BIM技術(shù)在裝配式建筑施工管理中的應(yīng)用

練水泉

摘要：裝配式建筑的發(fā)展，打破并創(chuàng)新了原有的傳統(tǒng)施工建造模式，提升了建筑施工效率，并降低了工程施工成本;BIM技術(shù)，即建筑信息模型技術(shù)，是實(shí)施裝配式建筑的有效手段，在裝配式建筑的材料、質(zhì)量、安全、進(jìn)度、技術(shù)交底和工程變更等施工階段各個(gè)環(huán)節(jié)的管理中均可起到重要的作用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);裝配式建筑;施工階段;管理應(yīng)用

引言

裝配式建筑是近幾年建筑行業(yè)開始流行的建筑方式，相對于傳統(tǒng)建筑施工流程，裝配式建筑減少了現(xiàn)場施工工作量。由于建筑構(gòu)件是在專門的工廠中加工而成，因此省去了對應(yīng)的現(xiàn)場現(xiàn)澆施工環(huán)節(jié)，并降低了現(xiàn)場施工作業(yè)所產(chǎn)生的污染，有效提升了建筑工程的生態(tài)功能，并起到了節(jié)約生產(chǎn)成本的作用。建筑構(gòu)件在工廠生產(chǎn)完成后，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，然后進(jìn)行拼裝連接工作，該項(xiàng)工作作為裝配式建筑施工階段的核心工作，對于裝配方式以及安裝精度均有著較高的要求，若在拼裝連接過程中出現(xiàn)較大失誤，大多數(shù)情況下只能通過重建的方式進(jìn)行處理?；诖耍诎惭b前要展開精確的建模工作，以此確保工程能夠順利完成。

一、裝配式建筑施工中BIM技術(shù)概述

（一）BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)最早起源于美國，早期對于BIM的定義為產(chǎn)品模型，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，BIM也被賦予了新的意義，由此BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域中發(fā)揮的作用也越來越大，尤其是近幾年裝配式建筑的出現(xiàn)和興起，更是為該技術(shù)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。隨著建筑行業(yè)的不斷完善以及信息技術(shù)應(yīng)用水平的提升，建筑工程施工環(huán)節(jié)對于信息技術(shù)的依賴程度越來越高，計(jì)算機(jī)技術(shù)手段逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工圖紙繪制。在20世紀(jì)90年代，這個(gè)產(chǎn)品的模型被正式命名為BIM?，F(xiàn)階段的BIM技術(shù)在裝配式建筑工程領(lǐng)域應(yīng)用較多的主要為建模以及碰撞檢查，實(shí)際上這兩個(gè)功能僅僅是BIM技術(shù)的一部分，其在建筑工程中的應(yīng)用形式具有多元性，以BIM技術(shù)為手段可以將建筑相關(guān)信息生成模型，工程負(fù)責(zé)人員可以依據(jù)生成的建筑模型統(tǒng)籌規(guī)劃整個(gè)工程項(xiàng)目，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對于工程項(xiàng)目的全周期管理。

（二）BIM技術(shù)特點(diǎn)分析

首先，BIM技術(shù)的最大優(yōu)勢在于形象性，建筑工程中可視化的圖像可對施工管理產(chǎn)生極大的提升效果，因?yàn)閭鹘y(tǒng)建筑工程當(dāng)中的形象資料雖然可視，但是形象資料大多為二維平面，而建筑工程當(dāng)中的三維形象只能夠通過工作人員在頭腦中的加工與想象形成，由于建筑構(gòu)造的復(fù)雜性和多樣性，尤其是某些復(fù)雜程度較高的建筑工程，僅僅憑想象難以達(dá)到預(yù)期效果?；诖?，通過BIM技術(shù)將復(fù)雜的平面設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變成為三維立體形象（圖1），將更加便于管理人員理解設(shè)計(jì)意圖和構(gòu)造方式，從而提升施工效率和準(zhǔn)確性。

其次，無論何種形式的建筑工程均具有復(fù)雜程度高、施工難度大以及長期施工的特征，在施工過程中各個(gè)施工部門的相互配合就顯得尤為重要，因此各個(gè)部門與工種之間的協(xié)調(diào)配合就成為制約建筑品質(zhì)的重要因素?；贐IM技術(shù)的施工技術(shù)則能夠完美解決這類協(xié)調(diào)問題，如在傳統(tǒng)施工的暖通管道布置作業(yè)當(dāng)中，施工人員所要面臨的重要問題就是結(jié)構(gòu)與管線的碰撞問題，通過BIM技術(shù)建立施工模型，能夠提前發(fā)現(xiàn)并解決施工過程中可能出現(xiàn)的碰撞問題（圖2），因此，BIM技術(shù)對于協(xié)調(diào)各項(xiàng)施工工作也具有重要意義。

