裝配式建筑工程施工中BIM 技術(shù)的運(yùn)用研究

凌林

（廣西田東縣建筑工程公司，廣西 田東 531500）

0 引言

在裝配式建筑工程施工過程中，通常情況下需要使用到大量集中的預(yù)制構(gòu)件，工程施工現(xiàn)場(chǎng)的整體作業(yè)總量較少，工程項(xiàng)目建造速度較快，工程施工機(jī)械化水平較高，符合綠色工程施工要求，對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)建筑事業(yè)的轉(zhuǎn)型和升級(jí)工作起到了非常重要的作用。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外很多研究工作人員，針對(duì)裝配式建筑工程施工技術(shù)方法進(jìn)行了進(jìn)一步探索，并且引入更加先進(jìn)的BIM 技術(shù)，在裝配式建筑工程施工當(dāng)中應(yīng)用效果非常明顯，同時(shí)也受到了工程建設(shè)單位的高度重視。BIM 技術(shù)也被稱為建筑信息模型。在實(shí)際使用過程中主要將各類信息數(shù)據(jù)作為建筑模型搭建的基礎(chǔ)，具有良好的可視性模擬性、協(xié)調(diào)性以及可出圖性，受到了工程建設(shè)單位的高度重視。

1 BIM 技術(shù)介紹和特征分析

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑信息模型在我國(guó)建筑領(lǐng)域當(dāng)中應(yīng)用越來越普遍，這種新型的信息模型結(jié)構(gòu)作為一種全新的技術(shù)理念，受到建筑業(yè)以及相關(guān)工作領(lǐng)域的廣泛關(guān)注和重視。早在20 世紀(jì)70 年代初，國(guó)外相關(guān)研究工作學(xué)者就對(duì)BIM 技術(shù)進(jìn)行了明確的定義和劃分。BIM 技術(shù)是一種基于物理和功能特性的數(shù)字化表達(dá)結(jié)構(gòu)模型，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程項(xiàng)目開展過程中各環(huán)節(jié)的信息共享以及信息的全面收集，有效保證整個(gè)建設(shè)工程項(xiàng)目穩(wěn)定，為工程的全生命周期各項(xiàng)問題提供必要的解決策略。在項(xiàng)目工程建設(shè)的不同階段、不同利益相關(guān)方可通過BIM 技術(shù)提取和更新相關(guān)信息，為整個(gè)建筑工程項(xiàng)目的開展提供有效支撐和保障[1]。

2 BIM 技術(shù)在裝配式建筑工程施工中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

BIM 技術(shù)是體現(xiàn)建筑體功能特征的一種重要表達(dá)形式，其中主要包含建筑體項(xiàng)目工程的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，從建筑體的設(shè)計(jì)工作初期階段到后續(xù)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作階段，可以實(shí)現(xiàn)各種信息的有效關(guān)聯(lián)，具備信息一致性、關(guān)聯(lián)性以及完備性等特征。同時(shí)可以通過在不同的工作單位、工作階段實(shí)現(xiàn)建筑信息合理共享，保證數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)傳遞。隨著我國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)不斷向前發(fā)展，在裝配式建筑施工當(dāng)中，BIM 技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和效果越來越明顯，通過BIM 技術(shù)的有效應(yīng)用，全面提高建筑工程項(xiàng)目所具有的高效性、先進(jìn)性、直觀化以及實(shí)用性等特征，如圖1 所示。

圖1 BIM 建筑模型

近年來，BIM 技術(shù)在我國(guó)各大裝配式建筑工程項(xiàng)目中的應(yīng)用越來越普遍，同時(shí)現(xiàn)階段我國(guó)裝配式建筑數(shù)量正在不斷增多，尤其在一些大型工廠建設(shè)中的應(yīng)用非常普遍，要求裝配式建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性更高，同時(shí)各個(gè)環(huán)節(jié)的預(yù)制構(gòu)件連接更加緊密，在管理工作層面上也需要保證更加科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)[1]。通過發(fā)揮出BIM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，可以為裝配建筑工程提供更加高效的施工平臺(tái)，同時(shí)進(jìn)一步提高建筑工程項(xiàng)目的施工效率和穩(wěn)定性，有效避免施工過程中存在較大的誤差問題，防止后續(xù)裝配式建筑工程施工出現(xiàn)返工情況，造成資金浪費(fèi)問題。BIM 技術(shù)在裝配式建筑工程中的優(yōu)勢(shì)分為以下幾個(gè)方面：首先，可以進(jìn)一步改進(jìn)預(yù)制構(gòu)件的庫存以及現(xiàn)場(chǎng)辦公問題，通過BIM 技術(shù)可以充分實(shí)現(xiàn)各個(gè)施工環(huán)節(jié)信息化管控，最大限度降低手工檢測(cè)工作和信息統(tǒng)計(jì)過程中所產(chǎn)生的大量誤差問題，有效控制各種人工成本。其次，可以進(jìn)一步提高項(xiàng)目工程建設(shè)施工質(zhì)量和穩(wěn)定性。通過BIM 技術(shù)的合理應(yīng)用，可以為建筑工程項(xiàng)目提供有效的三維結(jié)構(gòu)信息模型，幫助相關(guān)工作人員了解到建筑體的環(huán)境狀況，規(guī)避后續(xù)建筑工程項(xiàng)目施工當(dāng)中可能存在的各種問題，有效提高建筑工程整體穩(wěn)定性[2]。

