裝配式建筑工程施工中BIM技術(shù)的運(yùn)用

張銘言

（中鐵二十二局集團(tuán)房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，北京 100010）

BIM技術(shù)也被稱為建筑信息模型，可以通過對(duì)各類參數(shù)模型的有效應(yīng)用來整合建筑工程項(xiàng)目的相關(guān)信息，在建筑工程設(shè)計(jì)、項(xiàng)目規(guī)劃、施工管理等方面都表現(xiàn)出較為積極的作用。將其應(yīng)用到裝配式建筑工程中，能夠在一定程度上提升該類型建筑工程的施工質(zhì)量及施工效率，同時(shí)降低裝配式建筑工程的施工成本，因此當(dāng)前對(duì)裝配式建筑工程施工中BIM技術(shù)的運(yùn)用展開研究具有十分積極的意義[1]。

1 裝配式建筑工程中應(yīng)用BIM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

1.1 提升施工效率，縮短建設(shè)周期

在裝配式建筑工程中，預(yù)制構(gòu)件是施工的核心部分，將預(yù)制完成的構(gòu)件運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進(jìn)行組裝，通過工廠機(jī)械化作業(yè)方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)建筑工程現(xiàn)場手工作業(yè)方式，能夠在很大程度上提升施工的效率。而此過程的完成，對(duì)預(yù)制構(gòu)件的準(zhǔn)確性有較高的要求。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)建對(duì)應(yīng)的裝配式建筑模型，能夠有效提升預(yù)制構(gòu)件的精準(zhǔn)性。因此，通過該項(xiàng)技術(shù)能夠有效避免因?yàn)轭A(yù)制構(gòu)件不合格而引起的工期延誤或返工情況，從而縮短裝配式建筑工程的建設(shè)周期。

1.2 降低施工建設(shè)成本

降低施工建設(shè)成本主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：（1）由于采用工廠機(jī)械加工模式，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的快速大規(guī)模生產(chǎn)，因此預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)成本相對(duì)以往更低；（2）將BIM技術(shù)應(yīng)用到工程中，通過事前的建筑碰撞檢測、構(gòu)件安裝方案制定等，不僅可以有效降低預(yù)制構(gòu)件的錯(cuò)誤率，而且能夠提高預(yù)制構(gòu)件的安裝效率，進(jìn)而提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。

1.3 提升施工現(xiàn)場布置的合理性

裝配式建筑工程與現(xiàn)澆工程有著較大的區(qū)別，其通常由眾多的預(yù)制構(gòu)件組成，但是由于施工現(xiàn)場空間的限制，很難對(duì)加工完成的預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行及時(shí)安裝，為避免對(duì)預(yù)制構(gòu)件整體吊裝造成不良影響，需要在施工建設(shè)前對(duì)施工現(xiàn)場做出科學(xué)合理的布置，同時(shí)規(guī)劃出合適的區(qū)域有序堆放預(yù)制構(gòu)件[2]。通過利用BIM技術(shù)的現(xiàn)場模擬特性，能夠科學(xué)制定塔吊的布置方案，規(guī)劃預(yù)制構(gòu)件堆放地點(diǎn)及預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場運(yùn)輸?shù)缆返龋瑥亩ＷC裝配式建筑工程現(xiàn)場施工的有序開展和進(jìn)行。

2 裝配式建筑工程施工中BIM技術(shù)的有效應(yīng)用

從當(dāng)前裝配式建筑工程施工對(duì)BIM技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用來看，其在施工準(zhǔn)備階段、構(gòu)件管控、施工進(jìn)度管理以及材料供應(yīng)等方面都有著較多的應(yīng)用。

2.1 在施工準(zhǔn)備階段的有效應(yīng)用

相較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)建筑工程，裝配式建筑工程有著更高的技術(shù)難度，對(duì)施工設(shè)計(jì)、施工安裝的準(zhǔn)確性要求都更高。例如在裝配式建筑工程中，各構(gòu)件安裝需按照特定的順序進(jìn)行，以有效避免鋼筋“打架”、套筒位置對(duì)中困難等問題，而這些設(shè)計(jì)通過以往的CAD圖紙很難清晰地反映出來，難以有效指導(dǎo)裝配式建筑工程施工。尤其是在暖通、強(qiáng)弱電等機(jī)電控制專業(yè)的施工中，CAD圖紙的劣勢更為明顯，而一旦在施工中出現(xiàn)管線“打架”、孔洞位置出現(xiàn)偏差等問題，勢必會(huì)引起工程大面積返工，不僅增大裝配式建筑工程的施工難度，而且也可能因此耽誤工期[3]。但通過BIM技術(shù)，可利用前期建立的BIM模型，對(duì)裝配式建筑工程中的管線、構(gòu)件做碰撞檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，提升圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，在BIM設(shè)計(jì)圖紙中，能夠?qū)θS圖像、時(shí)間安排等要素信息進(jìn)行展示，使得依據(jù)圖紙進(jìn)行現(xiàn)場施工具有更高的直觀性。

