预制装配式建筑施工中BIM技术的应用方法

何红国

（中国一冶集团有限公司）

预制装配式建筑施工中BIM技术的应用方法

何红国

（中国一冶集团有限公司）

当前预制装配式建筑较多，而在该类建筑施工过程中运用BIM技术则能更好呈现出建筑施工效果。基于此，论文对BIM技术及预制装配式建筑的相关概念进行分析，总结BIM技术运用于装配式建筑结构施工特点，并结合实例分析BIM技术的实际使用方法，可为类似工程提供借鉴。

BIM技术；预制装配式；4D仿真模拟

1 引言

BIM技术是指以建筑、结构、施工、暖通等生命周期的各项信息数据为基础建立模拟建筑实体建立模型，对建筑工程的设计及施工方案进行优化，便于及时发现并解决问题，保证设计与施工方案具有较高的可行性。为了加快工程建设进度，实现高效管理，需采用先进的信息技术对工程信息进行计算处理，从而使得工程设计与施工效果更加直观，便于及时发现并解决问题。

2 概念分析

2.1 BIM技术

BIM技术是依据工程相关参数建立模型，实现了工程信息的整合分析，可依据具体要求进行数据计算与分析，最终建立建筑立体模型。BIM作为一种仿真模拟建筑物模型，将建筑结构、施工等全生命周期的信息作为参考依据，实现建筑主体的仿真模拟。

2.2 预制装配式建筑

预制装配式建筑为新型建筑，采用先进的装配式建筑技术以及可持续技术，选用绿色环保材料进行建筑构件生产与安装，符合我国住宅产业化以及节能减排的相关要求，也可以有效解决建筑内部空间分化不灵活的问题。与传统建筑形式比较而言，预制装配式建筑的质量较低，在实际施工过程中只需将工程预制好的额建筑构件运输至施工现场，然后按照相关设计要求进行安装及施工即可。为了提升建筑主体的安全性能以及使用功能要求，需保证预制装配式构件具有较好的弹性工作状态，且各个构件的浇筑连接更为紧密，也不易出现严重的裂缝等病害或损伤，所以需要加强预制装配式建筑施工管理，从而提升建筑施工的安全性，保证工程建设质量[1]。

3 BIM技术运用于装配式建筑结构的施工特点

装配式建筑比传统建筑的建造生产方法更具明显优势。例如，建筑建设过程中使用的材料构件整体性较强，现场材料堆放场地占地面积小，生产噪声和污染较少，施工过程中标准化、流程化特征明显，生产高效，施工质量速度较快，建筑质量也更高。

装配式建筑在施工过程中具有许多不足之处，如建筑施工进度会受到材料生产商、运输过程等因素的限制；在施工过程中装配施工人员对于材料构件的了解不深入，安装过程中也会出现装配错误、碰缺等问题，影响建筑整体施工效果。

装配施工中采用BIM新型技术建立相应的模型，涉及项目信息及相关数据资料等，可建立数字信息相对完善的建筑物仿真信息技术。另外，BIM技术中有关于3D信息的模型建立对项目的优化也具有积极影响。关于BIM技术的3D协同设计过程如图1所示，其设计内容的实现和完成可以全面提升装配生产效率。

图1 基于BIM技术的3D协同设计过程

4 实例分析BIM技术的运用

某拆迁安置房的占地面积共有24501m2，为6层建筑，并配有1个停车场和服务用房。该建筑工程±0.00以上为装配式外墙PC（预制混凝土）板体系。该工程高层外墙选用的是预制保温叠合外挂墙板+180mm厚钢筋混凝土墙体，预制保温叠合外挂墙板是由55mm厚钢筋混凝土、40mm厚发泡水泥板以及250mm厚保温板共同组成。墙体内部使用的是200mm厚封底双排孔混凝土空心砌块或100mm厚实心混凝土砌块墙。

4.1 场布管理

预制装配建筑工程施工过程中需要注重材料的管控，设置合理的堆放空间，并且对构件运输线路进行合理规划，有效保护设备与材料。同时，因建筑工程各施工环节是紧密相关的，所以需严格各施工环节，保证施工作业的连续性。由于施工现场有限，因此需严格控制现场材料的堆放量，为构件安装提供充足的空间。一般情况下，PC构件的堆放量需保持在1～1.5层左右。为此，在构件入场前需对现场材料的存放情况进行调查，控制现场材料数量，可采用BIM技术建立现场模型，对编制的施工计划和现场施工信息等进行深入分析。例如，若挂车的长度大于13m，则需要对运输现场进行合理规划，当构件到达现场后需要对吊装设置的运作进行优化配置，保证作业的如期完成。该工程施工选用的是ST60/15塔吊，其回转半径为40～55m，为此需在模型中对施工信息进行整合，实现对施工资源的优化配置，对堆放功能区域分化、设置以及材料堆放进行合理布设，从而满足工程材料的使用需求[2]。

