都采用计算机对其温度进行控制，还能够确保湿度，极大地提高了建筑质量，混凝土的强度、抗冻性与耐久性。

2.3 降低建设成本

预制构件的外表相对平整清洁，能够将找平层与抹灰层节省掉，降低模具材料的损耗，尤其是在木材上的消耗。由于预制率的不断增加，使得构件的模数化、标准化，制造技术的自动化程度也逐渐增加，有着规模式自动化流水作业的操作方式，能够节约一定的人工成本，从而降低综合成本。

2.4 节能减排环保

装配式混凝土预制构件建筑能够尽量较少的产生建筑垃圾，并且降低工地进行养护与冲洗混凝土罐车的用水量。预制工厂减少了工地浇筑混凝土的振捣环节与模板、砌块、钢筋的切割工艺，还减少了现场支拆模板操作，以达到减轻施工噪音、扬尘污染的目的。另外内外墙也不用抹灰，会减少灰尘污染等。

3 关于BIM技术的相关特点

3.1 模型集成

建筑设计人员能够在BIM 技术的应用下量化所有的建筑结构设计环节需要用到的各项数据，进而对其所得的相关数据展开合理的总结归纳，创建涵盖了各种建筑结构重点内容的数据信息模型。该部分模型的集成可以准确地呈现出建筑结构里的所以构件地点与相关性，同时还可以反映出实际情况中的墙、柱、梁等关键支撑构件的状态。建筑设计人员还可以结合BIM技术全面查看工程构造具体状况，科学合理的预判装修效果，最大化降低设计人员在设计过程中形成的重大失误，也可以防止安全事故出现。

3.2 协同性

BIM 技术还能够对建筑单位进行相应的协调工作，其目的是强化企业各个单位之间的了解交流，因为施工项目具有一定的烦琐性，应该在实际操作期间促进多方的交流。之前的管理措施基本上为事后交流，通常是在问题出现后才找到相应的方式处理，以至于工期出现延迟，还对工程质量造成影响。而通过BIM技术可以高效的解决该种不足，还可以提前预判施工环节中出现事故的概率并立即上报给有关部门实施协调处理。

3.3 传递性

BIM 技术能够串联建筑设计工作中全部种类的信息数据，并且在技术人员对建筑设计里的某个部分进行调节之后，就不用再对建筑施工图纸提出优化处理，就能改进和调整以往的信息构造。除此之外，还能对施工步骤进行模拟，工程设计人员只用将基础模型建立完成就可以将其应用起来分析施工期间大概率发生的问题，并且合理有效的省去设计环节的时间，极大加快工作效率。

4 BIM技术在装配式建筑工程当中应用的价值

4.1 有利于提高建筑工程的管理水平

不仅提高了工程项目的施工效率，而且提升了工程建设的质量，并且最大限度地节省了人力、物力、财力的投入，将可控成本最大限度地缩小，从而为企业的长远发展提供关键性意义。BIM 技术对于工程项目建设中所使用到的设备、成本、人力、材料、建筑用地等都可以进行最优化的配置与管控，而且BIM技术所构造的三维立体模型，对于施工单位和相关企业，进行工程项目的管理，都具有实质性意义。所以无论从哪一方面来说，BIM技术作为一种全新的网络信息计算技术，它对于企业进行工程项目管理水平的提高具有关键意义。

4.2 极大地推动了建筑工程设计进步

4D可视化管理技术就是将任何的实施情况和实际变化，均一一地通过信息网络技术呈现于三维立体模型中。应用BIM 技术可以让设计团队和施工单位在任何情况下都能随时随地进行直观地观察工程项目的开展情况和运行情况，不仅将这些实时的建筑动态情况展示给送单位和设计团队，而且为设计团队的策划方案制定提供更优化的引导，将实际的施工状况和制定方案不断地进行对比，自然可以选择出最优的设计方案。

