BIM 技術(shù)在裝配式建筑施工過程中的應(yīng)用分析

朱曉明 楊向濤 徐佳巍 張冬梅 張微微

（1.黑龍江農(nóng)墾職業(yè)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150000；2.黑龍江省交投公路建設(shè)投資有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

建筑工程在我國(guó)經(jīng)濟(jì)中占有較為重要的地位，建筑工程施工質(zhì)量與每個(gè)人都息息相關(guān)，裝配式建筑作為當(dāng)今建筑工程中發(fā)展速度較快的一種項(xiàng)目工程，裝配式建筑的存在能夠加快建筑工程的成型，在進(jìn)行施工時(shí)，裝配式建筑對(duì)材料的要求較低，能夠滿足多種環(huán)境的建筑需求，但是當(dāng)今裝配式建筑的應(yīng)用尚不成熟，存在著較多的問題，設(shè)計(jì)和施工效率影響著建筑工程整體的生產(chǎn)速度，而利用BIM 技術(shù)能夠有效的解決裝配式建筑施工中存在的問題，應(yīng)當(dāng)受到專業(yè)人士的重視。

一、BIM 技術(shù)與裝配式建筑概述

（一）BIM 技術(shù)概述

BIM 技術(shù)最早由美國(guó)提出，本意為建筑信息模型，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展傳播，到我國(guó)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，已經(jīng)具有了較為成熟的應(yīng)用體系，在我國(guó)的建筑工程領(lǐng)域中，BIM 技術(shù)已經(jīng)得到了一定的認(rèn)同，這種技術(shù)能夠?qū)⒔ㄖこ滔嚓P(guān)的各種專業(yè)進(jìn)行有效的串聯(lián)，使得建筑工程得到了高速的發(fā)展。BIM 技術(shù)在當(dāng)今的應(yīng)用對(duì)于城市現(xiàn)代化有著巨大的幫助，當(dāng)今各個(gè)城市推行的智慧城市建設(shè)都需要對(duì)各種信息進(jìn)行有效的收集處理以及進(jìn)行應(yīng)用，而BIM 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)這種目的，BIM 技術(shù)可以在建筑工程施工的各個(gè)環(huán)節(jié)都發(fā)揮一定的作用，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)采用BIM 技術(shù)能夠有效的對(duì)建筑各種信息進(jìn)行處理，相較于傳統(tǒng)的建筑工程所用技術(shù)如CAD 等，BIM 技術(shù)具有更加全面的功能，不僅能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)信息進(jìn)行處理，對(duì)于一些相關(guān)因素同樣可以進(jìn)行考慮，包括建筑的光照水平，以及不同區(qū)域的可視度設(shè)計(jì)等，通過BIM 技術(shù)都可以進(jìn)行綜合考慮。在進(jìn)行施工時(shí)，可以采用BIM 技術(shù)進(jìn)行有效的實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)各種建筑結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，然后能夠及時(shí)對(duì)其中存在的問題進(jìn)行提前分析，及時(shí)進(jìn)行施工策略改變，利用BIM 技術(shù)能夠有效地綜合多個(gè)信息，在施工之前甚至可以利用大量的信息作為支持，進(jìn)行有效的模擬，對(duì)于后期問題能夠提前進(jìn)行預(yù)估。BIM 技術(shù)在后期的建筑運(yùn)營(yíng)中，同樣可以為價(jià)值提供一定的保障，采用BIM 技術(shù)能夠降低生產(chǎn)成本，減少施工風(fēng)險(xiǎn)，能夠有效提高建筑價(jià)值。

