淺析BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑施工中的運用

王蕾

摘要：科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展給人們的生活各個方面都帶來很多的便利條件。尤其是在建筑行業(yè)，預(yù)制裝配式建筑因其獨有的優(yōu)勢被廣泛的運用到現(xiàn)代的建筑工程中，而且具有很好的發(fā)展前景。而BIM技術(shù)被充分的運用到預(yù)制裝配式建筑中，不但彌補傳統(tǒng)的建筑行業(yè)的不足，同時也大大地提高了施工的質(zhì)量。本文通過分析BIM技術(shù)和預(yù)制裝配式建筑的價值，闡述BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑施工中的具體運用。

關(guān)鍵詞：BIM;預(yù)制裝配式建筑;施工

Abstract： The continuous development of science and technology has brought many conveniences to all aspects of people’s lives. Especially in the construction industry， prefabricated buildings are widely used in modern construction projects because of their unique advantages， and have good development prospects. The BIM technology is fully applied to prefabricated buildings， which not only makes up for the shortcomings of the traditional construction industry， but also greatly improves the quality of construction. This paper elaborates the specific application of BIM technology in the construction of prefabricated building by analyzing the value of BIM technology and prefabricated building.

Keywords： BIM; prefabricated building; construction

一、前言

預(yù)制裝配式建筑在建筑行業(yè)運用的越來越廣泛，但因其大部分都是由構(gòu)件組成的建筑形式，使其在施工的過程中難免會受到一些因素的影響，如各個環(huán)節(jié)的銜接以及一些復(fù)雜的安裝部位，進而影響了整個施工的效率。而BIM技術(shù)的應(yīng)用，就能夠很好的解決這方面的問題。

二、BIM技術(shù)和預(yù)制裝配式建筑的相關(guān)概述

（一）BIM技術(shù)

BIM技術(shù)是一種新型的數(shù)字信息技術(shù)，它是通過運用和構(gòu)建一種模擬建筑信息而生成的模型[1]。要想構(gòu)建一個建筑物的仿真模擬模型，就需要相關(guān)的建筑工程參數(shù)來支持，通過BIM技術(shù)分析和計算預(yù)制裝配式建筑施工中的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，在根據(jù)實際施工中的協(xié)調(diào)和重新調(diào)整，最終構(gòu)建越一個仿真的建筑主體模型（如圖1）。

（二）預(yù)制裝配式建筑

經(jīng)濟的迅速發(fā)展給我國的建筑行業(yè)也帶來前所未有的機遇，在土地資源越來越緊張的情況下，預(yù)制裝配式建筑被廣泛的運用到我國的建筑行業(yè)中，而且還具有較大的發(fā)展空間。預(yù)制裝配式建筑貫穿的是綠色發(fā)展的觀念，許多的城市建筑因為其能夠?qū)⒖臻g進行分隔和充分利用空間被應(yīng)用（如圖2）。需要注意的是，建筑的施工單位一定要保證制作出來的構(gòu)件質(zhì)量符合標準，不能夠出現(xiàn)質(zhì)量不過關(guān)的構(gòu)件，因為預(yù)制裝配式建筑對構(gòu)件有嚴格的要求[2]。

BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑施工中的效果受兩方面因素的影響：

1. 如果沒有及時仔細的了解預(yù)制裝配式建筑材料構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，在實際的安裝過程中就會出現(xiàn)因構(gòu)件不齊全導(dǎo)致在裝配上出現(xiàn)失誤的情況[3]。

2. 一些不定性的因素對其影響也比較大，如天氣等因素。如果安裝遇到惡劣天氣或者供應(yīng)商沒能夠及時的發(fā)貨供貨，在一定程度上會影響預(yù)制裝配式建筑的施工進度。

