裝配式校園建筑施工階段的BIM技術應用研究

李常興， 李潔， 黃胡舟， 李卓學， 范子欣

（1. 華藍設計（集團）有限公司；2. 廣西華藍工程管理有限公司）

1 引言

當下正處于建筑行業(yè)的重要改革階段，尤其是伴隨人們對于各類建筑功能、質量要求的不斷提高，更需要建筑人員提高對BIM 技術的重視，以保證建筑建設的最終效果。以裝配式校園建筑為例，其相較普通建筑更強調其功能性與安全性。若能夠在裝配式校園建筑施工階段融入BIM 技術，則將在縮短施工周期、控制施工成本的同時，提高施工效率，保證裝配式校園建筑的建設安全性，進而為裝配式校園建筑的未來發(fā)展提供助力。

2 BIM技術與裝配式校園建筑

2.1 BIM技術

基于計算機技術與信息技術的建筑信息模型化技術被稱為BIM 技術，其本質為對建筑進行數(shù)字化設計、建造以及運營的流程技術。應用BIM 技術能夠將原本為二維的建筑圖紙打造為對應的三維模型，并結合數(shù)字化方法展開對建筑信息數(shù)據(jù)的管理與日常維護[1]。通過推廣BIM 技術，將對建筑行業(yè)產生持續(xù)的積極影響，也是實現(xiàn)裝配式校園建筑信息化發(fā)展目標的重要工具。

2.2 裝配式校園建筑

工廠預先生產出匹配設計標準的零部件，隨后在施工現(xiàn)場組裝為完整建筑體系的形式被稱為裝配式校園建筑。傳統(tǒng)建筑施工過程在裝配式建筑技術的應用下得到了建筑，實現(xiàn)了建筑的標準化與智能化建設目標，可更為簡單地進行全流程施工標準化管理，進而確保整體施工質量。從實際應用情況來看，相較傳統(tǒng)建筑，裝配式建筑的出現(xiàn)可極大縮短施工時間，將對施工環(huán)境的影響降到最低，達到節(jié)能環(huán)保的預期建設目的。

3 BIM技術的應用優(yōu)勢

3.1 模擬化

BIM 技術本身具有一定模擬性，可用于對建筑建設進度、施工、性能、成本以及使用安全性的全流程模擬。利用施工模擬可進行針對性的項目節(jié)點預演，進而為后續(xù)建設工作進程的順利推進提供指導條件[3]。同時，可對物料使用情況進行模擬，避免產生物料浪費的情況。

3.2 可視化

基于BIM 技術能夠打造出三維立體可視化模型，同時可在BIM技術支持下，將設計、施工、決策等環(huán)節(jié)以更為直觀的形式展示給參建單位。從實際應用情況來看，BIM 技術的應用可最大限度地避免返工，進而將整體施工效率予以提升。

3.3 施工方案持續(xù)優(yōu)化

大型裝配式校園建筑往往建設與管理流程相對較為復雜，需要獲得持續(xù)的設計與優(yōu)化條件用以實現(xiàn)預設的施工目標[2]?；贐IM 技術可對施工管理方案進行持續(xù)優(yōu)化，進而將產生的設計與施工冗余予以最大限度地減少。

4 裝配式建筑施工階段的BIM 技術應用問題

4.1 標準未能完善

現(xiàn)階段對于裝配式校園建筑的構件生產依舊缺乏具有統(tǒng)一性的生產標準，再加上涉及的構件種類繁多，若僅憑廠家進行質量把控較為困難。雖然已經(jīng)針對樓梯、衛(wèi)生間等位置制定了模數(shù)體系，但其他位置的構件依舊處于亟待完善狀態(tài)。從實際情況來看，雖然裝配式建筑數(shù)量持續(xù)增多，但對應的建筑建設標準卻依舊未能完善，缺乏生產到運輸，再到施工的標準流程支持。

4.2 體制未能健全

當下的傳統(tǒng)建筑建設體制并不適用于裝配式建筑的實際施工要求，為此需要持續(xù)完善建設體制。但由于裝配式建筑的推行時間并不長，相應體制建設依舊處于持續(xù)探索階段，缺乏足夠建設經(jīng)驗的情況下，想要出臺完善的功能與質量把控體制較為困難。

4.3 市場推廣積極性不足

部分區(qū)域在裝配式校園建筑建設技術推廣期間未能表現(xiàn)出較強的積極性，再加上該種技術正處于發(fā)展的重要階段，具有探索成本高、推廣困難等特點，使得多數(shù)企業(yè)無法表現(xiàn)出嘗試的足夠意愿。

5 裝配式校園建筑施工階段的BIM 技術應用要點

5.1 施工準備

5.1.1 深化設計

對于裝配式校園建筑來說，深化設計環(huán)節(jié)尤為關鍵，其也是將建筑信息模型整體精準性與可操作性進一步提高的關鍵措施?；趯椖抠Y料的深入分析，可打造出匹配建筑特征的作業(yè)模型，展開針對項目節(jié)點的優(yōu)化工作，并可同時進行沖突檢測。在內部審核完成后，即可自動化生成施工模型，經(jīng)由深化設計后進行施工圖紙的審核，即可實現(xiàn)預期的設計深化目標，充分發(fā)揮模型使用優(yōu)勢。