（二）裝配式建筑概述

裝配式建筑相較于傳統(tǒng)的建筑施工而言最大的差異便是施工方式，傳統(tǒng)的建筑工程施工時(shí)，大多是購(gòu)買相應(yīng)的原材料，在施工工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行原料混合加工形成混凝土等材料然后進(jìn)行利用施工，實(shí)現(xiàn)建筑建造的目的。而裝配式建筑則能夠避免材料加工的環(huán)節(jié)，在進(jìn)行施工時(shí)也更加簡(jiǎn)單，裝配式建筑的具體施工流程是根據(jù)建筑設(shè)計(jì)引進(jìn)各種各樣的建筑構(gòu)件，利用在施工現(xiàn)場(chǎng)利用各種建筑構(gòu)件進(jìn)行裝配整合，共同安裝成一個(gè)建筑主體，形成一個(gè)完整的建筑結(jié)構(gòu)。我國(guó)裝配式建筑發(fā)展相較于傳統(tǒng)的建筑工程而言較晚，但是經(jīng)過一定時(shí)間的發(fā)展，已經(jīng)具備了一定的施工體系，其最大的特點(diǎn)便是工程一體化，相較于傳統(tǒng)的建筑工程，裝配式建筑能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)施工和維護(hù)一體化，裝配式建筑大部分工作在于設(shè)計(jì)，有了有效的設(shè)計(jì)之后，后續(xù)的施工工作要求不高，在進(jìn)行施工時(shí)，不需要對(duì)施工材料進(jìn)行加工，大部分建筑構(gòu)件有一定的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，可以直接進(jìn)行購(gòu)買使用安裝，實(shí)現(xiàn)一體化建造生產(chǎn)較為簡(jiǎn)單，根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容能夠有效地進(jìn)行資源整理施工。此外，在功能上建筑也能夠?qū)崿F(xiàn)一體化，在裝配式建筑施工時(shí)，需要考慮線路接口等多個(gè)問題，不僅能夠保障建筑工程的質(zhì)量，還對(duì)建筑內(nèi)的機(jī)電和裝修等進(jìn)行考慮，位后期建筑應(yīng)用提供便利。

（三）裝配式建筑未來的發(fā)展方向

裝配式建筑在當(dāng)今逐漸普及開來，越來越多的建筑工程采用裝配式建筑施工，在未來裝配式建筑業(yè)具有廣闊的發(fā)展空間。未來裝配式建筑的發(fā)展會(huì)結(jié)合各種技術(shù)來實(shí)現(xiàn)更加深入的發(fā)展，其整體發(fā)展趨勢(shì)主要是一體化發(fā)展，一方面是設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一體化，在這個(gè)過程中，還包括相應(yīng)的施工運(yùn)營(yíng)和維護(hù)工作，這些都是生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)施工的一體化能夠簡(jiǎn)化裝配式建筑的施工整體效率，當(dāng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)施工和運(yùn)營(yíng)維護(hù)都一體化后，在進(jìn)行裝配式建筑施工時(shí)，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)能夠直接與施工環(huán)節(jié)相連，直接進(jìn)行裝配式建筑的整體設(shè)計(jì)，在進(jìn)行基礎(chǔ)的裝配式建筑施工時(shí)，能夠?qū)κ┕み^程中遇到的問題進(jìn)行及時(shí)的反饋，然后對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)，而裝配式建筑的特點(diǎn)也使得施工試錯(cuò)成本相對(duì)較低，這樣進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，能夠避免提前進(jìn)行完整設(shè)計(jì)但是忽略施工中存在的問題而導(dǎo)致需要對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行刪改，浪費(fèi)大量的設(shè)計(jì)精力，這種采用一體化設(shè)計(jì)施工的方法同樣能夠?qū)Y源成本進(jìn)行有效的控制，一般進(jìn)行施工時(shí)需要根據(jù)設(shè)計(jì)來進(jìn)行相應(yīng)的裝配結(jié)構(gòu)購(gòu)買，但是如果提前進(jìn)行設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題，則購(gòu)買的構(gòu)建則無(wú)法進(jìn)行使用會(huì)造成資源的浪費(fèi)。在完成一體化的發(fā)展后，裝配式建筑的后期維護(hù)運(yùn)營(yíng)也會(huì)更加簡(jiǎn)便，主要是由于一體化施工能夠確保包括設(shè)計(jì)方案以及施工檔案等各種信息能夠保留下來，根據(jù)這些信息可以對(duì)裝配式建筑的整體結(jié)構(gòu)有直觀的了解，在進(jìn)行運(yùn)營(yíng)時(shí)也可以根據(jù)裝配式建筑的特點(diǎn)來選擇合適的運(yùn)營(yíng)方式，充分發(fā)揮裝配式建筑的價(jià)值。同時(shí)在進(jìn)行后期的維護(hù)時(shí)，還能夠根據(jù)已有的信息來對(duì)裝配式建筑容易出現(xiàn)損壞的地方進(jìn)行針對(duì)性檢查維護(hù)，根據(jù)設(shè)計(jì)施工的檔案能夠制定合理的檢查維護(hù)周期，降低維護(hù)成本。同時(shí)根據(jù)相關(guān)檔案信息也能夠?qū)崿F(xiàn)在建筑出現(xiàn)施工導(dǎo)致的問題后進(jìn)行有效的追責(zé)。裝配式建筑的一體化往往還體現(xiàn)在功能一體化方面，未來的裝配式建筑不僅僅是建筑結(jié)構(gòu)施工時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)一體化，其水電輸送和裝修等同樣會(huì)實(shí)現(xiàn)一體化，未來的裝配式建筑會(huì)在建造過程中為未來的水電輸送管道和裝修措施提前進(jìn)行空間預(yù)留等，在進(jìn)行施工建造過程中會(huì)需要有相關(guān)企業(yè)進(jìn)行合作，確定相應(yīng)的零件規(guī)格，多個(gè)專業(yè)協(xié)同，能夠提高建筑功能的整體性，降低建筑在后期由于管道和裝修問題而出現(xiàn)損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

