裝配式建筑工程施工過(guò)程中BIM 技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

李建行

（江西中煤建設(shè)集團(tuán)有限公司，江西 南昌 330000）

建筑行業(yè)在快速發(fā)展過(guò)程中逐漸增加建筑工程施工多樣化的特性，裝配式建筑的出現(xiàn)極大地提升了建筑施工效率，并在降低施工難度方面具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但在施工期間依然需在施工質(zhì)量及構(gòu)件管理等方面加以重視。自BIM 技術(shù)應(yīng)用于建筑行業(yè)后，對(duì)此類建筑工程施工過(guò)程具有一定優(yōu)化控制能力，可在分析其具體影響后進(jìn)一步探究應(yīng)用價(jià)值。

1 裝配式建筑主要特點(diǎn)分析

1.1 實(shí)現(xiàn)功能多樣化

裝配式建筑在整體功能性方面具有明顯特點(diǎn)，比如建筑外墻在設(shè)計(jì)期間增加了節(jié)能減排的特點(diǎn)，可在冬季及夏季體現(xiàn)良好的保溫效果，極大程度地降低空調(diào)等溫控設(shè)備的使用次數(shù)，減少對(duì)空氣質(zhì)量所產(chǎn)生的不良影響。同時(shí)，建筑門窗及墻體所具有的密封性、隔音效果較強(qiáng)，整體建筑在防火、抗震方面具有較高的實(shí)用性能[1]。

1.2 實(shí)現(xiàn)裝配化施工

這類建筑可在施工期間利用已完成構(gòu)件進(jìn)行拼裝施工，在廠商提前制作完成所需構(gòu)件時(shí)，可實(shí)現(xiàn)保溫隔熱及裝修一體化設(shè)計(jì)等要求，通過(guò)提前預(yù)制生產(chǎn)或預(yù)留埋件的作業(yè)方式可簡(jiǎn)化施工工序，保證施工質(zhì)量的同時(shí)增加建筑保溫隔熱等使用性能，減少施工期間所形成的噪聲等污染問(wèn)題，加快整體建筑施工速度。

1.3 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)多樣化

目前，我國(guó)所完成的大量建筑在房間格局方面較為固定，并未實(shí)現(xiàn)房屋整體運(yùn)用的靈活性設(shè)計(jì)目標(biāo)，裝配式建筑可有效克服此類問(wèn)題，按照住戶所需科學(xué)分割室內(nèi)空間，保證整體格局的合理性[2]。

1.4 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化和集成化

這類建筑在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工各階段可明顯體現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品社會(huì)化生產(chǎn)特點(diǎn)，需在各專業(yè)密切配合并協(xié)調(diào)輔助的情況下，完成自己設(shè)計(jì)至施工等一系列流程工作任務(wù)，通過(guò)各行業(yè)之間的人力及物力等資源協(xié)調(diào)應(yīng)用，才可優(yōu)質(zhì)完成建筑工程施工任務(wù)[3]。

2 BIM 技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)

2.1 可視化

BIM 技術(shù)可在工程設(shè)計(jì)期間發(fā)揮立體構(gòu)圖能力，通過(guò)輸入相關(guān)資料信息可完成三維立體圖像，使工程設(shè)計(jì)人員直觀查看設(shè)計(jì)方案呈現(xiàn)效果，確保各類構(gòu)件之間的互動(dòng)關(guān)系得到準(zhǔn)確反映，最大化提升設(shè)計(jì)方案的合理性。使用該技術(shù)可確保施工策略得到詳細(xì)的展現(xiàn)，增加業(yè)主對(duì)施工企業(yè)的信心，在施工單位的專業(yè)能力及綜合業(yè)務(wù)能力得以展現(xiàn)的同時(shí)，可在項(xiàng)目設(shè)計(jì)和管理思路方面提供更多創(chuàng)新思路，對(duì)工程項(xiàng)目的展示效果極為重要[4]。

2.2 協(xié)調(diào)性

在工程項(xiàng)目開(kāi)展期間需保證各項(xiàng)工序之間達(dá)到協(xié)調(diào)控制，才可在完成各施工主體建設(shè)任務(wù)的同時(shí)確保工程整體施工質(zhì)量，利用該技術(shù)可提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)矛盾并調(diào)整解決，可在盡量滿足用戶需求的基礎(chǔ)上，提升建筑施工效率，降低施工作業(yè)壓力。