5.1.2 方案模擬

完成深化設計任務后，需要展開對方案施工過程的反復模型，準確定位其中的問題并保證問題解決及時性，以避免出現(xiàn)成本損失。隨后即可基于BIM 技術模擬施工全程，將工程的實際施工效果予以充分反映，同時對施工中可能遭遇到的各類問題進行預估，進而降低施工問題的發(fā)生風險。

5.2 構件生產

5.2.1 準備

裝配式校園建筑施工相較傳統(tǒng)施工存在著諸多不同，其對于預制構件有著相對較高的精度要求，為此需要提供尺寸精確的模具。基于BIM技術打造出的工程模型，可將不同構件的型號、三維空間關系、材料特點等填入模型中，進而提供給模具生產相應的信息支持。

5.2.2 生產

基于BIM 技術與無線射頻技術，可強化構件生產期間的構件識別過程，達到模型與實體之間的統(tǒng)一目的。一旦出現(xiàn)問題，則在生產人員對構件進行調整后，可在系統(tǒng)支持下將信息進行自動化更新，并生成數(shù)據(jù)信息反饋。同時，項目參建方同樣可對構件生產的不同環(huán)節(jié)進行針對性的功能與規(guī)格監(jiān)測，以保證構件精度。

5.2.3 運輸

通過使用BIM 信息平臺，可在構件運輸期間實時掌握構件的狀態(tài)。在此系統(tǒng)支持下，建議將GIS技術與BIM 技術相結合，對施工現(xiàn)場的地形進行細致分析，從而制定出一條最為合理的構件運輸路線。由于使用了BIM 信息平臺，同樣可對裝有定位器的運輸車輛進行狀態(tài)信息的實時監(jiān)測，為施工單位接收構件做好相應的準備工作。

5.3 現(xiàn)場裝配

5.3.1 場地布置

從BIM4D技術的實際應用情況來看，由于其應用同時對時間與空間兩個維度予以考慮，因此可借助場地內的道路、設備、臨時建筑進行三維可視化建模。同時，可對施工期間不同機械設備的空間動線進行模擬，提供給施工人員展開場地內平面布置的協(xié)助與指導條件，避免出現(xiàn)機械碰撞的情況。

5.3.2 構件管理

對于裝配式校園建筑來說，需要使用的構件種類與數(shù)量相對較多，這就要求根據(jù)構件特點采取相應的存放方式，整體管理流程較為復雜，這也是傳統(tǒng)裝配式建筑施工期間耗費大量管理成本的主要環(huán)節(jié)。而若是使用BIM 技術，即可展開對裝配式建筑預制構件的自動化管理，借助BIM 技術信息手段用以對構件信息進行精準定位，并將數(shù)據(jù)自動對接數(shù)據(jù)庫，保證發(fā)現(xiàn)構件擺放錯誤情況的及時性，將構件管理效率予以提高，實現(xiàn)管理成本縮減的預期目標。

5.3.3 進度管理

基于BIM技術可實現(xiàn)施工模型與施工進度的整合目標，為裝配式建筑施工進度情況的直觀與實時了解提供支持。同時，可對施工進度進行全程模擬，對不合理區(qū)域進行及時優(yōu)化，可將施工期間進度分析與全程跟蹤效率進一步提高，保證不同部門之間得到溝通順暢性，也是確保項目施工進程順利推進的關鍵措施。

5.3.4 安全管理

基于BIM技術可預先識別風險源，建議將Revit模型導入到Fuzor，借助所打造出的風險模型定位存在的安全隱患。此外，可聯(lián)合使用可視化漫游功能用以展開對安全隱患位置的人工核驗，從實際應用情況來看，無論是危險源識別效率還是準確性均有顯著提高。

5.3.5 質量管理

在BIM 技術支持下，施工期間技術人員可對施工全過程的質量把控重點予以細致分析。預制構件安裝前，通過使用三維激光掃描配合人工檢查的方式，可用于對構件尺寸進行判斷。若在這一過程中發(fā)現(xiàn)存在問題，可將相應數(shù)據(jù)信息上傳至云端并發(fā)出提示。云端檢測平臺可及時下發(fā)糾偏命令，并給出針對性的糾正措施，保證工程施工質量。

5.3.6 成本管理

不同預制構件在吊裝完畢后，均可由管理人員通過使用數(shù)字管理平臺與物料二維碼識別技術對造價信息進行識別，同時做好相應的驗收工作。隨后，即可整合獲取到的相應信息，提供給業(yè)主與分包單位相應的結算數(shù)據(jù)。

6 結語

綜上所述，對于裝配式校園建筑來說，為確保其施工的合理性與科學性，將BIM 技術與建筑施工環(huán)節(jié)相融合極為關鍵，可基于BIM 技術打造相應的施工模型，確?？赡艽嬖谑┕栴}的定位及時性。從實際的BIM 技術應用情況來看，其在滿足施工需求的同時，也具有較強的環(huán)境與市場適應性，為裝配式校園建筑的未來建設與發(fā)展奠定了堅實基礎。