4.2 材料管理

4.2.1 事前计划

在预制构件进入施工现场前，可以采用BIM技术对施工场地以及现有施工状况进行合理分析，制定构件采购量的上限值。因该工程施工场地有限，且工期较短，为此需要依据施工现场的实际情况对不同阶段预制构件的使用量进行合理推算，并且做好前期的材料准备工作，避免现场构件数量过多对施工造成不利影响，且反复运输，造成材料损坏。

4.2.2 事中控制

施工过程中若发生变更需对施工进度计划进行调整，则必须明确每个施工区域内材料的使用量，并且严格控制。

4.2.3 事后分析

依据施工计划节点或时间段，对预制构件以及建材进行清点，明确材料实际用量和计划用量的差异。这样可为后期材料采购提供直接依据，并且也可及时发现材料使用中存在的问题，完善管理措施。

4.3 BIM施工阶段的应用

4.3.1 基于BIM的现场施工仿真筹划

采用BIM模型进行4D仿真模拟，且BIM可以与其他技术或软件协同使用，在模型中导入施工进度技术，联合其他信息技术建立施工计划中各时空节点的施工内容和详细属性，这样使得施工的时序性更强。

4.3.2 构件吊装动态仿真模拟技术

通过4D模拟技术建立建筑主体模型，并根据相关软件对项目进行动态施工方针模拟，在软件中可以对装配式建筑各构件的安装节点以及安装位置等进行明确，并且对施工现场的人力与设备资源进行优化配置，保证构件吊装工作的有序进行，为施工质量控制提供了技术支持。在BIM模型中需要依据各构件的作用、尺寸、安装路径等进行可视化模拟，在BIM模型中，需保证构件信息的完整与准确，对不同构件的预制率以及吊装方案进行比较分析。施工前先了解工程现场情况，以便对施工方案以及构件的设计方案进行相应的调整。

4.3.3 构件现场吊装管理及远程可视化监控

经过方案比选选出最佳施工方案后，需对施工方案的相关信息进行整合，并且将信息录入BIM模型中，建立与实际工程状况相符的建筑模型或计划网络实体等。对于吊装施工来说，BIM技术的应用主要表现在建立吊装施工模型，模拟现场吊装施工方案实施效果，并且依据工程施工选用的构件，对构件安装位置、安装顺序予以明确，便于施工指导和调度。需注意的是，在构件入场前需进行质量与性能检查，对生产厂家提供的说明材料以及质量合格证书等进行核查，检查通过后方可入场投入使用[3]。同时，指挥调度管理人员均可通过现场的手持机进行工作，施工吊装模型直接显现在在手持机上，现场人员可使用手持机对构件进行扫描，对扫描得出的构件机构及相关信息进行分析，与施工设计方案进行比对，对产生差异的原因进行深入研究，完善现场施工作业，保证构件安装质量。另外，通过BIM技术可绘制施工进度网络表，实现了各时间节点的作业进度校核。

5 结束语

综上所述，运行BIM技术对预制装配式建筑施工进行管理，可以保证施工方案的适用性，同时有利于设计方案的实体转化。同时，该技术对现有资源进行整合与配置，建立了一种新型管理模式，可及时发现管理工作中存在的问题，并及时对施工方案进行调整，从而提高预制装配式建筑工程的经济效益。

[1]刘占省,马锦姝,徐瑞龙,等.基于建筑信息模型的预制装配式住宅信息管理平台研发与应用[J].建筑结构学报,2014(35)：59-66.

[2]王田青,吴银国.住宅产业化暨预制装配式住宅结构体系的发展与问题探索[J].建筑安全,2015,30(1)：73-75.

[3]陈廷勇.武汉某项目预制装配式住宅体系施工技术[J].施工技术,2015,44(16)：54-56.

Application of BIM Technology in Prefabricated Building Construction

HE Hong-guo

（China First Metallurgical Group Co., Ltd.）

At present, prefabricated building is more, but in this kind of building construction process, the use of BIM technology can better show the effect of building construction. Based on this, fi rstly the related concepts of BIM technology and prefabricated building are analyzed, secondly, using BIM technology in assembling building structure construction characteristics, fi nally the actual use case analysis method of BIM technology, which can provide reference for similar engineering.

BIM technology; prefabricated assembly; 4D simulation