2.3 模擬性

該技術(shù)在應(yīng)用期間可對(duì)各類建筑進(jìn)行模型構(gòu)建，并在模擬操作期間完成各類操作，反復(fù)模擬施工過(guò)程確認(rèn)施工質(zhì)量。該技術(shù)可在進(jìn)行5D 模擬時(shí)控制施工進(jìn)度及成本消耗等重要環(huán)節(jié)，在進(jìn)行緊急疏散模擬及熱傳導(dǎo)模擬等試驗(yàn)時(shí)可進(jìn)行分析處理，進(jìn)一步確保建筑使用者的安全。

2.4 信息完備性、參數(shù)化性、一體化性

通過(guò)該技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的建筑工程分析處理描述及信息整合化控制，可在體系化和專業(yè)化達(dá)到較高水平的情況下體現(xiàn)信息完備性；該技術(shù)在參數(shù)化建模時(shí)可通過(guò)簡(jiǎn)單操作修改即可進(jìn)行科學(xué)建模，充分展現(xiàn)其所具有的參數(shù)化特點(diǎn)；一體化則表現(xiàn)在該技術(shù)應(yīng)用于建筑工程整個(gè)生命周期內(nèi)，可在全面系統(tǒng)的指導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)全面管控目標(biāo)[5]。

3 BIM 技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

3.1 在建筑單位中的應(yīng)用

建筑單位作為建筑工程項(xiàng)目的投資方需時(shí)刻關(guān)注工程進(jìn)度情況，加強(qiáng)與工程各項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的溝通聯(lián)系，才可提高整體建筑施工情況的掌握程度，建設(shè)單位在項(xiàng)目開(kāi)展期間需注意解決相關(guān)問(wèn)題，才可確保工程項(xiàng)目順利開(kāi)展。比如工程工期、時(shí)間控制問(wèn)題及成本控制問(wèn)題等，可利用該技術(shù)盡量減少繁雜步驟，提高數(shù)據(jù)整合能力，并在模型可視化塑造后結(jié)合工程施工情況進(jìn)行清晰判斷，更加直觀地判斷建設(shè)開(kāi)展的情況，從而選擇最佳方案，確保建設(shè)效率得以提升。

3.2 在設(shè)計(jì)單位中的應(yīng)用

在此類建筑工程項(xiàng)目開(kāi)展前期，應(yīng)確保最終設(shè)計(jì)方案達(dá)到合理性要求，使用BIM 技術(shù)時(shí)可利用其數(shù)字化三維模型構(gòu)建功能，根據(jù)模擬模型建設(shè)效果優(yōu)化最終設(shè)計(jì)方案。該項(xiàng)技術(shù)可在應(yīng)用過(guò)程中模擬不同場(chǎng)景嘗試作業(yè)過(guò)程，從而使設(shè)計(jì)方案的可行性及合理性達(dá)到較高水平。在模擬過(guò)程中可以清晰地發(fā)現(xiàn)其中所出現(xiàn)的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，從而可以在最高標(biāo)準(zhǔn)要求下調(diào)整設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，使預(yù)制式裝配結(jié)構(gòu)的合理性得到優(yōu)化提升。

3.3 在構(gòu)件制造商中的應(yīng)用

裝配式構(gòu)件在制造過(guò)程中必須達(dá)到精細(xì)化控制標(biāo)準(zhǔn)，才可以在整體模塊拆分制造時(shí)保證其最終組裝效果達(dá)到計(jì)劃要求。所有構(gòu)件在設(shè)計(jì)期間必須保證所使用參數(shù)達(dá)到精確標(biāo)準(zhǔn)，盡量減少各構(gòu)件之間所出現(xiàn)的差異性，防止后續(xù)安裝施工期間出現(xiàn)明顯的偏差影響工程質(zhì)量。