在施工準(zhǔn)備階段，BIM技術(shù)的應(yīng)用主要包括以下三個(gè)方面：（1）在平臺(tái)上進(jìn)行施工模擬。BIM技術(shù)具有較強(qiáng)的適用性，適用于建筑工程中的各個(gè)專業(yè)，在正式施工之前，可將各專業(yè)施工統(tǒng)一放在BIM模型中進(jìn)行模擬，以便從中找出存在的施工節(jié)點(diǎn)問題，如構(gòu)件安裝高度存在問題，影響到后續(xù)排水管道、消防管道等的安裝；預(yù)留孔洞位置存在較大偏差，管道無法正常穿過等。這些施工中可能存在的問題都可以通過BIM技術(shù)在施工準(zhǔn)備階段被發(fā)現(xiàn)，從而有效促進(jìn)施工順利開展。（2）利用BIM技術(shù)展示重要的施工節(jié)點(diǎn)。在裝配式建筑工程施工中，一些關(guān)鍵性施工節(jié)點(diǎn)通常都有著較高的復(fù)雜性，為有效保證其準(zhǔn)確性，可利用BIM技術(shù)對(duì)此施工節(jié)點(diǎn)的施工過程進(jìn)行全面展示，編制完善、合理的施工方案，為關(guān)鍵性施工節(jié)點(diǎn)的施工工作開展提供保障。（3）利用BIM技術(shù)可對(duì)施工環(huán)節(jié)、工作面等做出詳細(xì)的規(guī)劃，然后制定合適的施工工序，有助于保障施工順利開展[4]。

2.2 在構(gòu)件管控方面的有效應(yīng)用

裝配式建筑工程中所需要的各類構(gòu)件預(yù)制情況直接影響工程的施工質(zhì)量、施工進(jìn)度以及施工安全性，因此構(gòu)件管控成為裝配式建筑工程施工管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。國務(wù)院辦公廳也據(jù)此出臺(tái)了專門的指導(dǎo)意見——《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》，在該意見中明確指出應(yīng)加強(qiáng)裝配式建筑工程中的構(gòu)件預(yù)制管控，以有效保證整體施工質(zhì)量。

基于現(xiàn)階段裝配式工程實(shí)際施工現(xiàn)狀來看，在構(gòu)件管控方面主要應(yīng)用到BIM技術(shù)和RFID技術(shù)，通過二者的有效配合可實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的高效管控。RFID技術(shù)主要指的是無線電頻率識(shí)別技術(shù)，通過該項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)信息的實(shí)時(shí)傳遞，然后通過BIM技術(shù)平臺(tái)接收和整合預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)裝配式建筑工程預(yù)制構(gòu)件的全過程管理，提升管理的全面性和及時(shí)性[5]。在BIM技術(shù)和RFID技術(shù)的支持下，現(xiàn)場施工技術(shù)人員可對(duì)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)情況、規(guī)格型號(hào)、安裝位置、存儲(chǔ)情況等進(jìn)行全面的監(jiān)管，如果其中某個(gè)環(huán)節(jié)存在問題，現(xiàn)場施工技術(shù)人員可通過對(duì)應(yīng)軟件較為快速地發(fā)現(xiàn)，并制定有效的解決措施。在以往的裝配式建筑工程施工中，預(yù)制構(gòu)件堆放、運(yùn)輸安裝是影響勞動(dòng)力消耗的關(guān)鍵性因素，也是影響施工效率的重要因素，而在BIM技術(shù)和RFID技術(shù)應(yīng)用過程中，施工技術(shù)人員能夠根據(jù)實(shí)際施工需要安排預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸，并在較為合適的位置安排堆放，從而達(dá)到提升預(yù)制構(gòu)件安裝效率的目的。