（四）裝配式建筑施工存在的問題

雖然裝配式建筑時(shí)具有一定的優(yōu)點(diǎn)，但是也有一定的施工問題需要解決，首先便是建筑多樣化設(shè)計(jì)問題，當(dāng)今大部分裝配式建筑在設(shè)計(jì)方面，都存在多樣性不足的情況，由于裝配式建筑自身高適應(yīng)性的特點(diǎn)，使其能夠適應(yīng)于多種環(huán)境，因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，大多采用的都是這種適應(yīng)性結(jié)構(gòu)，建筑基本結(jié)構(gòu)沒有較大的差別，導(dǎo)致大部分裝配式建筑結(jié)構(gòu)單調(diào)，沒有充分發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)的作用。另一方面，在建筑構(gòu)件應(yīng)用時(shí)，部分裝配式建筑對(duì)構(gòu)件的運(yùn)輸以及應(yīng)用不合理，不僅導(dǎo)致整體建筑工程成本較高，還會(huì)導(dǎo)致部分建筑結(jié)構(gòu)安裝存在問題，影響建筑質(zhì)量，最后的問題便是部分裝配式建筑施工時(shí)缺乏有效的施工管理，導(dǎo)致整個(gè)工程無(wú)法根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，存在有部分模塊施工錯(cuò)誤的情況影響建筑工程的整體水平。此外，在進(jìn)行裝配式建筑施工時(shí)，往往還需要考慮成本問題，當(dāng)今裝配式建筑整體成本偏高，導(dǎo)致裝配式建筑難以更加快速的推廣，造成其成本高的原因角度，除了之前提到的設(shè)計(jì)問題導(dǎo)致建筑成本較高，當(dāng)今裝配式建筑的成本較高的另一個(gè)原因便是裝配式建筑企業(yè)生產(chǎn)體系尚不完善，由于裝配式建筑興起時(shí)間較短，缺乏足夠的裝配相關(guān)零件生產(chǎn)企業(yè)，在這種情況下，由于缺乏成熟的生產(chǎn)體系，有些企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)能也不能充分發(fā)揮作用，部分施工方難以獲取質(zhì)量和數(shù)量都達(dá)標(biāo)的構(gòu)件，便需要耗費(fèi)更多的成本引進(jìn)一定數(shù)量國(guó)外的構(gòu)件。除了這些問題外，一些社會(huì)問題同樣影響裝配式建筑的施工，當(dāng)前對(duì)裝配式建筑施工進(jìn)行規(guī)范的法案數(shù)量較少，存在著標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的缺失，導(dǎo)致施工時(shí)沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，一旦施工人員交流存在漏洞，可能由于使用標(biāo)準(zhǔn)不同影響裝配式建筑的施工。

二、提高裝配式建筑中BIM 技術(shù)應(yīng)用水平的措施

（一）改進(jìn)裝配式建筑設(shè)計(jì)

裝配式建筑設(shè)計(jì)是施工的前提，裝配式建筑施工的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括較多，一方面需要考慮建筑自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，需要考慮到建筑的設(shè)計(jì)需求，包括建筑的面積以及廳室的安排等，此外，還需要考慮當(dāng)?shù)氐牡貏?shì)等各種環(huán)境因素的影響。另一方面則需要對(duì)裝配式建筑的功能性進(jìn)行考慮，確定如何安裝各種各樣的管道，確保建筑水電供應(yīng)的穩(wěn)定可靠。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)可以采用BIM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)這些要素的綜合考慮，利用BIM 技術(shù)能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)進(jìn)行模型構(gòu)造，同時(shí)能夠?qū)⒌匦蔚貏?shì)以及建筑結(jié)構(gòu)等要素充分考慮在內(nèi)，通過輸入相應(yīng)數(shù)據(jù)確定建筑結(jié)構(gòu)是否滿足要求，在設(shè)計(jì)時(shí)能夠更加全面考慮，具有高效性。通過BIM 技術(shù)結(jié)合其他數(shù)據(jù)處理軟件，還可以為相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)附上相應(yīng)的屬性數(shù)值，可以引進(jìn)相應(yīng)的算法系統(tǒng)或者對(duì)BIM 應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，使其能夠適應(yīng)于裝配式建筑施工的設(shè)計(jì)，通過系統(tǒng)對(duì)屬性能夠進(jìn)行直觀的了解，自動(dòng)計(jì)算設(shè)計(jì)時(shí)各個(gè)區(qū)域受力等情況，當(dāng)部分區(qū)域超出一定閾值時(shí)予以警報(bào)，避免設(shè)計(jì)時(shí)由于設(shè)計(jì)人員失誤導(dǎo)致，裝配式建筑結(jié)構(gòu)存在問題，在使用時(shí)出現(xiàn)材料載荷能力不足的情況，提高裝配式建筑整體質(zhì)量。

