基于BIM技術的裝配式建筑施工要點探析

摘 要：現代建筑領域中，裝配式建筑因具備造價低、周期短等優(yōu)勢而得到廣泛應用，其能在保障建筑施工質量符合預期要求的同時，將建筑施工成本控制在預期范圍內。本文在對BIM技術和裝配式建筑基礎概念進行分析的基礎上，以具體工程案例為研究對象，深入探究BIM技術在裝配式建筑設計及施工中的應用策略，著重圍繞工程設計、構件生產、構件安裝、施工管理等多個維度展開討論，旨在為BIM技術與裝配式建筑的深度融合提供實踐指導，促進建筑行業(yè)的持續(xù)繁榮與發(fā)展。

關鍵詞：BIM技術；裝配式建筑；施工要點；建筑信息模型文章編號：2095-4085（2025）02-0105-03

0 引言

裝配式建筑作為現代建筑領域的主流趨勢，具有結構節(jié)能環(huán)保、施工迅捷高效、質量控制嚴謹等諸多顯著優(yōu)勢。將BIM技術融入裝配式建筑中，能夠實現建筑信息的集成與共享，確保項目團隊順利執(zhí)行全生命周期管理。在裝配式建筑的施工過程中運用BIM技術，可顯著提升施工效率，壓縮成本開支，降低錯誤與變更頻率，進而增強建筑的整體品質與性能。

1 BIM技術與裝配式建筑概述

1.1 BIM技術的概念與特點

BIM技術作為現代化信息技術的典型代表，以數字化三維模型為基礎，集成建筑物物理、功能、幾何等各類信息，可以達到可視化、信息化、協同化地高效管理。該技術以其突出的模擬性與協調性為顯著特點，為建筑項目的所有參與者搭建了一個高效的信息共享與協同工作的平臺，有效解決了傳統(tǒng)建筑設計和施工中存在的信息不暢通、協同效率低等問題［1］。

1.2 裝配式建筑的優(yōu)勢

裝配式建筑是在工廠集中生產預制構件，然后運輸到現場進行拼裝的一種施工方式，與傳統(tǒng)現澆模式相比有著諸多優(yōu)點。

（1）可以省略混凝土養(yǎng)護的時間，達到提高施工效率、縮短施工時間的效果。

（2）構件在工廠生產，質量更易控制，減少了現場濕作業(yè)帶來的質量問題。

（3）節(jié)能環(huán)保，減少了建筑垃圾和現場施工噪聲污染。

（4）節(jié)省人力成本，提高了勞動生產率。

近年來，我國裝配式建筑得到了快速發(fā)展，但在技術應用、施工管理等方面仍存在一些問題，需要進一步探索和改進。

2 基于BIM技術的裝配式建筑施工要點

某裝配式住宅建筑項目占地面積共計11.48萬m2，總建筑面積45.96萬m2。該工程積極應用BIM技術及相關配套軟件，本文以9#住宅建筑為例，對項目施工要點進行分析。

2.1 BIM技術在裝配式建筑設計階段的應用要點

在裝配式建筑設計階段引入BIM技術，可以充分發(fā)揮其設計、檢查模擬等功能。

（1）BIM技術能夠提高建筑物構件設計的標準化水平。技術人員可通過建立構件庫，將各種類型的預制構件進行分類和參數化建模。在設計過程中，設計師可以根據項目需求從構件庫中選取合適的構件，并對其參數進行調整，從而實現構件的快速設計和優(yōu)化。這不僅提高了設計效率，還保證了構件的通用性和互換性，有利于構件的工業(yè)化生產和降低成本。

（2）利用BIM技術的碰撞檢查功能，可以在設計階段對裝配式建筑的各專業(yè)模型進行整合。通過碰撞檢查，便于分析構件之間、主體和構件之間的施工是否存在沖突，有利于提前發(fā)現和解決這些問題，避免了在施工階段因設計錯誤而導致的構件返工和修改，進而可減少施工成本和工期延誤等問題。同時，根據碰撞檢查結果對設計進行優(yōu)化，提高了建筑的空間利用率和功能合理性［2］。

（3）BIM技術的可視化特點使得設計師能夠以三維模型的形式向業(yè)主、施工單位等各方展示設計方案，使他們更直觀地理解建筑的外觀、內部空間布局和結構形式。各方能夠直觀地查看裝配式建筑建設效果，高效地發(fā)現并協商解決裝配式建筑設計和施工中的不足。這為各方高效溝通提供了有力支持，減少了因信息不對稱而導致的誤解和變更。本文案例裝配式工程項目采用BIM技術模擬后的屋面構造模型（見圖1）。

在具體搭建BIM機電管線碰撞檢查模型中，技術人員首先從族文件的管道分項出發(fā)，將相應管線屬性設置到相應的文件上。然后綜合以上設定的信息構建衛(wèi)生間水管道體系模型，最后構建主管道體系模型。

