基于BIM技術的裝配式建筑建設全過程管理分析

盧文斌

（山西應用科技學院， 山西 太原 030000）

0 引言

隨著綠色環(huán)保理念在各行業(yè)的持續(xù)深入，我國更加重視綠色可持續(xù)發(fā)展理念的應用與發(fā)展。BIM技術優(yōu)勢明顯，更符合綠色施工要求，故該技術在建筑工程中得以廣泛應用。而在裝配式建筑建設全過程管理中應用BIM技術，也可顯著提高工程質量，助力建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 裝配式建筑與BIM技術

1.1 裝配式建筑

裝配式建筑指的是建筑的構造配件多是按照標準化設計由工廠流水線作業(yè)生產(chǎn)制造而成的，成品和半成品運送到施工現(xiàn)場，以拼裝的方式連接起來構成一個完整的整體。該類型建筑具有便捷性、簡單性特征，省略了較多的繁雜工序，防止施工現(xiàn)場過于混亂發(fā)生危險事故。在裝配式建筑中，墻體、梁板、柱等結構都可以通過工廠生產(chǎn)完成，如此就降低了現(xiàn)場作業(yè)的施工難度和材料損耗。裝配式建筑最為明顯的特征就是三化，即標準化、信息化和產(chǎn)業(yè)化。該模式生產(chǎn)下產(chǎn)生的建筑體系結構，可實現(xiàn)能源、資源節(jié)約，減少現(xiàn)場施工中污染的產(chǎn)生，落實綠色建筑目標要求，同時該模式建筑也可完善產(chǎn)業(yè)鏈條，為建筑行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提供了堅實的保障。

1.2 BIM技術

BIM即建筑信息模型，其在裝配式建筑中的應用，能夠將收集到的各項數(shù)據(jù)資料及設計圖紙利用專業(yè)軟件構建立體模型，直接反映裝配式建筑結構及特點，幫助工作人員了解屬性特征，做好各環(huán)節(jié)的檢查和分析，從而完善設計內容，科學指導施工作業(yè)。同時在BIM技術的推動下，還能夠利用虛擬仿真測試，對每個作業(yè)環(huán)節(jié)及關聯(lián)環(huán)節(jié)加以演示與檢查，找出其中的問題和弊端，并給出專業(yè)解決方案，優(yōu)化建設活動，提高管理水平。在BIM技術的作用下，實現(xiàn)了裝配式建筑的5D管理，將模型與生產(chǎn)信息有機結合起來，開展資源的統(tǒng)籌規(guī)劃及糾偏工作，保證了裝配式建筑的質量和價值[1]。

BIM技術的特點：

（1）可視化?？梢暬荁IM技術的固有特征，能夠對建筑結構實行三維展示，將原本的二維平面圖形轉化成三維立體模型，直觀地展示在工作人員眼前，為部門間的溝通交流、設計圖紙的調整提供依據(jù)，推進后續(xù)作業(yè)的順利進行。

（2）協(xié)調關聯(lián)性。工程項目落實中，各專業(yè)間的獨立性較強，信息溝通上存在不順暢的情況，出現(xiàn)問題后無法及時給出解決方案，阻礙了工程項目的落實。在BIM技術的平臺協(xié)調作業(yè)處理下，可針對溝通不暢問題給出有效措施，實現(xiàn)信息的共享及快速傳輸，加快工作的協(xié)調進程，確保工程作業(yè)的落實。在發(fā)生矛盾和沖突的第一時間，開展調查工作，實行科學處理。

（3）模擬一致性。BIM技術模擬功能能夠對工程項目從前期規(guī)劃設計到最后的竣工維護環(huán)節(jié)進行真實模擬，以動態(tài)化的形式直觀展現(xiàn)工程建設的具體情況，幫助工作人員更好地展開作業(yè)檢查和分析，找出存在的問題并加以解決，優(yōu)化工程的建設質量。

（4）優(yōu)化性。建筑施工方案在落實中需要做好優(yōu)化調整，降低不良因素影響。BIM技術的優(yōu)化性能夠完善工程方案，加快信息數(shù)據(jù)收集，為后續(xù)施工提供科學的指導。

2 BIM技術的應用優(yōu)勢

BIM技術的應用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩個方面，一方面是優(yōu)化裝配式建筑結構形式，另一方面是促進信息共享，以下從這兩方面簡要分析BIM技術的應用優(yōu)勢。