三、BIM技術(shù)和預(yù)制裝配式建筑的價值

（一）預(yù)制裝配式建筑的價值

雖然預(yù)制裝配式建筑受很多因素的影響，但其優(yōu)點已經(jīng)遠遠的超過它的弊端，具體的體現(xiàn)在以下幾方面：

1. 預(yù)制裝配式建筑在材料結(jié)構(gòu)方面具有噪音小、沒有污染和綠色環(huán)保等優(yōu)點，而且相對來說占地面積比較小，這也在一定程度上節(jié)約了土地資源，秉承了可持續(xù)發(fā)展的理念。

2. 預(yù)制裝配式建筑在施工速度上比較快，這也充分的顯現(xiàn)出預(yù)制裝配式建筑高效率的特點。

3. 預(yù)制裝配式建筑的施工質(zhì)量也比較高，因其本身對構(gòu)件的質(zhì)量要求就比較高，所以建造出來的整體建筑相對于傳統(tǒng)的建筑質(zhì)量上就更上一層樓[4]。

（二）BIM技術(shù)的價值

1. 有利于提高質(zhì)量管理效率

預(yù)制裝配式建筑運用BIM技術(shù)，能夠有效地解決傳統(tǒng)依靠紙質(zhì)進行信息傳遞和溝通的現(xiàn)象，大大提高了對預(yù)制裝配式建筑質(zhì)量管理的效率。BIM技術(shù)將預(yù)制裝配式建筑施工中的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息進行數(shù)字信息化處理，進而產(chǎn)生模型，使傳統(tǒng)的2D建筑設(shè)計被建筑3D的可視化所取代，這樣就對建筑工程所需要的構(gòu)架數(shù)量和安裝尺寸更加具體和準確[5]。另外，也方便了對建筑的設(shè)計和方案的交流和討論，進而提高預(yù)制裝配式建筑的質(zhì)量，優(yōu)化整個建筑工程。

2. 有利于控制工程質(zhì)量和責任的追溯

相關(guān)的施工管理人員可以運用BIM技術(shù)產(chǎn)生的模型對施工情況進行隨時查看，對施工中出現(xiàn)的問題和影響因素能夠及時掌握，進而有效的控制工程的質(zhì)量。

BIM技術(shù)能夠充分運用傳感器和二維碼對預(yù)制裝配式建筑施工現(xiàn)場的實際作業(yè)情況進行及時的記錄和跟蹤，這樣工程的質(zhì)量就能夠和明確的區(qū)分出來，便于日后的責任追溯[6]。

四、BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑施工中的具體運用

（一）優(yōu)化整體設(shè)計

建筑工程在施工之前都要進行相關(guān)的施工設(shè)計，只有這樣才能開展下一步的施工作業(yè)，施工設(shè)計的效果如何直接影響著整個建筑工程的質(zhì)量，在設(shè)計的過程中允許存在一定的誤差，但是該誤差必須控制在一定的范圍之內(nèi)。因此施工單位要高度重視這一點，并且準確的把握相關(guān)數(shù)據(jù)[7]。運用BIM技術(shù)能夠充分的將建筑設(shè)計中存在的問題顯現(xiàn)出來，并且在建立相應(yīng)的仿真模型之后，可以充分顯示出來對預(yù)制裝配式建筑構(gòu)件的模擬安裝，在這一過程中即使有很小的錯誤也能夠發(fā)現(xiàn)出來。通過不斷地對BIM技術(shù)進行優(yōu)化，使相關(guān)的數(shù)據(jù)更加準確，從而使建筑的整體設(shè)計更加科學(xué)和合理。

（二）在構(gòu)件制造中的應(yīng)用

隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，任何行業(yè)都存在很多的數(shù)據(jù)，建筑行業(yè)也不例外，因此只有對建筑行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)進行嚴格的管理，才能夠提高建筑工程的施工質(zhì)量。在預(yù)制裝配式建筑構(gòu)件的制造中，運用BIM技術(shù)通過技術(shù)工人在對應(yīng)的構(gòu)件上進行編碼，這樣就掌握每一個構(gòu)件在整個生命周期的數(shù)據(jù)[8]。在對構(gòu)件管理的過程中，根據(jù)已經(jīng)設(shè)定編碼的構(gòu)件進行安裝芯片工作，能夠?qū)ζ溥M行實時跟蹤，以免發(fā)生構(gòu)件丟失的狀況。運用BIM技術(shù)將芯片上的信息采集下來進行構(gòu)件的制作，不但保證數(shù)據(jù)相對準確，同時也確保構(gòu)件的質(zhì)量，之后根據(jù)實際情況將預(yù)制裝配式建筑構(gòu)件送至安裝現(xiàn)場[9]。