BIM 技術(shù)可在應(yīng)用過(guò)程中控制各個(gè)部件尺寸設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性，提高所有數(shù)據(jù)參數(shù)的精準(zhǔn)控制程度，可在所有數(shù)據(jù)資料導(dǎo)入后進(jìn)行模擬測(cè)試，確保所有構(gòu)件尺寸資料達(dá)到精準(zhǔn)控制水平，提供生產(chǎn)商的正確生產(chǎn)率，對(duì)施工成本也可起到一定的節(jié)約效果。

3.4 在施工單位中的應(yīng)用

施工現(xiàn)場(chǎng)在對(duì)構(gòu)件進(jìn)行組裝施工時(shí)需注意裝配過(guò)程的合理性，BIM 技術(shù)可在應(yīng)用過(guò)程中模擬現(xiàn)場(chǎng)裝配情況，并針對(duì)各個(gè)構(gòu)件使用情況進(jìn)行分析調(diào)控，可有效防止出現(xiàn)數(shù)量不足或安裝錯(cuò)誤等問(wèn)題，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)施工情況并進(jìn)行合理調(diào)配，可在技術(shù)應(yīng)用期間發(fā)揮輔助作用，確保施工過(guò)程的順利開(kāi)展。

4 BIM 技術(shù)在裝配式建筑施工期間的應(yīng)用要點(diǎn)

4.1 利用三維建模功能

在項(xiàng)目開(kāi)展期間使用BIM 技術(shù)可克服傳統(tǒng)二維平面圖紙?jiān)O(shè)計(jì)缺陷，通過(guò)建立設(shè)備和管線的模型可詳細(xì)掌握工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況，依照建筑施工順序進(jìn)行施工過(guò)程模擬，可在整體建筑輪廓獲得合理構(gòu)建后掌握工程要點(diǎn)，包括出入口及通風(fēng)口等重要區(qū)域的設(shè)計(jì)，必須嚴(yán)格依照國(guó)家要求標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理設(shè)置。在模擬構(gòu)建過(guò)程中結(jié)合二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)確保各管線設(shè)備正確布置，從而保證三維整體模型構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化。在該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中通過(guò)可視化特點(diǎn)可隨意調(diào)整建筑角度，從而可以在確保各項(xiàng)工作流程順利開(kāi)展的基礎(chǔ)上，提高隱蔽工程作業(yè)質(zhì)量及安全性。業(yè)主和設(shè)計(jì)、施工等各方在參與過(guò)程中可有效提升溝通能力，提高工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)效果的優(yōu)化程度。

4.2 加強(qiáng)構(gòu)件管理能力

混凝土構(gòu)件施工質(zhì)量極為重要，將直接決定整體建筑工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量和安全性。在工作開(kāi)展期間將依據(jù)《指導(dǎo)意見(jiàn)》定制相應(yīng)工作要求，為保證建筑工程施工質(zhì)量和安全性達(dá)到更高標(biāo)準(zhǔn)，可使BIM 技術(shù)和RFID 結(jié)合應(yīng)用后發(fā)揮重要作用。利用無(wú)線電頻率識(shí)別技術(shù)可實(shí)現(xiàn)各個(gè)信息的傳遞目的，并利用BIM 技術(shù)進(jìn)行整合應(yīng)用后，可提高各工程構(gòu)件質(zhì)量和施工進(jìn)度管控能力，加強(qiáng)生產(chǎn)及運(yùn)輸、存儲(chǔ)等各項(xiàng)工作流程管控能力。由于此類工程項(xiàng)目的施工期間需保證預(yù)制構(gòu)件儲(chǔ)存良好，才可保證構(gòu)件質(zhì)量和裝配效率達(dá)到較高水平，因此，在使用BIM 技術(shù)和RFID 技術(shù)時(shí)應(yīng)注意結(jié)合構(gòu)建生產(chǎn)情況，自出廠之后嚴(yán)格把控存放環(huán)境及設(shè)置地點(diǎn)，在盡量減少實(shí)際運(yùn)輸距離的同時(shí)注意保護(hù)構(gòu)件質(zhì)量，為整體工程項(xiàng)目的施工效率和施工難度起到明顯調(diào)控作用。