3 BIM 技術(shù)在裝配式建筑工程施工中應(yīng)用的關(guān)鍵要點(diǎn)

3.1 建立BIM 技術(shù)平臺(tái)

從建筑工程項(xiàng)目本質(zhì)意義上進(jìn)行分析，BIM 技術(shù)直接貫穿在整個(gè)項(xiàng)目工程建設(shè)施工的各個(gè)階段。例如，項(xiàng)目工程的設(shè)計(jì)工作階段、建設(shè)階段以及運(yùn)維管理工程階段，裝配式建筑工程項(xiàng)目在實(shí)際施工過程中，需要通過各種技術(shù)平臺(tái)對(duì)整個(gè)建筑工程方案進(jìn)行分析?；贐IM 技術(shù)的有效應(yīng)用，可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)建筑工程項(xiàng)目展開抗震性能分析、能耗情況分析以及舒適度分析等各項(xiàng)工作，以此可以全面實(shí)現(xiàn)建筑工程項(xiàng)目的光源分析、室內(nèi)溫度和濕度分析以及建筑體通風(fēng)與噪聲分析等多項(xiàng)工作，以此來全面實(shí)現(xiàn)裝配式建筑的高質(zhì)量、高效率作業(yè)形式[3]。

3.2 BIM 數(shù)據(jù)生成

BIM 技術(shù)具有更強(qiáng)的可視化協(xié)調(diào)性的工作優(yōu)勢(shì)，通過建立BIM 信息數(shù)據(jù)庫，對(duì)不同階段的參數(shù)信息內(nèi)容進(jìn)行收集，實(shí)現(xiàn)裝配式建筑高效施工，與此同時(shí)，合理解決裝配式建筑各項(xiàng)施工問題。相關(guān)工作人員需要有效收集智慧建造過程中的三維結(jié)構(gòu)信息模型，例如幾何數(shù)據(jù)、信息模型、施工進(jìn)度信息以及造價(jià)信息等，以此來全面完成裝配式建筑工程項(xiàng)目的建設(shè)工作要點(diǎn)。工作過程中通過使用BIM 技術(shù)，在建筑工程項(xiàng)目前期可以有效結(jié)合建筑工程項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件情況以及施工環(huán)境情況等信息，分析建筑施工過程中的關(guān)鍵性構(gòu)成要素，充分保證裝配式建筑工程項(xiàng)目智慧建造工作先進(jìn)性和科學(xué)性。

3.3 建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)連接技術(shù)