（三）在場地布置方面的應(yīng)用

預(yù)制裝配式材料的堆放問題一直是施工當中主要的問題之一，它不僅包括材料的堆放位置，還包括運輸材料的路線和塔吊的安裝位置等方面。大多數(shù)的施工場地都比較有限，因此要合理的對方材料，合理的安排構(gòu)件進場的數(shù)量。運用BIM技術(shù)建立相應(yīng)的場地模型，在此基礎(chǔ)上來分析施工計劃和施工現(xiàn)場的實際情況。規(guī)劃的運輸路線要合理，當構(gòu)件進場之后要堆放在塔吊有效范圍之內(nèi)[10]。為了確保施工的每一個環(huán)節(jié)都能夠順利地進行，運用BIM技術(shù)設(shè)計出來的模型將構(gòu)件和其他材料合理的堆放（如圖3）。

（四）在碰撞檢測分析中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的2D設(shè)計出來的平面圖不夠直觀，如果完全按照它的分析即使再有經(jīng)驗的技術(shù)工人也會出現(xiàn)失誤的時候，進而就會使構(gòu)件之間發(fā)生碰撞的問題。而通過BIM技術(shù)設(shè)計出來的模型進行相關(guān)的碰撞檢測，從而確定在實際施工中可能產(chǎn)生的影響，通過進一步的調(diào)整和修改構(gòu)件，減少模板的損傷和消耗，保證施工有序的進行。

除此之外，也可以利用BIM技術(shù)將預(yù)埋管線和板筋進行模擬碰撞測試，在一定程度上優(yōu)化管線的走向和布置，進一步減少管線等材料的消耗數(shù)量。由此可見，設(shè)計的圖紙和方案通過BIM技術(shù)所構(gòu)建的模型能夠有效地對其進行檢測，優(yōu)化整個施工方案，從而降低由于方案和設(shè)計存在的問題造成的返工概率，也大大提高施工的進程。

（五）在節(jié)點連接中的應(yīng)用

為了確保預(yù)制裝配式建筑具有良好的質(zhì)量，就應(yīng)該不斷地提升節(jié)點的連接水平，在實際的施工過程中，如果PC板之間的連接存在細微的位移都會對其他的PC板連接產(chǎn)生影響。因此，對于那些復(fù)雜的PC板之間的節(jié)點，可以采用BIM技術(shù)對其進行可視化的放大，能夠提高在實際的施工過程中節(jié)點連接的準確性。

（六）在材料管理方面的應(yīng)用

1.施工前期

為了有效地控制預(yù)制裝配式建筑構(gòu)件的采購量，在構(gòu)件進場之前運用BIM技術(shù)對施工現(xiàn)場的實際情況進行分析，尤其是那些工地相對狹小和工期緊張的施工單位，這一點顯得尤為重要。根據(jù)工地現(xiàn)場對構(gòu)件的實際需求來合理預(yù)算和規(guī)劃構(gòu)件的采購數(shù)量，有針對性的提前做好準備，以此來減少和避免出現(xiàn)構(gòu)件多次搬運的現(xiàn)象。

2.施工過程中

如果在施工的過程中出現(xiàn)一些特殊情況，也就是工程的施工進度需要進行調(diào)整，那么也可運用BIM技術(shù)檢查施工現(xiàn)場的實際情況，通過與之前的施工計劃進行對比，來調(diào)整和優(yōu)化構(gòu)件材料的進場順序和數(shù)量。

3.施工之后的分析工作

通過運用BIM技術(shù)對施工后材料和構(gòu)建的分析，能夠明確實際用量和計劃用量之間的差異情況，以及對那些無謂的材料消耗情況的了解，這樣為之后的采購工作提供一定的依據(jù)，同時也能夠針對這樣的問題采取有針對性的管理措施。