再次，在裝配式建筑工程施工過程中會可能會受到某些外界因素的影響，通過BIM技術(shù)，能夠在工程前利用三維模型展開模擬，例如模擬風(fēng)力、光照以及降水等外部原因?qū)こ坍a(chǎn)生的影響，并通過5D模型模擬確定最為合適的施工方案。5D模型相對于3D模型增加了進(jìn)度維度與成本維度兩個(gè)方面，通過模擬不僅能夠提升施工質(zhì)量以及建筑物品質(zhì)，而且還能夠有效地降低施工成本，且在工程運(yùn)營階段還可以通過緊急疏散模擬，從而對大型自然災(zāi)害來臨時(shí)為人員疏散提供建議和指導(dǎo)。

最后，現(xiàn)代建筑的復(fù)雜性決定了其在施工過程中需要對施工環(huán)節(jié)進(jìn)行不斷地優(yōu)化和升級，傳統(tǒng)的優(yōu)化方式大多都借鑒先前的工程經(jīng)驗(yàn)，且在針對某些極其復(fù)雜的工程環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)需要投入大量的人力物力，但是通過BIM能夠?qū)Ω邚?fù)雜的項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化，幫助管理人員探索可行的優(yōu)化方案，這能夠使得建筑企業(yè)在確保建筑工程質(zhì)量的前提下壓縮成本支出。

二、BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用分析

（一）施工技術(shù)交底時(shí)的應(yīng)用

在裝配式建筑當(dāng)中需要依照建筑特征生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件，裝配式建筑所需要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件數(shù)量較大，生產(chǎn)較為復(fù)雜，尤其是隨著技術(shù)的進(jìn)步現(xiàn)階段已經(jīng)出現(xiàn)了眾多復(fù)雜的新工藝和新技術(shù)，這些工藝和技術(shù)在生產(chǎn)應(yīng)用過程中若操作不當(dāng)極易引發(fā)問題，如管理和施工人員自身專業(yè)能力不強(qiáng)，在安裝過程中可能會出現(xiàn)少裝以及漏裝等現(xiàn)象，此外在安裝過程中缺乏技術(shù)指導(dǎo)還容易導(dǎo)致某些構(gòu)件的損壞。除此之外，管理人員因不擅長數(shù)據(jù)監(jiān)管等方面的工作，也會導(dǎo)致問題頻發(fā)。但是，隨著計(jì)算機(jī)等技術(shù)在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用，通過將BIM技術(shù)融入到MSProjecet工程軟件當(dāng)中，使得各類工程數(shù)據(jù)得到有效傳遞，此外，通過BIM技術(shù)下的工程模擬等技術(shù)能夠再現(xiàn)工程施工過程，以此為依據(jù)進(jìn)行施工計(jì)劃圖的設(shè)計(jì)，并向模型中加入標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間等因素，在這種情況下，裝配式建筑中不同的構(gòu)件屬性就能夠通過可視的形象展現(xiàn)出來，通過借助直觀、可視的施工模擬能夠在工程前期向一線工程人員、管理人員以及施工人員進(jìn)行精準(zhǔn)的交底工作，并促使施工人員更容易把握住裝配式建筑的施工要點(diǎn)、工藝特點(diǎn)以及工程關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

（二）材料和場地管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)階段，在裝配式建筑施工現(xiàn)場中存在很多問題亟待解決，如施工過程中有時(shí)會產(chǎn)生需要臨時(shí)堆放大量預(yù)制構(gòu)件的現(xiàn)象，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因首先與施工人員的管理方式有關(guān)，另一方面也與構(gòu)件數(shù)量過多有關(guān)，此外與施工現(xiàn)場工區(qū)、工種劃分不科學(xué)也存在較大聯(lián)系，在這種情況下，管理人員應(yīng)當(dāng)積極引入BIM技術(shù)解決現(xiàn)有問題，從而實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的科學(xué)統(tǒng)籌管理。在管理過程中可以將芯片安置在施工現(xiàn)場的預(yù)制構(gòu)件當(dāng)中，專用芯片承擔(dān)著記錄構(gòu)件存放位置、構(gòu)件尺寸材料信息以及使用時(shí)間等基礎(chǔ)資料，將專用芯片中的信息導(dǎo)入到立體模型當(dāng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場構(gòu)件的高效管理，有效地避免由于構(gòu)件隨意堆放導(dǎo)致的問題，并降低構(gòu)件二次搬運(yùn)問題;在構(gòu)件材料進(jìn)場以及場地管理過程中應(yīng)用信息化和自動化技術(shù)還能夠有效地避免由于人工錄入所導(dǎo)致的問題，極大地提升構(gòu)件的使用效率。其次，通過模擬能夠確定出構(gòu)件最為合理的交通運(yùn)輸線路以及施工現(xiàn)場可能出現(xiàn)的突發(fā)事件，據(jù)此通過提前設(shè)定突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案能夠有效地保障施工現(xiàn)場的安全性。

