基于BIM技术的装配式建筑施工进度控制方法

陈 墨

(安徽工业经济职业技术学院，安徽 合肥 230051)

建筑业是国家经济中的关键产业之一，传统的建筑方式存在污染环境、消耗资源严重、工作人员强度大、工程质量差以及安全保障不到位等问题。在现今经济飞速发展的背景下，建筑业转型升级也是必然趋势。装配式建筑指的是将传统建筑方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作建筑用构件与配件，例如墙板、阳台、楼梯、楼板等，将其运输至建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装的建筑方式。装配式建筑具有很多优势，例如降低环境污染、加快建筑周期、提升工人素质，推动高新科技技术在建筑业的应用，加强建筑信息化管理的程度。自改革开放以来，国家对建筑业的重视程度逐渐增加，并出台一系列相关政策，其中明确指出“我国争取在十年之内，将装配式建筑在建筑业中的占比提高到30%”，由此可见，装配式建筑是我国建筑业未来发展的必然趋势[1]。

装配式建筑虽然具有很多优势，但是在我国发展时间较晚，相较于发达国家，还存在着较大的差距。现今，我国装配式建筑施工过程中依然存在着众多阻碍因素。工期延误就是其中一项严重的阻碍因素，一直困扰着装配式建筑企业[2]。在理论上分析，装配式建筑相较于传统建筑可以节约工期约30%，但是装配式建筑需要涉及众多参与方，例如业主方、运输方、构件生产方以及施工方等，施工过程也被分解为预制构件生产、运输、施工等多个阶段，施工工序也愈加复杂。装配式建筑施工进度延误已经成为了影响装配式建筑发展的第一大阻碍因素。因此，如何控制装配式建筑施工进度成为现今研究的重点问题[3]。

现有的装配式建筑施工进度控制方法存在着进度控制颗粒度低的问题，为了解决这一问题，提出基于BIM技术的装配式建筑施工进度控制方法研究。BIM技术是建筑业信息化的代表，BIM技术的出现为装配式建筑提供了一个新的技术支撑，该技术以其高度的信息集成水平，使装配式建筑施工更加协调、信息化程度更高。BIM技术的应用，提升了装配式建筑施工进度控制能力，加快我国建筑业的工业化发展，推动我国建筑业的可持续发展[4]。BIM技术作为一种3D数据库技术，在建筑领域应用较多。利用BIM技术可以有效管理建筑项目中设计方、建筑方、施工方等所有参与方的管理信息，并且科学管控建筑项目全生命周期内的运行信息。

将BIM技术应用于装配式建筑中，可以提高装配式建筑设计的准确的性和效率，增加建筑构件生产的标准性。通过详细的施工阶段划分和施工进度影响因素设置，解决装配式建筑施工进度控制的颗粒度问题。以增加划分精细度的方式提高进度控制颗粒度。

1 装配式建筑施工进度控制方法研究

1.1 施工进度影响因素指标体系建立

装配式建筑施工工序较为复杂，可以划分为三个阶段，具体划分情况如图1所示。

图1 装配式建筑施工阶段划分图

此次从人员因素、工程相关因素、机械因素、业主方因素、资源因素、承包商因素以及外部环境因素这七个维度建立了装配式建筑施工进度影响因素指标体系，共具有二十四个二级指标，具体施工进度影响因素选取情况如表1所示。

表1 装配式建筑施工进度影响因素表

如表1所示，选取的施工进度影响因素共同构成指标体系，为施工进度控制的实现做准备工作[5]。

1.2 施工进度影响因素权重计算

以上述建立的施工进度影响因素指标体系为依据，基于ANP算法计算每个影响因素的权重值，为BIM建模提供精确的信息支撑[6]。

ANP算法通过生成综合影响关系矩阵，计算影响因素的权重值，综合影响关系矩阵公式表示为

(1)

其中，T表示综合影响关系矩阵；D表示标准化直接影响矩阵；aij表示因素对因素的影响程度。

七个维度下二十四个施工进度影响因素权重值如表2所示，其中，承包商因素权重值占36.358%，在七个维度中排名第一，构件安装时间长，出现吊装错误影响因素权重值为27.701%，在二十四个影响因素中排名第一。