（七）施工的仿真模擬

采用BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑正式施工之前對結(jié)構(gòu)和場地模型與項目的施工計劃進行充分的融合，這樣施工人員通過相關(guān)的施工模擬動畫對施工中的細節(jié)和工序就能夠有個詳細的了解。同時，采用施工模擬的方式，對預(yù)制構(gòu)件有個充分的了解，也能夠明確具體施工中各個環(huán)節(jié)的具體情況，進而從施工的方案和計劃中分析出可能會引起施工的一些影響因素，這樣在一定程度上就避免因為施工方案或者計劃不合理不科學(xué)導(dǎo)致的問題，從而對施工進度和質(zhì)量產(chǎn)生影響，這也優(yōu)化了整個的施工方案。

（八）在運營維護階段的運用

采用BIM技術(shù)構(gòu)建一個預(yù)制裝配式建筑的服務(wù)體系，從而對其構(gòu)建等設(shè)備進行相應(yīng)的維護。如當發(fā)生火災(zāi)時，通過該服務(wù)系統(tǒng)運用BIM技術(shù)構(gòu)建的模型準確的調(diào)出起火點的位置，這樣對起火位置構(gòu)建的屬性進行判斷之后，使消防員能夠在最短的時間內(nèi)準確的到達起火點進行滅火工作，有效地提高滅火的效率，減少經(jīng)濟損失。

除此之外，在對預(yù)制裝配式建筑的日常維護工作中，也可以通過該模型對構(gòu)件的信息隨時查詢和了解，在很大程度上都提升維護的效率。通過對構(gòu)件在整個過程中的了解，保證構(gòu)件的安裝質(zhì)量以及責任的劃分更加明確，并且日常的維護階段中采用BIM技術(shù)進行實時監(jiān)測和分析，能夠及時發(fā)現(xiàn)消耗能量較高的部位，有助于及時地找到解決方案進一步處理。

（九）在拆除階段的運用

在拆除預(yù)制裝配式建筑的過程中，也可以充分利用BIM技術(shù)來提高工作效率。運用BIM技術(shù)構(gòu)件的模型，能夠比較方便快速的對所需要拆除的建筑的規(guī)模、特點和結(jié)構(gòu)等方面有個詳細的了解。

通過模擬再現(xiàn)裝配式建筑在施工的過程中的實際施工工藝，進而展示構(gòu)件中比較復(fù)雜和難度系數(shù)比較大的環(huán)節(jié)，對拆除過程中可能遇到的問題也有所預(yù)測。設(shè)計相應(yīng)的拆除計劃和方案，也可以運用BIM技術(shù)模擬建筑的拆除，通過對其仿真演示，優(yōu)化整個的拆除流程。同時，對拆除過程中所需要的資源也可以運用BIM技術(shù)進行合理的配置，使拆除現(xiàn)場的機械和工作人員能夠更加方面操作，從而在明確施工工藝和程序的情況下，有效地開展拆除工作。除此之外，為了降低成本，有效地利用拆除下來的構(gòu)件，采用BIM技術(shù)對構(gòu)件進行相應(yīng)的評估，根據(jù)構(gòu)件的剩余價值進行處理。

五、結(jié)語

綜上所述，預(yù)制裝配式建筑在施工過程中需要進行大量的裝配工作，為了達到施工的要求和環(huán)保節(jié)能的目的，采用BIM技術(shù)能夠有效地提高整個施工的質(zhì)量水平。應(yīng)用BIM技術(shù)不但對傳統(tǒng)的建筑行業(yè)施工中存在的問題給予彌補，而且還在很大程度上為建筑行業(yè)的順利發(fā)展提供相關(guān)的技術(shù)支持，通過優(yōu)化整個預(yù)制裝配式建筑的施工方案，有效的提升了工程的施工質(zhì)量，這也有利于企業(yè)和社會經(jīng)濟效益的提升。

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