2.3 在施工進(jìn)度管理中的有效應(yīng)用

相較于傳統(tǒng)建筑工程，裝配式建筑工程的施工周期更短，具有更高的施工效率。而為了進(jìn)一步凸顯出裝配式建筑工程的效率優(yōu)勢，可將BIM技術(shù)應(yīng)用于施工進(jìn)度管理中，充分利用BIM技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢。例如在裝配式建筑工程實(shí)際施工過程中，可針對(duì)其中的各個(gè)作業(yè)面，利用BIM技術(shù)制定出對(duì)應(yīng)的施工進(jìn)度計(jì)劃表，同時(shí)聯(lián)合前期構(gòu)建的BIM模型、現(xiàn)場施工監(jiān)控等進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，在施工人員組織、施工場地規(guī)劃安排等方面做出優(yōu)化，科學(xué)合理地穿插裝配工序，優(yōu)化不同施工技術(shù)之間存在的時(shí)間間隔，從而有效提升施工效率。此外，對(duì)于其中一些施工難點(diǎn)部位，可在實(shí)際施工前組織主要施工技術(shù)人員應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)實(shí)際施工進(jìn)行模擬，找出施工中容易出錯(cuò)的部位，以此確保施工能夠一次性完成，達(dá)到加快施工進(jìn)度的目的。同時(shí)通過此種施工方式，也能夠有效降低施工中材料的損耗率，在一定程度上降低建筑工程的施工成本。

將BIM技術(shù)應(yīng)用到進(jìn)度管理中，主要實(shí)現(xiàn)了施工現(xiàn)場進(jìn)度管理信息化，有效促進(jìn)施工場地的動(dòng)態(tài)化調(diào)整，通過應(yīng)用BIM技術(shù)的模擬施工及現(xiàn)場場地布置模擬等，能夠讓現(xiàn)場預(yù)制構(gòu)件堆放、各類設(shè)備擺放更趨于合理，避免出現(xiàn)相互干擾的情況，提升人員、設(shè)備、材料的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，同時(shí)在科學(xué)的場地布置之下，也有助于提升建筑工程的施工安全性。

2.4 在材料供應(yīng)方面的有效應(yīng)用

通常裝配式建筑工程都有著較大的工程體量，對(duì)建筑工程施工材料的消耗較大，而在傳統(tǒng)的施工管理模式下，在對(duì)大量建筑施工材料進(jìn)行管理時(shí)，較容易出現(xiàn)材料供應(yīng)不及時(shí)、材料供應(yīng)中斷的現(xiàn)象，尤其是在裝配式建筑工程的交叉施工中，這種現(xiàn)象出現(xiàn)得較為頻繁。因此，在應(yīng)用BIM技術(shù)的過程中，應(yīng)針對(duì)各施工階段、施工環(huán)節(jié)對(duì)材料的消耗做精確的計(jì)算與分析，同時(shí)利用BIM技術(shù)平臺(tái)對(duì)材料庫存、施工進(jìn)度等進(jìn)行統(tǒng)一化管理，從而提前預(yù)算對(duì)建筑材料的需求，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑材料供應(yīng)的動(dòng)態(tài)化調(diào)整，保證材料供應(yīng)的及時(shí)性[6]。此外，也可應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)材料損耗量的科學(xué)性做出判斷，及時(shí)找出材料異常損耗的原因，對(duì)施工工藝、現(xiàn)場管理方法等做出優(yōu)化，以此來提升裝配式建筑材料應(yīng)用的科學(xué)性，減少材料異常損耗，節(jié)約裝配式建筑工程的建設(shè)成本。

3 結(jié)語

綜上所述，在裝配式建筑工程項(xiàng)目中應(yīng)用BIM技術(shù)具有較多的優(yōu)勢，能夠有效提升建筑施工效率，加快建筑工程施工進(jìn)度，同時(shí)在一定程度上降低裝配式建筑工程的施工成本。因此，在當(dāng)前裝配式建筑工程施工中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，將該項(xiàng)技術(shù)科學(xué)合理地應(yīng)用到建筑工程項(xiàng)目的各個(gè)施工階段，促進(jìn)BIM技術(shù)的全過程管理與應(yīng)用，切實(shí)發(fā)揮BIM技術(shù)的先進(jìn)性，從而推動(dòng)我國現(xiàn)代化城市建設(shè)發(fā)展。