4.3 實(shí)現(xiàn)虛擬施工

利用該項(xiàng)技術(shù)模擬功能演練施工過(guò)程時(shí)，可通過(guò)輸入多種數(shù)據(jù)，嘗試不同施工環(huán)境下的作業(yè)方案，并在科學(xué)調(diào)控施工工藝順序的基礎(chǔ)上，完成裝配式建筑施工過(guò)程，通過(guò)這一模擬工程可提前發(fā)現(xiàn)施工期間所出現(xiàn)的問(wèn)題偏差，從而定制更加完善可靠的施工措施進(jìn)行處理，對(duì)整體施工水平及各類質(zhì)量隱患具有一定控制作用。工作人員在反復(fù)模擬施工過(guò)程時(shí)，通過(guò)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整可減少工程施工期間所面臨的作業(yè)難度，提高施工人員和設(shè)計(jì)人員、管理人員之間的交流頻率，并在整體工程項(xiàng)目開(kāi)展期間進(jìn)行操作轉(zhuǎn)換，為整體施工項(xiàng)目的順利開(kāi)展創(chuàng)建良好基礎(chǔ)。

4.4 實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控

由于這類工程項(xiàng)目在開(kāi)展期間所需使用的構(gòu)配件較多，為保證工程質(zhì)量達(dá)到預(yù)定計(jì)劃要求，須在加工制作流程和預(yù)制率控制方面進(jìn)行嚴(yán)格管控，提高各項(xiàng)差異和加工車間可用資金的綜合管控能力，才可保證預(yù)制構(gòu)件在生產(chǎn)加工期間達(dá)到質(zhì)量控制要求，并保證各項(xiàng)尺寸參數(shù)的設(shè)計(jì)完全符合標(biāo)準(zhǔn)化控制要求。在車間加工制作期間應(yīng)注意加強(qiáng)生產(chǎn)質(zhì)量控制能力，提高各項(xiàng)工作流程開(kāi)展期間的作業(yè)效果，防止整體工程施工效率和作業(yè)質(zhì)量發(fā)生下降變化。在各類預(yù)制構(gòu)件加工生產(chǎn)期間需滿足工作標(biāo)準(zhǔn)要求，BIM 技術(shù)在應(yīng)用期間可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)督能力，結(jié)合多種影響因素進(jìn)行分析時(shí)，將其中可能出現(xiàn)的生產(chǎn)加工問(wèn)題提前預(yù)測(cè)，并在實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)督期間避免問(wèn)題惡化發(fā)展，在相應(yīng)施工條件得到有效控制的情況下進(jìn)行全面管理，為建筑行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)途徑。

5 BIM 技術(shù)和裝配式建筑工程施工的結(jié)合應(yīng)用

5.1 提高建筑設(shè)計(jì)可行性并減少設(shè)計(jì)誤差

裝配式建筑工程項(xiàng)目在開(kāi)展建筑設(shè)計(jì)時(shí)，利用BIM 技術(shù)可明顯提升建筑設(shè)計(jì)效率，在各方人員開(kāi)展工作時(shí)提高密切配合能力，可利用該技術(shù)所具有的設(shè)計(jì)平臺(tái)設(shè)計(jì)立體施工圖。各方專業(yè)人員在工作期間通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)平臺(tái)可實(shí)時(shí)共享相關(guān)數(shù)據(jù)資料，并在使用各項(xiàng)信息時(shí)進(jìn)行同步修改校正。在已完成的模型上傳后可利用技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)處理，將其中所出現(xiàn)的不足和問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)整改，通過(guò)各方人員的共同參與可有效減少設(shè)計(jì)方案變更次數(shù)，發(fā)揮所有人員的專業(yè)能力，提升設(shè)計(jì)方案可行性，從而可在裝配建筑的整體設(shè)計(jì)效率方面獲得優(yōu)化提升。該項(xiàng)技術(shù)平臺(tái)在使用過(guò)程中，各參與方可在各種信息共享時(shí)進(jìn)行信息整合，將各方設(shè)計(jì)模型的尺寸和樣式進(jìn)行整合實(shí)驗(yàn)，通過(guò)組裝可確認(rèn)建筑結(jié)構(gòu)是否科學(xué)合理，在設(shè)計(jì)人員進(jìn)行對(duì)比優(yōu)化的過(guò)程中可提高方案的可行性，使裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的模數(shù)尺寸和標(biāo)準(zhǔn)形狀得到科學(xué)控制。同時(shí)，利用各類標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)可在設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)揮輔助作用，對(duì)不同人群所提出的建筑結(jié)構(gòu)需求進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，增加更多建筑戶型設(shè)計(jì)方案 。