4.3 降低建设成本

装配式建筑预制构件的外表相对平整清洁，能够将找平层与抹灰层节省掉，降低模具材料的损耗，尤其是在木材上的消耗。由于预制率的不断增加，使得构件的模数化、标准化，BIM 技术的自动化程度也逐渐增加，有着规模式自动化流水作业的操作方式，能够节约一定的人工成本，从而降低综合成本。

5 装配式建筑施工前期BIM技术的具体应用

5.1 图纸会审管理

借助BIM技术进行工程图纸的会审，能够在工程实施前及时发现图纸设计中存在的问题，提高图纸会审的工作效率，确保图纸设计质量达到项目要求。针对图纸中存在的问题进行研究分析，可以实现对工程施工的预测和判断，对可能存在的问题提前制定应对措施，降低施工过程的安全风险发生概率，实现装配式建筑工程施工的安全性和可靠性。

5.2 施工场地布置管理

使用BIM技术建立施工场地的三维模型，能够有效实现施工场地的整体规划，科学设计工程的物料通道、人员进出场通道、材料加工区、物料堆放区、起重机械通道、垂直运输通道、危险区域等位置，保证施工人员能够在安全环境下施工。建立场地模型后，需要进行施工过程数据信息的收集和整理工作，如车辆和材料的进出场情况、塔吊部署、临时加工场地和临时办公场所的位置规划、行车线路设计等，同时还应做好项目周边环境的考察工作，将收集到的工程信息和数据输入到三维模型中，使构建的三维场地模型能够较真实地反映施工实际情况。

5.3 构建装配式标准化族库

在装配式建筑工程中应用BIM 技术可以充分发挥出双方的优势，并借助BIM技术创建装配式标准化库，完善装配式建筑结构模型，使得建模时间减少。并且，BIM技术中的碰撞校核管理装置可以查看对应的资料数据，顺利处理预制PC 构件中产生的碰撞现象。在制造装配式建筑构件时加入BIM技术，可以把以往存在于预制构件生产环节的不足进行优化，生产人员要是无法精确的读取二维图纸，就会干扰构件数据的生成，不但耗费了材料，还会影响施工进度的顺利开展。

6 装配式建筑施工期间BIM技术的具体应用

6.1 对装配式建筑的施工步骤进行模拟

在装配式建筑的施工过程中使用BIM 技术可以顺利模拟施工的整个过程，并逐步呈现施工期间也许发生的各类问题，预先规划问题的合理措施，及时优化并改进现有的操作方案，最大化减少施工期间事故发生概率，并且还能较好的管控资源消耗的情况。例如，装配式建筑施工过程中应该对PC 构件进行吊装，通过BIM 技术可以对整个吊装过程进行管控，把PC 构件的各种属性与参数都应用到施工计划当中并展开模拟施工。而在决定了施工方案之后，工作人员就能够凭借计算机设备对整个施工进程进行实时监管，在具体吊装PC构件时，需要全面考虑到吊装的操作标准与施工的具体线路，对施工期间的各个步骤进行衔接，进而确保具体的吊装质量。应用BIM 技术还可以按照时间较好的衔接各个环节的施工模拟动画，直观的呈现出施工过程。施工现场存在部分较烦琐的连接节点，同时给操作技术提出了严格标准，要想确保施工更加准确，就应该通过BIM技术的可视化特点呈现各个连接节点。

6.2 管理装配式建筑的施工材料

在对装配式建筑工程材料进行管控时通过BIM技术可以获取较好的成效，在对装配式建筑的PC 构件进行提前生产时，通常会在施工现场堆积许多材料，并且还应该配备有关的人员进行分类与存放，而在这部分人为操作期间就常常会发生失误。在采用BIM 技术后，能够模拟施工现场的各项参数，在全面了解了施工现场本身的特征与具体情况之后，逐步计算各阶段所需构件，以满足分批预制的目的，从而解决现场材料不断累积或短缺的现象。此外，PC 构件的相关数据资料也可以通过BIM技术了解到，验收工程单位也能更快的察觉到收集的信息，使得验收工作的效率更高。在项目完成后，施工单位也能够总结归纳施工过程中生产的构件与耗费的材料，比较材料的具体用量和规划用量之间的出入，也方便后期管控材料时更加合理有序。