表2 施工进度影响因素权重值表

如表2所示，完成了施工进度影响因素权重的计算，为施工进度控制的实现提供数据支撑。

1.3 BIM建模

以上述得到的施工进度影响因素权重值为基础，引入BIM技术，构建BIM模型[7]。模型具体构建过程如下所示。

BIM模型构建过程中，采用Autodesk系统BIM软件Revit和Navisworks，通过项目控制软件MSProject编制进度计划。其中，应用Revit创建三维模型，应用Navisworks关联模型各类信息，应用MSProject编制施工进度计划，以此为基础，模拟装配式建筑施工过程，动态展示施工过程[8]。

BIM模型构建步骤如下。

步骤一：三维模型构建。

应用Revit软件，三维模型构建流程为：新建项目-设置定位信息-制作构件，例如柱、外墙、板等-制作门窗-绘制楼梯-设计视图-完成。

步骤二：编制施工进度计划。

装配式建筑主要是依据构件类型将施工过程进行结构分解，得到多个WBS工作包，以此为基础，编制施工进度计划。

步骤三：关联施工进度信息。

在Navisworks软件中加载三维模型，导入Revit软件中的文件，保证构件集与工作包划分一致，实现PC构件与施工进度计划的自动关联。

步骤四：装配式建筑施工过程模拟。

开启Navisworks软件的模拟功能，对装配式建筑整个施工过程进行动态模拟。

通过上述步骤完成了BIM模型的构建，为下述施工进度控制提供模型支持[9]。

1.4 施工进度控制

以上述构建的BIM模型为基础，搭建装配式建筑施工进度控制框架，分析施工进度控制要点，实现装配式建筑施工进度的控制，基于BIM技术的装配式建筑施工进度控制框架如图2所示。

图2 基于BIM技术的装配式建筑施工进度控制框架图

以图2为基础，分析施工进度控制要点，主要为：增强参与方的信息沟通，自动采集施工进度数据，可视化控制过程，减少构件二次倒运以及监控施工构件安装时间[10]。

通过上述过程完成了基于BIM技术的装配式建筑施工进度的控制，推动了装配式建筑的可持续发展[11]。

2 进度控制颗粒度测试

上述过程实现了基于BIM技术的装配式建筑施工进度控制方法的设计，为了验证提出方法的性能，设计仿真对比实验，具体实验过程如下所示。

2.1 测试对象选取

选取某项目集居住、物业管理与社区活动等配套服务用房为一体的商品用房，该项目采用的是装配式建筑剪力墙结构体系，建筑总面积为530平方米左右。项目效果图如图3所示。

图3 项目效果图

2.2 BIM模型创建

由于时间限制，此文选取项目的某号楼的标准层进行施工进度控制测试。应用Revit软件绘制某号楼以及标准层的三维详图，方便后期施工进度控制过程中，相关工作人员可以实时查看构件的结构与基本属性，同时为构件编码，以此为基础，获取构件的进度状态、位置等信息。

某号楼BIM模型示意图如图4所示。

图4 某号楼BIM模型示意图

标准层构件拆分示意图如图5所示。

图5 标准层构件拆分示意图

2.3 实验结果分析

依据上述选取的测试对象，构建的BIM模型进行测试，得到进度控制颗粒度参数对比情况如表3所示。

表3 进度控制颗粒度参数对比情况表

常规情况下，进度控制颗粒度参数越大，表明方法的进度控制颗粒度越高，也就是说，该方法的进度控制更加精细。如表3数据显示，提出方法的进度控制颗粒度参数远远的高于现有方法，其最大值可以达到11.46。

测试结果显示：与现有的装配式建筑施工进度控制方法相比较，提出的装配式建筑施工进度控制方法极大的提升了进度控制颗粒度，充分说明提出的装配式建筑施工进度控制方法具备更好的控制效果。

结语

提出的装配式建筑施工进度控制方法极大的提升了进度控制颗粒度，推动了装配式建筑的可持续发展。但是，随着装配式建筑的不断发展，对进度控制颗粒度的要求也在不断提升，为此需要对提出方法进行进一步优化研究。