2.1 提高資源利用率

BIM技術在裝配式建筑建設全過程管理中的應用能夠有效提高資源利用率，避免浪費或過度損耗。裝配式建筑建設前，需要開展方案策劃及設計工作，確保其準確性、合理性，以免影響工程的建設質量和效益。而在規(guī)劃設計中，BIM技術的合理運用，能夠對所需資源及資金進行科學計算和分析，根據(jù)各環(huán)節(jié)作業(yè)要求展開劃分和處理，避免浪費或不正常支出，保證工程作業(yè)的有效落實，與此同時，在BIM技術的作用下，對造價成本加以嚴格把控，確保工程最終的經(jīng)濟效益。傳統(tǒng)設計模式中，對技術及造價管理的重視度不高，會存在技術和成本控制不專業(yè)、不合理的現(xiàn)象，導致裝配式建筑規(guī)劃設計工作未能達到理想效果。但是在采用BIM技術后會落實優(yōu)化完善傳統(tǒng)裝配式建筑設計中存在的薄弱環(huán)節(jié)，顯著提升裝配式建筑工程的經(jīng)濟性以及可行性[2]。

2.2 優(yōu)化裝配式建筑結構形式

設計環(huán)節(jié)對裝配式建筑施工具有決定性作用，同時，對工程造價及工程質量也有較為顯著的影響。傳統(tǒng)裝配式建筑主要采用CAD軟件設計繪圖，部分工作人員無法了解設計圖紙的主要內容，技術交底也出現(xiàn)了較為明顯的不足。應用BIM技術后，便可及時了解設計中的各項問題與不足，第一時間指出設計中的問題項，并采取有效的控制和處理措施。BIM技術可在建模的基礎上，實現(xiàn)設計施工的可視化，工作人員也可更加合理和準確地掌握設計中的主要內容，基于建筑模型可視化，全面了解工程的特殊需求。在設計審核工作中，確定設計意圖。設計期間若發(fā)現(xiàn)明顯的設計問題和專業(yè)問題，BIM技術則會及時調整，從而保證工程設計的整體效果。

2.3 推動信息共享

常規(guī)裝配式建筑需基于二維方式表達建筑的結構形式，部分建筑設計中，抽象性和復雜性較強，一旦出現(xiàn)設計變更，設計人員要結合工程實際的基本要求重新設計變更的部分。這使得設計的難度也隨之升高，而且也需要頻繁調整設計方案。BIM技術可創(chuàng)建裝配式建筑設計三維模型，便于設計人員全面掌握工程各類信息，減少設計變更，工程設計效果更為理想，有利于加快建筑工程的建設進程。再者，在裝配式建筑設計中，可隨時更改設計參數(shù)，創(chuàng)建新模型，優(yōu)化設計流程，有效減少工作人員的工作壓力。管理人員應科學利用BIM技術了解裝配式建筑的數(shù)據(jù)信息，從而優(yōu)化裝配式建筑設計的綜合水平[3]。

3 裝配式建筑結構施工中BIM技術的應用

裝配式建筑結構施工中，BIM技術在建筑設計、預制構件生產(chǎn)、施工環(huán)節(jié)和運維環(huán)節(jié)均發(fā)揮著十分重要的作用，該技術也受到了人們的高度重視。

3.1 建筑設計中的應用

3.1.1 設計質量

裝配式建筑工程設計中通常由預制構件預埋、預留設計組成，設計人員在協(xié)同配合的基礎上，不斷提升設計水平。例如使用BIM技術可了解和掌握建筑工程的設計信息，也可優(yōu)化和整理設計方案，之后篩選存在沖突的信息，防止設計環(huán)節(jié)出現(xiàn)較為明顯的問題。尤其是裝配式建筑預制構件的類型和樣式較多，建筑結構設計中與BIM技術深度融合，能夠確保設計方案的科學性與合理性。

3.1.2 專業(yè)化構件設計

裝配式建筑設計中，BIM技術的應用為信息共享提供了條件，也可順利地將設計方案傳至終端服務器。在控制標準化尺寸和樣式等參數(shù)的前提下，仔細比較不同的設計方案，促使裝配式建筑結構的標準化建設。該方式一方面能夠豐富建筑戶型，另一方面也可充分體現(xiàn)建筑設計的整體效果。

3.1.3 防控設計誤差

裝配式建筑中BIM技術的應用能夠保證建筑結構和預制構件的精細化設計，也可規(guī)避施工中的失誤，隨后結合預制構件的間距、尺寸和直徑間的管理與控制，加強定位的準確性，以三維視圖為輔助，保障工程工期，避免材料的消耗與浪費。