（二）提高構(gòu)件應(yīng)用水平

構(gòu)件的應(yīng)用是裝配式建筑施工的關(guān)鍵，構(gòu)件作為建筑施工的主體，需要對(duì)其進(jìn)行合理的安排應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)在確保建筑質(zhì)量的前提下盡可能對(duì)建筑工程的成本進(jìn)行控制，在進(jìn)行裝配式建筑的構(gòu)件應(yīng)用時(shí)，可以利用BIM技術(shù)，利用BIM 技術(shù)制造相應(yīng)構(gòu)件的建筑模型，利用BIM 技術(shù)進(jìn)行有效的模型建設(shè)，利用相應(yīng)的構(gòu)件模型進(jìn)行建筑模型的構(gòu)造，確定建筑整體建筑施工時(shí)，各個(gè)構(gòu)件的安裝區(qū)域，通過BIM 技術(shù)提前對(duì)需要用到的構(gòu)件數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，確定構(gòu)件的規(guī)格，然后再投入相應(yīng)的資源引進(jìn)構(gòu)件，能夠確保減少不必要的成本浪費(fèi)，此外，在進(jìn)行建筑構(gòu)件施工時(shí)，基于已有的模型施工能夠具有更高的效率，而且建筑質(zhì)量也能夠得到有效的保障。

（三）加強(qiáng)施工管理水平

建筑施工管理是較為重要的內(nèi)容，是工程質(zhì)量最基本的保障，要加強(qiáng)施工管理水平，需要有效的結(jié)構(gòu)組織，施工隊(duì)伍可以組織相應(yīng)的小組作為協(xié)調(diào)組織結(jié)構(gòu)，確保各個(gè)環(huán)節(jié)之間的交互順利進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)BIM 設(shè)計(jì)與施工的一體化，小組成員對(duì)各種設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行審查之后，交由施工人員施工，兩者之間的交底工作保留檔案，當(dāng)工程施工時(shí)出現(xiàn)問題通過小組及時(shí)反饋，設(shè)計(jì)人員對(duì)相應(yīng)的信息進(jìn)行調(diào)整利用BIM 技術(shù)重新對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行更新，將問題考慮在內(nèi)重新進(jìn)行有效的規(guī)劃，提高問題解決的效率。

（四）基于BIM 系統(tǒng)平臺(tái)構(gòu)建集成體系

在進(jìn)行裝配式建筑施工時(shí)，需要有成熟的體系來確保施工的順利進(jìn)行，而且完整的體系不僅能夠提高產(chǎn)能，還能夠降低施工所需的材料成本，進(jìn)行局部的BIM 交互系統(tǒng)建設(shè)，使其能夠支持多人同時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)，能夠有效地提高裝配式建筑設(shè)計(jì)效率，同時(shí)彼此之間的設(shè)計(jì)信息共性，能夠保障彼此之間采用的設(shè)計(jì)方案能夠有效地結(jié)合，另外，集成的系統(tǒng)方便對(duì)各個(gè)崗位的人員工作進(jìn)行合理的調(diào)配，對(duì)不同崗位人員授予相應(yīng)的系統(tǒng)權(quán)限，能夠簡(jiǎn)化施工交流流程，施工人員通過BIM 系統(tǒng)來對(duì)施工中遇到的問題進(jìn)行反饋，設(shè)計(jì)人員也通過相應(yīng)的系統(tǒng)來對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)并在系統(tǒng)平臺(tái)上進(jìn)行交接，具有較高的設(shè)計(jì)施工效率。

三、結(jié)語(yǔ)

裝配式建筑的施工改進(jìn)有助于推動(dòng)建筑工程的發(fā)展，而利用BIM 技術(shù)能夠有效提高裝配式建筑設(shè)計(jì)施工質(zhì)量和效率，應(yīng)當(dāng)受到人們重視，推廣BIM 技術(shù)的應(yīng)用。