BIM 技術(shù)作為一項(xiàng)數(shù)據(jù)信息整合平臺(tái)，可以對(duì)建筑工程項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息和裝配過程中各項(xiàng)專業(yè)信息進(jìn)行整合與共享，對(duì)于建筑工程項(xiàng)目當(dāng)中的相關(guān)施工參數(shù)可以更加直觀地呈現(xiàn)出來，對(duì)于用戶可以進(jìn)行更好的建筑工程項(xiàng)目體驗(yàn)。通過觀察更加直觀和透明的施工過程，可以更好地把握整個(gè)建筑工程項(xiàng)目的質(zhì)量。BIM 技術(shù)在裝配式建筑工程施工當(dāng)中，基礎(chǔ)內(nèi)容是資源庫，在此基礎(chǔ)之上使用BIM 建筑工程項(xiàng)目對(duì)全生命周期進(jìn)行科學(xué)化管理，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)運(yùn)輸過程進(jìn)行合理化調(diào)整，并且在裝配基礎(chǔ)工作之上展開信息傳遞和梳理[4]。數(shù)據(jù)連接技術(shù)所表現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)，可以有效減少數(shù)據(jù)的丟失總量，通過對(duì)數(shù)據(jù)信息上下游的傳遞和反饋，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)建筑工程項(xiàng)目過程的合理化控制。在建筑項(xiàng)工程當(dāng)中需要保證信息在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工安裝以及維護(hù)工作當(dāng)中進(jìn)行傳遞，對(duì)整個(gè)建筑工程當(dāng)中各項(xiàng)資源進(jìn)行實(shí)時(shí)性監(jiān)測(cè)，并且對(duì)建筑體的能耗量進(jìn)行深入分析和控制。在建筑工程施工技術(shù)質(zhì)量管控方面，通過BIM 有效建立起更加標(biāo)準(zhǔn)化的管控，同時(shí)相關(guān)人員根據(jù)項(xiàng)目工程建設(shè)施工流程，實(shí)現(xiàn)工程施工計(jì)劃和施工內(nèi)容之間的有效銜接，充分保證建筑工程施工技術(shù)使用的科學(xué)性，提高建筑工程施工質(zhì)量。

3.4 在混凝土預(yù)制構(gòu)件制作工作中的應(yīng)用

對(duì)于裝配式建筑結(jié)構(gòu)而言，混凝土構(gòu)件是其中非常重要的組成部分，通過對(duì)BIM 技術(shù)的合理使用，可以將使用的各種混凝土構(gòu)件，更加直觀地呈現(xiàn)在施工人員面前，基于BIM 技術(shù)所具有的精確計(jì)算功能，可以有效保證混凝土構(gòu)件各項(xiàng)參數(shù)的精確性。相關(guān)工作人員可以基于BIM 技術(shù)的三維立體結(jié)構(gòu)模型，對(duì)整個(gè)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行精確加工，可以全面提高混凝土預(yù)制構(gòu)件的制作工作質(zhì)量和效率，同時(shí)為整個(gè)裝配式建筑工程施工順利進(jìn)行打下了良好的基礎(chǔ)。通過對(duì)BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以充分掌握裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程施工當(dāng)中的各種關(guān)鍵性內(nèi)容，準(zhǔn)確掌握項(xiàng)目工程施工的精確度，有效降低混凝土構(gòu)件的生產(chǎn)次品率，提高預(yù)制構(gòu)件制作的精確度，同時(shí)進(jìn)一步降低項(xiàng)目工程的制作成本。除此之外，在混凝土構(gòu)件制作工作當(dāng)中，需要對(duì)混凝土構(gòu)件實(shí)施更加精確的編號(hào)處理，在后續(xù)的施工當(dāng)中相關(guān)工作人員可以根據(jù)混凝土預(yù)制構(gòu)件編號(hào)情況，對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性管理和控制，有效保證混凝土結(jié)構(gòu)工程的施工效率和質(zhì)量。

