BIM技术在装配式建筑施工管理中的应用研究

张力

（福建新港建工有限公司，福建 莆田 351100）

0 引言

装配式建筑结构在结构形式上与传统建筑不同。它改变了混合混凝土和浇筑在建筑工地上的原始形式。提前完成生产后，将混凝土建筑构件发送到施工现场进行直接组装。包括门廊、柱子、隔板、横梁和其他相关的建筑组件，这些组件可以直接在建筑工地上组装。关于安装仅需将组件的预留孔与钢棒相匹配，即可完成填充和浇铸。该装配式建筑模型施工周期短、操作简单、环境影响小、施工成本低、开发面积大。BIM技术是一种3D数字模型，可通过优化建筑项目信息得到支持。它属于建筑信息模型技术，可以大大提高工作效率，改善内部工作结构，提高施工安全性。本文着重于创建装配式建筑结构和BIM技术的应用[1]。

1 装配式建筑现状及BIM技术背景

在过去的几十年中，现代装配式建筑技术作为一种现浇混凝土的替代方法引起了许多国家的关注。根据住房和城乡建设部现行政策以及中共十七大的有关政策，明确了我国既有建筑的发展目标，即坚持走新型工业化道路。目前国内外对BIM技术的研究很多，包括BIM技术系统研究、建筑可视化协调研究、BIM应用开发研究，为BIM技术在建筑装配阶段的应用奠定了理论基础。当前的大多数研究都集中在技术应用程序、硬件和软件的可行性上，而忽略了整个应用程序实施计划，从而导致在应用程序过程中BIM实施内容和BIM管理应用程序点缺乏清晰性，从而严重影响了装配施工中的BIM技术的应用。实现应用程序的目标和价值。装配式建筑是指可以提高项目质量、确保安全生产、节省资源、保护环境并提高项目建设过程效率的组织管理技术和方法。在将BIM技术应用于装配式建筑中时，我们提倡建筑节能和环境保护，强调建筑产品生产技术和生产方法的转变，着重于建筑产业链的整合和整个项目生命周期的集成管理，从而最大程度地提高收益。通过新的模式和理念，最终塑造产业整合、组织整合的优势、节省工程成本，缩短工期。当下装配式建筑存在以下几个方面的缺点：

1.1 施工系统性不够

在传统的项目过程中建设和设计是相对独立的，并且在项目采购中仍以并行承包的形式进行招标。在整个项目的设备安装和施工设计阶段，各承包商公司和设计公司已经完成并签署了合同，这导致总体规划减少，并且在总承包情况下无法均衡地进行施工。装配式结构在这方面具有明显的优势，需要统一的设计、生产和构造，但是由此引起的问题正在逐渐显现出来。总承包商应具有强大的生产能力和独立的设计能力，并在现有的完整设备和先进的施工技术的基础上实现高效施工。目前市场上没有多少处于成熟状态的公司，这导致在给定的实施过程中构造系统不完善。如今大多数民用建筑都是现成的，建筑结构主要是混凝土结构，只有少数建筑物是砖或钢结构。装配式混凝土结构的使用百分比很低。因此，装配式建筑工程项目市场份额小，应用空间有限，未能充分发挥其优势，尚未形成系统应用。

1.2 配套政策不足

目前我国装配式房屋的实际应用仍存在较大的发展差距，缺乏优惠政策和相应的扶持政策，建筑标准水平尚未形成统一理想的状况且效果不佳。随着装配式建筑的逐步普及，评估标准、消耗定额和技术规格均处于完善的状态，但仍存在一些遗漏和延误。许多消费者将更多地关注装配式建筑物的稳定性、可靠性和安全性是否符合标准，因此购买意图受到限制，这对现成的建筑项目在市场上的普及性造成了重大限制。另外我国现行的土地、技术、财政、税收等方面的优惠政策尚未对装配式件的建设政策和财政支持形成统一、完整的财政支持。例如，一般建筑材料税仅为4%，而装配式建筑税为18%。这极大地限制了建筑单位选择装配式建筑的积极性和热情。

1.3 施工标准不一

现成零件的模块化系统不完善、市场份额不高，大规模使用的零件数量和种类少，在采购过程中会遇到一些困难。所有零件都需要建立装配式产品库、设置标准和规格、完善装配式零件数据库及认真进行全面的规划和管理，使产品供应商可以按照标准生产合适的装配式房屋，提高施工单位的舒适度。但是目前我国很少有人能够满足装配式构件的生产和设计的标准和能力，这限制了装配式房屋建设项目的广泛而系统的发展。此外缺乏技术理论支持是影响装配式建筑结构施工的重点。成品零件的精度、检查机构的操作方法、成品零件的有效交付、起重机位置的合理选择、成品零件在现场的定位和布置等主要基于特殊的专业知识，而当前施工单位在这些方面还有欠缺[2]，如图1所示。

图1 预制构件施工

2 BIM技术在装配式建筑中的应用

2.1 BIM模型建立

为了确保项目经理可以处理当前的复杂建筑环境，必须使用BIM技术在施工现场完成三维BIM模型的实施。通过使用BIM技术模拟现有施工，可以直观地找到装配式施工项目的施工技术，并且可以从各个角度实施装配式施工项目的要点。项目管理团队使用REVIT进行操作和构建，使用BIM技术自动组装和构建建筑施工模型，并根据建筑图纸中的组件数量和安装标准在逻辑上布置组件。特别是在装配式建筑过程中，它在处理某些不规则零件方面显示出巨大的优势。工程师可以通过预模拟来模拟构建不规则组件的一些困难，并通过相关的碰撞测试探索装配式件构建的逻辑，从而为构建整个项目提供坚实的指导。另外在装配式建筑物的建造过程中，处理边缘部件是困难的一点。工程师使用REVIT软件模拟边缘组件的铆接形状，以指导工程人员合理安装边缘组件。

2.2 虚拟施工

BIM技术的应用可以有效增加工程师对整个装配式建筑施工过程顺序的理解，也方便工程师了解当前装配式建筑施工的要点，并通过制定相应的施工措施，以便从总体上提高建筑物的施工水平，BIM技术的建筑物模拟可以减少后续出现问题的可能性，还可以模拟一些施工问题，通过模拟整个施工过程，工程师可以改善施工管理者、设计师和施工生产人员之间的沟通。总体而言，基于BIM的建筑过程从最初的2D、3D到4D的转变增强完全装配式建筑的建造，并为项目建设奠定良好的基础[3-7]，如图2所示。

图2 BIM技术虚拟施工

3 结语

目前BIM技术的实施正处于持续改进的阶段。施工单位可以利用这项技术的优势来完成装配式建筑结构的建造，使用模拟和可视化功能来确保项目的设计和施工质量，改善设计、生产和施工阶段，并提高施工质量。BIM技术在装配式建筑中的合理应用可以有效地表达建筑物的内容，避免工程施工过程中出现问题。同时可以通过3D模拟直观地显示整个建筑内容，从而满足标准装配式建筑地板有效操作的要求。因此，在整个装配建筑施工过程中必须更加重视BIM技术，必须增强控制其科学应用的意识，并利用BIM技术成功完成装配建筑施工目标，防止更大的建筑风险。