5.2 提高構(gòu)件生產(chǎn)階段流程管控能力

在建筑構(gòu)件生產(chǎn)期間應(yīng)加強(qiáng)工藝流程控制能力，使用該技術(shù)最大化省略了各類復(fù)雜工序，提升工作效率，并在整體建筑項(xiàng)目所用構(gòu)件的生產(chǎn)期間進(jìn)行質(zhì)量控制，使整體建筑施工質(zhì)量得到穩(wěn)定提升。在大量構(gòu)件的生產(chǎn)期間需使用數(shù)控機(jī)床等相關(guān)設(shè)備，BIM 技術(shù)可在加工制作期間進(jìn)行模擬分析，通過(guò)科學(xué)計(jì)算定制工作方案，以確保方案輸入后實(shí)現(xiàn)最佳生產(chǎn)目標(biāo)，為建筑構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量提供重要保障。

5.3 提升安全管理控制能力

裝配式建筑工程項(xiàng)目的總體質(zhì)量與構(gòu)建質(zhì)量息息相關(guān)，構(gòu)件的安全性應(yīng)作為建筑質(zhì)量管控的重要因素之一，盡量減少工作人員疏忽大意而出現(xiàn)的安裝質(zhì)量問(wèn)題，并提高現(xiàn)場(chǎng)安全防控能力及安全管控力度，避免發(fā)生各類安全事故威脅現(xiàn)場(chǎng)人員的生命安全。由于大部分建筑構(gòu)件可在生產(chǎn)工廠中完成小規(guī)模安裝任務(wù)，但整體安裝流程應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行規(guī)范操作，因此，應(yīng)在按照工作開(kāi)展期間提出更高規(guī)范要求，安裝人員的專業(yè)水平和技術(shù)能力必須達(dá)到較高水準(zhǔn)，并在取得相關(guān)從業(yè)資質(zhì)的情況下才可承擔(dān)相應(yīng)工作。企業(yè)應(yīng)在管理工作開(kāi)展期間注意加強(qiáng)培訓(xùn)，必須保證所有安裝人員的專業(yè)能力和技術(shù)素養(yǎng)達(dá)到專業(yè)化。

5.4 提高施工過(guò)程管控能力

該項(xiàng)技術(shù)可在應(yīng)用期間提高施工過(guò)程把控能力，通過(guò)信息整理和保存功能詳細(xì)掌控施工過(guò)程，合理調(diào)配施工技術(shù)和施工方案實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制目標(biāo)，可在施工期間根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)定制各階段施工計(jì)劃，始終保證作業(yè)過(guò)程的合理性。由于該工程所需施工過(guò)程較為復(fù)雜，利用BIM 技術(shù)可最大化滿足工程高標(biāo)準(zhǔn)要求的同時(shí)，保證施工流程的順利開(kāi)展，避免在工程開(kāi)展期間出現(xiàn)工序混亂等問(wèn)題。

6 結(jié)語(yǔ)

由于裝配式建筑工程項(xiàng)目在施工期間必須得到嚴(yán)格管控，因此，應(yīng)在施工流程的定制過(guò)程中利用該項(xiàng)技術(shù)提升管控能力，通過(guò)三維模擬功能優(yōu)化最終設(shè)計(jì)方案，同時(shí)提升各項(xiàng)工作流程管控能力，可在工程項(xiàng)目開(kāi)展期間最大化提升施工質(zhì)量。為進(jìn)一步提升工程作業(yè)進(jìn)度控制效果，在使用BIM 技術(shù)時(shí)應(yīng)注意各參與方配合效果，通過(guò)科學(xué)應(yīng)用該技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行施工全流程控制，可在依照作業(yè)計(jì)劃完成施工任務(wù)時(shí)減少建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)。