3.5 預(yù)制構(gòu)件吊裝施工階段的使用

BIM 技術(shù)具有比較強(qiáng)的模擬和分析功能，在進(jìn)行裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程施工當(dāng)中，必須要對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的模擬性能進(jìn)行測(cè)試，對(duì)預(yù)制混凝土構(gòu)件吊裝工作環(huán)節(jié)進(jìn)行提前預(yù)測(cè)和了解，同時(shí)要有效掌握整個(gè)預(yù)制構(gòu)件吊裝工作流程，對(duì)模擬吊裝工作中產(chǎn)生的各種問題進(jìn)行進(jìn)一步了解和控制，制定出更加科學(xué)有效的管控工作策略，保證吊裝工作質(zhì)量和穩(wěn)定性。通過使用BIM技術(shù)可以有效避免在正式構(gòu)件吊裝過程中產(chǎn)生的各種影響，進(jìn)一步提高吊裝施工作業(yè)的安全性，防止產(chǎn)生各種危險(xiǎn)性事故。同時(shí)通過BIM 技術(shù)的合理使用，在裝配式建筑工程的拆卸工作當(dāng)中，可以全面提高整個(gè)拆卸工作的效率和安全性，防止拆卸工作對(duì)周圍居民以及建筑體所產(chǎn)生的影響和干擾[5]。拆卸工作完成之后一些混凝土構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)重復(fù)性利用，避免出現(xiàn)大量的固體垃圾可以起到良好的節(jié)能環(huán)保效果。在工程項(xiàng)目施工當(dāng)中如果產(chǎn)生突發(fā)性問題，通過使用BIM 技術(shù)可以充分發(fā)揮出自身所具有的調(diào)節(jié)性作用和效果，基于BIM 結(jié)構(gòu)模型會(huì)隨著建筑工程項(xiàng)目的實(shí)際施工進(jìn)度和情況變化條件，采取自動(dòng)化調(diào)整工作的施工方法更加方便快捷，同時(shí)不會(huì)影響到整個(gè)建筑工程項(xiàng)目施工的正常進(jìn)行。在建筑工程施工過程中，基于BIM 的各種問題，采取針對(duì)性的解決控制方案來加以控制。除此之外，通過BIM 應(yīng)用對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工當(dāng)中的各種問題進(jìn)行提前預(yù)測(cè)與分析，幫助工作人員做好前期的各項(xiàng)準(zhǔn)備與預(yù)防工作，有效減少各種施工變更問題的產(chǎn)生，全面加強(qiáng)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程的建設(shè)施工質(zhì)量和有效性。BIM 技術(shù)幫助工作人員準(zhǔn)確了解預(yù)制構(gòu)件的具體存放情況，避免產(chǎn)生大量的空間與時(shí)間的浪費(fèi)問題，同時(shí)在整個(gè)預(yù)制構(gòu)件的吊裝工作線路選擇方面更加清晰明了，可以節(jié)省大量的人力物力和財(cái)力，提升工程施工單位的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3.6 BIM 技術(shù)在施工安全工作中的應(yīng)用

通常情況下，建筑工程項(xiàng)目施工單位是以大型的土木工程項(xiàng)目為主，在工程施工當(dāng)中經(jīng)常會(huì)涉及大量的人力物力資源，同時(shí)工程施工現(xiàn)場(chǎng)比較混亂，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生各種不同類型的安全隱患情況，為了避免項(xiàng)目工程施工過程中產(chǎn)生嚴(yán)重的意外安全事故，需要全面加強(qiáng)建筑工程項(xiàng)目施工安全管控工作。通過對(duì)BIM 技術(shù)的有效使用，在基礎(chǔ)工程項(xiàng)目施工當(dāng)中，可以有效保證工程施工的安全性，同時(shí)可以最大限度上降低項(xiàng)目工程施工的安全隱患。通過BIM 技術(shù)可以全面模擬建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境情況，對(duì)項(xiàng)目工程施工現(xiàn)場(chǎng)存在的一些安全隱患問題進(jìn)行及時(shí)識(shí)別和判斷，提前做好預(yù)防應(yīng)急準(zhǔn)備工作，降低項(xiàng)目工程施工中可能產(chǎn)生的各種安全事故。同時(shí)對(duì)建筑工程施工中的一些細(xì)微環(huán)節(jié)展開模擬和分析，有效保證建筑工程項(xiàng)目施工方案的科學(xué)性與合理性，除此之外，BIM 技術(shù)可以對(duì)項(xiàng)目工程施工過程中各個(gè)不同工作崗位工作人員展開現(xiàn)場(chǎng)定位，對(duì)每一個(gè)工作人員的工作狀態(tài)和實(shí)時(shí)工作情況進(jìn)行監(jiān)督，為相關(guān)施工管理人員提供出更加直觀和可視化的管理工作環(huán)境，對(duì)施工過程中出現(xiàn)的一些人為性誤差以及盲目性施工問題進(jìn)行有效控制，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。與此同時(shí)，根據(jù)項(xiàng)目工程施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際施工條件情況，合理預(yù)測(cè)下一個(gè)環(huán)節(jié)施工中可能產(chǎn)生的各種問題，作出針對(duì)性的預(yù)防控制策略，保證建筑工程施工的順利進(jìn)行。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對(duì)BIM 技術(shù)的有效應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)將建筑工程當(dāng)中的幾何信息以及非幾何信息進(jìn)行充分覆蓋，其中涉及建筑材料、尺寸、重量以及經(jīng)濟(jì)造價(jià)等方面內(nèi)容，可以為設(shè)計(jì)工作單位、施工單位、業(yè)主方以及相關(guān)監(jiān)理工作單位等，提供更加科學(xué)詳細(xì)的工程數(shù)據(jù)信息，方便相關(guān)工作人員開展模擬和分析工作，提高裝配式建筑工程的整體施工質(zhì)量和效果。