3.2 預制構件生產(chǎn)中的應用

3.2.1 設計流程

以裝配式建筑全生命周期設計為基礎導向，組織預制構件生產(chǎn)設計，創(chuàng)建核心構架。若想高度滿足上述要求，則應根據(jù)BIM模型的內部信息尺寸，高效利用構件設計，合理擬定各項計劃，為施工單位提供重要的數(shù)據(jù)信息，體現(xiàn)信息間的協(xié)調性與同步性。應用BIM技術不僅可優(yōu)化整合不同的構件流程，而且還可完善建筑施工質量。

3.2.2 模型設計與制作

裝配式建筑設計中，合理應用BIM技術能夠改善建筑模型設計、制作的效果。如裝配式建筑方案設計環(huán)節(jié)后，設計人員需整理分析裝配機構間的各類信息，從而加強工程模型設計與制作的效果。與此同時，要與預制構件廠家形成默契配合，廠商需準確把握產(chǎn)品的材料類型和尺寸參數(shù)，基于企業(yè)間的有效對接，不斷提高生產(chǎn)效率，為自動化生產(chǎn)奠定堅實的基礎[4]。

3.3 施工環(huán)節(jié)的應用

工程項目建設施工中應用BIM技術能夠優(yōu)化施工圖紙，科學校驗工程量，模擬施工進程和施工組織，落實數(shù)字化建設、物料跟蹤及施工現(xiàn)場配合等多個環(huán)節(jié)。下面從工程進度模擬和施工組織模擬兩個方面，簡要分析BIM技術在施工環(huán)節(jié)的應用。

3.3.1 施工進度模擬

創(chuàng)建BIM模型時，模型數(shù)據(jù)應列入項目進度計劃、成本計劃、資源計劃和安全計劃等重要的項目計劃當中，嚴格控制模型施工進程。結合鋼結構施工的順序，研發(fā)鋼結構施工進程模擬軟件。同時，在工程施工中應用施工進度控制機制，制定切實可行的施工進度預期計劃。

3.3.2 施工組織模擬

若想完善裝配式建筑施工組織模擬，需結合不同類型參數(shù)化模型和項目計劃的主要內容，提前發(fā)現(xiàn)工程施工中可能出現(xiàn)的施工進度、成本、質量和安全問題，保障施工安全規(guī)劃的科學性與合理性，有效規(guī)避由此產(chǎn)生的安全事故。高度融合土建、結構、安裝、進度計劃和場地布置的BIM模型后，全面落實施工組織模擬工作。施工組織模擬中，先要切換時間視圖，隨后引入工程計劃，設計關聯(lián)模型，選擇施工日期的具體范圍，之后方可選擇查看數(shù)據(jù)，最后開始模擬[5]。

3.4 運維階段的應用

在BIM技術平臺的支持下，也可建立科學完善的維管系統(tǒng)，其與高水平的數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理能力有著十分緊密的聯(lián)系。不僅如此，BIM也具有強大的信息分享功能。如工作人員可利用BIM和二維碼技術管理預制構件的庫存，也可優(yōu)化施工現(xiàn)場管理，構件上標注構件材質、尺寸和建筑結構使用的位置等重要信息，為構件入庫、出庫、運輸和使用的全過程電子化管理創(chuàng)造有利條件。該技術還能提高設備維修保養(yǎng)的效率，為工作人員提供詳細的構件和設備信息，以此指導維修和保養(yǎng)工作。

此外，BIM技術能夠加強維護資料的管理與控制，其監(jiān)測預警功能較為完善，可降低人工成本，減少人為失誤。施工人員在處理的過程中可以較快的速度獲取可靠的信息，為保養(yǎng)維修工作和維護資料管理創(chuàng)造良好的條件。設計中，若構件出現(xiàn)明顯問題，可利用BIM平臺信息模塊明確災害出現(xiàn)的具體位置和周圍的構件信息，有效控制由于火災等因素產(chǎn)生的的災害和隱患，全面提高事故處理的效率。

4 結束語

在裝配式建筑建設中應用BIM技術，能夠充分保證工程設計質量，加強施工管理的有效性，為現(xiàn)場安裝施工的有序開展奠定堅實的基礎。不僅如此，該技術也可在運維過程中加大維護管理力度，使裝配式建筑建設全過程均可獲得強大的技術支撐，提高構件加工的精度，進而改進裝配式建筑工程質量，增加材料和人員的利用率，縮短工程施工的時間，減少成本投入。所以，為推動社會的可持續(xù)發(fā)展，建筑行業(yè)需要主動發(fā)展裝配式建筑，合理應用BIM技術，并采取不同的方式保障裝配式建筑設計和施工的效果，全方位展現(xiàn)BIM技術在裝配式建筑行業(yè)的優(yōu)勢與作用。