2.2 BIM技術在裝配式建筑構件生產階段的應用要點

（1）BIM模型中，包含了尺寸、形狀、材料、配筋等預制構件的詳細信息，這些信息可以直接傳遞給構件生產廠家。生產廠家通過讀取BIM模型中的數據，可實現構件生產的自動化和信息化管理，提高了生產效率和質量。

（2）在BIM模型中，技術人員可以動態(tài)監(jiān)控并調整構件的生產進度，做好施工現場和生產進度的協調，保證構件能夠按照施工進度準時運輸到現場，并避免現場堆積過多構件或者構件不足影響施工進度。技術人員還可以借助BIM技術生成二維碼標識，對每個構件進行識別，從而明確每個構件的生產、運輸、安裝等情況。在二維碼信息中，涵蓋其生產廠家、生產日期、質量檢驗報告、安裝位置等內容。這有助于施工現場對構件的快速識別和精準定位，提高施工安裝的準確性和效率，同時也便于對構件的質量進行追溯和管理［3］。

（3）構件生產廠家可以借助BIM模型設計并優(yōu)化生產模具。BIM技術能夠模擬模具的開合過程和構件的脫模情況，提前發(fā)現模具設計中存在的問題（如模具的干涉、脫模困難等），并進行相應的調整和優(yōu)化，能夠提高模具的設計質量，減少其制作成本和修改次數，進而保證預制構件的生產精度和質量。

2.3 BIM技術在裝配式建筑施工安裝階段的應用要點

2.3.1 施工進度模擬

（1）構建詳細的BIM模型。將裝配式建筑的各個構件，諸如預制墻板、樓板、梁柱等，通過三維模型精準展現，并細致描繪其材質、連接方式等細節(jié)。BIM模型還集成了構件的生產、運輸等關鍵信息，可以保證按照施工進度進行生產制造。

（2）利用BIM軟件進行施工進度計劃編制與模擬。將施工工序、時間安排以及資源分配等信息關聯到模型構件上，設定不同施工階段的任務開始與結束時間，模擬整個施工過程。通過模擬施工進度，能夠對施工過程中潛在的影響進度的風險進行分析，如構件吊裝順序不合理導致的空間沖突、施工設備資源調配不均衡等，有利于提前進行優(yōu)化調整。

（3）基于BIM模型的進度監(jiān)控與動態(tài)調整至關重要。在實際施工過程中，應實時采集現場數據，與BIM進度模型對比分析。若實際進度與計劃存在顯著偏差，諸如構件生產滯后、運輸受阻或現場安裝遭遇難題等情況，BIM模型能即時反饋這些信息并通過模擬分析不同的調整方案，如增加施工班組、調整施工順序等，選取最優(yōu)策略，確保施工進度的順利推進。

2.3.2 施工現場布置優(yōu)化

在場地規(guī)劃的初期階段，借助BIM軟件可構建施工現場的三維立體模型，精確勾勒出場地地形地貌、周邊環(huán)境以及待建建筑的具體位置和輪廓線。并針對裝配式施工的特性，科學合理地劃分出構件堆放區(qū)、材料存儲區(qū)、加工區(qū)、起重機作業(yè)區(qū)及道路等功能區(qū)塊。同時，依據構件的尺寸規(guī)格、重量級別以及運輸的實際需求，可確定堆放場地的大小規(guī)模與承載能力，運用BIM模型能直觀的可視化展示與深入分析，從而確保各功能區(qū)域布局緊湊且互不干擾，進而提升場地的整體利用效率。在起重機等大型機械設備的選型與布置方面，BIM技術扮演著至關重要的角色。通過模型仿真模擬不同型號起重機的作業(yè)覆蓋范圍和吊運行進路徑，并綜合考量建筑高度、構件布局等多重因素，能精準遴選出最為適宜的起重機型號，同時明確其最優(yōu)的停放位置以及起重臂的最佳伸展朝向，從而有效規(guī)避起重臂與周邊建筑物、施工設施的潛在碰撞風險，切實保障吊裝作業(yè)的安全穩(wěn)妥與高效順暢［4］。

在施工過程中，BIM模型還可用于實時監(jiān)控現場布置的實際情況，并與計劃布置進行對比。一旦發(fā)現現場布置與原方案出現偏差，可借助BIM技術快速進行調整和優(yōu)化，并生成新的布置方案，指導現場施工人員進行整改，以確保施工現場始終處于有序、高效的運行狀態(tài)，進而為裝配式建筑施工的順利進行提供有力保障。