6.3 实现工程安全管理的实时性

根据相关研究，将BIM技术应用到各个环节中能够提高设计时的安全程度。借助BIM 模型实现工程施工的全真模拟，对可能出现的工程问题提前做出预判和分析，制定有效的应对措施提高项目实施的有效性，在施工过程中，项目管理人员能够各司其职，及时处理施工中的重点和难点问题，实现工程管理的实时性和有效性。做好项目现场的实时监控，在工程现场的关键施工作业点设置高清摄像头，工程管理人员可对作业点的施工情况实施监控，掌握现场施工的具体情况，及时发现施工中的不规范操作现象，对施工方案作出必要的调整，确保各工序作业间的有效沟通，及时解决工程问题，确保工程质量达到设计要求。

6.4 施工阶段的成本管理

通过BIM 技术能够对施工进度计划的可行性进行论证，对某个施工时间段的工程量进行准确计算，得出材料、人力、设备及管理等各方面的成本消耗。随着BIM模型的精度逐渐提升，还可以对工程物料清单作出进一步细化，将其细化到螺钉这一个级别。同时，由于市政工程涉及的材料种类较多，且人员数量较多，若是在资源安排方面存在问题，很容易造成大量的资源浪费，给市政工程成本管理带来较大挑战。通过BIM 技术平台能够对工程量进行自动化记录，不断累积构件工程量，使管理人员能够及时了解各个时间段的构件工程量，进而对工程资源进行合理安排，有效降低工程资源的浪费。

7 装配式建筑施工后期BIM技术的具体应用

7.1 维护装配式建筑中设备的故障

在装配式建筑后阶段运行过程中，凭借BIM技术可以把CAD 二维转化为三维模型，并且具有较好的可视化效果。有关单位在维护装配式建筑期间，一般无法通过肉眼察觉到建筑结构中的水、电、气等工程项目的开展状态，而利用三维立体模型的应用可以在一定程度上增强对各个隐蔽构件地点的了解，只要设备在工作期间发生问题，维护人员就可以立即找到故障设备的实际位置并采取更快的修理，极大地节约了维修成本以及修理时间。

7.2 制定装配式建筑的应急处理措施

在施工后期采用BIM 技术还可以精确的察觉出建筑运行与维护期间也许会出现的风险隐患，因为BIM技术本身有着较好的模拟仿真性，在实际模拟系统功能时，可以察觉到模拟期间的安全隐患并采取相应的应急处理措施。例如，装配式建筑在运行过程中通过BIM技术能够展开火灾疏散模拟，并给用户创建紧急疏散路线，在灾害出现时，就可以采取合理的应急方案，进而将损失最小化。

7.3 建立、分析和优化模型

在对装配式结构建筑的预订零件设备库建设完成之后，操作人员在进行规划建筑时，就可以根据设计要求，在预制设备库中采用最符合施工标准的设备，来对整个建筑环节展开数据分析，并建立相关模型。要是在预制构件库中搜查不到最合适的设备，就需要按照施工要求进行设计重新制作相应的设备，然后把这种类型的设备记录下来，整理到设备库当中，用这种方法持续的增加预制设备库的种类，为以后出现同种参数的设备时可以直接运用，无须再次进行设计。要想确保装配式结构的更具安全性，务必对其建立的模型展展开全面的数据分析，在分析完之后才能更好地运用BIM技术中的可视化优势，优化与完善所建立的模型，然后增强装配式结构建筑方案的实施以及稳定性。

8 结束语

综上所述，能够进一步了解BIM技术在装配式建筑施工前期、中期与后期几个阶段的应用情况。而在装配式建筑工程开展期间使用BIM 技术早就变成了建筑行业进步的必然方向之一，不但降低了风险隐患，还极大地增加施工技术成效，也给真正意义上促进我国装配式建筑的发展提供更好的便利。