（三）有效應(yīng)對工程變更

裝配式建筑工程施工前雖然會制定詳細(xì)的施工方案，但是受到各類主觀和客觀因素的制約，施工過程中難免要對原有施工方案進(jìn)行調(diào)整，而裝配式建筑所生產(chǎn)的構(gòu)件又具有特殊性，若出現(xiàn)大面積的更改則會出現(xiàn)構(gòu)件無法使用的現(xiàn)象，這種情況不僅會拖慢工程工期，而且還會造成成本浪費(fèi)。通過BIM技術(shù)，能夠極大地降低上述問題出現(xiàn)的機(jī)率，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)施工部門的交流與配合，并且還能夠通過遠(yuǎn)程協(xié)助管理對現(xiàn)場工程施工進(jìn)行監(jiān)督和指導(dǎo)，提升施工人員構(gòu)件的安裝效率，并詳細(xì)記錄構(gòu)件相關(guān)的數(shù)據(jù)，在這其中包括構(gòu)件的生產(chǎn)、進(jìn)場以及存放順序，一旦工程出現(xiàn)調(diào)整，所記錄的數(shù)據(jù)也會相應(yīng)地發(fā)生改變，并對整個(gè)施工流程進(jìn)行優(yōu)化。

（四）在施工現(xiàn)場安全管理中的應(yīng)用

裝配式建筑工程施工現(xiàn)場存在較多的不確定因素，這些因素極易產(chǎn)生安全隱患，尤其是在通過垂直運(yùn)輸設(shè)備對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行吊裝過程中的安全隱患更大，傳統(tǒng)的建筑工程施工安全培訓(xùn)方式大多都集中在紙面文字以及安全事故案例分析的方式，不同的施工現(xiàn)場有著不同的特征以及安全隱患，施工人員在不了解施工現(xiàn)場的情況下貿(mào)然進(jìn)入也必將增大風(fēng)險(xiǎn)。其次，傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土施工現(xiàn)場中會存在大量的混凝土運(yùn)輸車輛以及鋼筋車輛，而在裝配式建筑施工現(xiàn)場中除了基礎(chǔ)建筑耗材以外，還會存在大量的建筑預(yù)制構(gòu)件，所以在施工過程中如何做好人員與運(yùn)輸車輛以及構(gòu)件之間的安全管理工作就成為管理人員需要深入思考的問題。最后，在通過垂直運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行吊裝作業(yè)中，由于受到吊運(yùn)能力不足等問題的影響可能會使起重設(shè)備損壞甚至傾覆，這將會對吊車作業(yè)范圍內(nèi)的施工人員產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患。綜上所述，可以通過BIM技術(shù)解決傳統(tǒng)施工安全培訓(xùn)中的不足，通過BIM技術(shù)模擬再現(xiàn)現(xiàn)場施工環(huán)境，并針對施工現(xiàn)場中的危險(xiǎn)源對施工人員展開培訓(xùn)，避免傳統(tǒng)理論型安全培訓(xùn)中的說教形式。此外，還可以通過BIM技術(shù)對不同的工種進(jìn)行培訓(xùn)，并借助于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行安全事故發(fā)生體驗(yàn)，提升施工人員的安全施工意識，此種安全培訓(xùn)方式不僅能夠縮短培訓(xùn)時(shí)間，而且還能夠提升培訓(xùn)效果，強(qiáng)化施工人員的安全責(zé)任意識。

（五）在施工進(jìn)度管理中的應(yīng)用

傳統(tǒng)建筑工程當(dāng)中施工進(jìn)度的管理主要依靠網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度管理的形式，此種進(jìn)度控制方式往往是由管理階層向施工執(zhí)行階層進(jìn)行層層傳達(dá)，基層施工人員往往無法及時(shí)獲取到進(jìn)度信息，且在施工過程中存在較多流水作業(yè)，這些作業(yè)需要多個(gè)工種、部門以及工序的配合，尤其是對于某些復(fù)雜程度較高的工作，需要施工人員反復(fù)穿插，為了確保工期，部門之間需要密切的配合和交流，這種過于依賴管理層決策的進(jìn)度協(xié)調(diào)方式效率往往比較低下，但是通過BIM技術(shù)能夠在工程流水施工過程中實(shí)時(shí)顯示工程施工進(jìn)度，能夠極大地提升各個(gè)工種和工序的配合效率，且通過云BIM技術(shù)管理平臺能夠?qū)崿F(xiàn)信息的高效共享，并使得管理人員更加及時(shí)、高效地理解工程信息，并減少階層以及部門之間在信息傳遞過程中的干擾。

結(jié)語

BIM技術(shù)在裝配式建筑工程施工中有著非常廣闊的應(yīng)用前景，借助該技術(shù)能夠有效地實(shí)現(xiàn)裝配式建筑施工管理的信息化、高效化。未來，應(yīng)通過持續(xù)推動BIM技術(shù)與裝配式建筑施工技術(shù)的發(fā)展和融合，促進(jìn)我國建筑行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。

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