2.3.3 構件定位與安裝指導

（1）構建精細化的BIM模型，包含裝配式構件的幾何信息、物理屬性以及連接節(jié)點等關鍵數據。在模型中為每個構件賦予唯一的身份標識，使其與實際構件一一對應，可為后續(xù)的定位和安裝工作奠定基礎。

（2）基于BIM模型，通過全站儀、GPS等測量設備與BIM軟件的集成技術，可將現場的實際坐標體系與BIM模型中的虛擬坐標體系進行關聯校準。在構件安裝前，利用BIM模型生成構件的安裝定位圖，圖中明確標注出構件在施工現場的精確平面位置和高程信息，施工人員可依據此圖快速準確地進行構件的初步就位。

（3）在安裝過程中，借助BIM移動端設備（如平板電腦），現場安裝人員能夠隨時查看構件的詳細安裝步驟、連接方式以及與周邊構件的空間關系等信息。通過模型的可視化展示，安裝人員可以清晰地了解到構件的正確安裝方向和角度，從而避免因安裝錯誤導致的返工和延誤［5］。

2.4 BIM技術在裝配式建筑施工管理階段的應用要點

2.4.1 協同管理平臺建設

BIM技術支持下的裝配式建筑施工協同管理平臺，整合了業(yè)主、設計單位、施工單位、構件生產廠家以及監(jiān)理單位等各方的海量信息資源，打通了項目全生命周期的數據流通渠道，實現了全方位的數據共享與無縫協同作業(yè)。在該平臺上，各方能夠實時上傳、下載和查閱項目的BIM模型、設計圖紙、施工方案、進度計劃、質量報告、成本數據等各類文件和信息，確保了信息的及時性、準確性和完整性。例如，設計單位對構件設計進行優(yōu)化更新后，能迅速將新的BIM模型上傳至平臺，施工單位和構件生產廠家可即時獲取并查看變更詳情，據此及時調整施工計劃和生產安排，從而有效避免因信息滯后引發(fā)的施工延誤和成本攀升［6］。

2.4.2 成本管理與控制

在項目前期規(guī)劃階段，借助BIM模型對工程量進行精確計算，并結合市場動態(tài)價格信息，可精準估算項目的總成本，進而制定詳盡且合理的預算計劃。工程管理人員通過在成本管理中引入BIM信息模型，能夠動態(tài)跟蹤并深入分析成本控制情況，通過對比實際成本支出數據和模型中預算數據，對成本偏差進行分析，如構件生產費用的異常增加、施工工序變更導致的額外開支等。管理人員根據分析結果，可及時采取一系列成本控制措施，以控制不必要的工序和資源浪費問題。

2.4.3 安全管理

（1）利用BIM模型對施工現場進行高度逼真的三維可視化模擬，便于提前對安全防護設施的布局進行科學規(guī)劃，包括塔吊的最優(yōu)位置選擇、施工電梯的安全通道設置、外腳手架的合理搭建范圍確定等，可確保施工現場的安全布局嚴謹合理，進而從源頭上降低因場地規(guī)劃不善而引發(fā)的安全事故風險。

（2）針對施工過程中的高風險作業(yè)環(huán)節(jié)，如預制構件的吊運、高處拼接作業(yè)等，BIM技術能夠進行深入的模擬分析，精準識別潛在的安全隱患，并據此制定詳細且切實可行的安全操作規(guī)程和應急預案。通過在BIM模型中醒目地標記這些危險區(qū)域和作業(yè)環(huán)節(jié)，施工人員能夠更加直觀、清晰地了解施工過程中的安全風險，從而顯著提高安全意識和自我保護能力。

3 結語

綜上所述，在現代裝配式建筑工程施工中，BIM技術發(fā)揮著越來越重要的作用，其可以實現工程設計、施工等工作水平的提升，推動裝配式建筑的進一步創(chuàng)新發(fā)展。未來，相關工作人員應進一步改進創(chuàng)新，提高裝配式建筑施工和BIM應用的水平，從而促進建設行業(yè)的進一步發(fā)展。

參考文獻：

［1］睢寧.裝配式建筑施工中BIM技術應用要點分析［J］.中華建設，2023（6）：143-145.

［2］郭世彤.裝配式建筑施工技術的要點探討［J］.城市建設理論研究（電子版），2024（11）：100-102.

［3］彭敬寬，季文強，李德飛，等.裝配式建筑施工技術難點及應對措施分析［J］.四川建材，2023，49（5）：135-137.

［4］黃超.裝配式建筑深化設計中BIM技術要點及應用實踐［J］.建設機械技術與管理，2024，37（6）：165-166.

［5］林愛金.基于BIM技術在裝配式建筑模塊化施工中的應用［J］.佛山陶瓷，2024，34（12）：68-70.

［6］邢超雲.基于全生命期的BIM技術在裝配式建筑中應用研究［D］.合肥：安徽建筑大學，2022.