BIM 技术在装配式建筑施工过程中的应用分析

朱晓明 杨向涛 徐佳巍 张冬梅 张微微

（1.黑龙江农垦职业学院，黑龙江 哈尔滨 150000；2.黑龙江省交投公路建设投资有限公司，黑龙江 哈尔滨 150000）

建筑工程在我国经济中占有较为重要的地位，建筑工程施工质量与每个人都息息相关，装配式建筑作为当今建筑工程中发展速度较快的一种项目工程，装配式建筑的存在能够加快建筑工程的成型，在进行施工时，装配式建筑对材料的要求较低，能够满足多种环境的建筑需求，但是当今装配式建筑的应用尚不成熟，存在着较多的问题，设计和施工效率影响着建筑工程整体的生产速度，而利用BIM 技术能够有效的解决装配式建筑施工中存在的问题，应当受到专业人士的重视。

一、BIM 技术与装配式建筑概述

（一）BIM 技术概述

BIM 技术最早由美国提出，本意为建筑信息模型，经过长时间的发展传播，到我国进行应用时，已经具有了较为成熟的应用体系，在我国的建筑工程领域中，BIM 技术已经得到了一定的认同，这种技术能够将建筑工程相关的各种专业进行有效的串联，使得建筑工程得到了高速的发展。BIM 技术在当今的应用对于城市现代化有着巨大的帮助，当今各个城市推行的智慧城市建设都需要对各种信息进行有效的收集处理以及进行应用，而BIM 技术能够实现这种目的，BIM 技术可以在建筑工程施工的各个环节都发挥一定的作用，在建筑设计时采用BIM 技术能够有效的对建筑各种信息进行处理，相较于传统的建筑工程所用技术如CAD 等，BIM 技术具有更加全面的功能，不仅能够对建筑结构信息进行处理，对于一些相关因素同样可以进行考虑，包括建筑的光照水平，以及不同区域的可视度设计等，通过BIM 技术都可以进行综合考虑。在进行施工时，可以采用BIM 技术进行有效的实时监控，对各种建筑结构信息进行实时更新，然后能够及时对其中存在的问题进行提前分析，及时进行施工策略改变，利用BIM 技术能够有效地综合多个信息，在施工之前甚至可以利用大量的信息作为支持，进行有效的模拟，对于后期问题能够提前进行预估。BIM 技术在后期的建筑运营中，同样可以为价值提供一定的保障，采用BIM 技术能够降低生产成本，减少施工风险，能够有效提高建筑价值。

（二）装配式建筑概述

装配式建筑相较于传统的建筑施工而言最大的差异便是施工方式，传统的建筑工程施工时，大多是购买相应的原材料，在施工工程现场进行原料混合加工形成混凝土等材料然后进行利用施工，实现建筑建造的目的。而装配式建筑则能够避免材料加工的环节，在进行施工时也更加简单，装配式建筑的具体施工流程是根据建筑设计引进各种各样的建筑构件，利用在施工现场利用各种建筑构件进行装配整合，共同安装成一个建筑主体，形成一个完整的建筑结构。我国装配式建筑发展相较于传统的建筑工程而言较晚，但是经过一定时间的发展，已经具备了一定的施工体系，其最大的特点便是工程一体化，相较于传统的建筑工程，装配式建筑能够实现设计生产施工和维护一体化，装配式建筑大部分工作在于设计，有了有效的设计之后，后续的施工工作要求不高，在进行施工时，不需要对施工材料进行加工，大部分建筑构件有一定的生产标准，可以直接进行购买使用安装，实现一体化建造生产较为简单，根据设计内容能够有效地进行资源整理施工。此外，在功能上建筑也能够实现一体化，在装配式建筑施工时，需要考虑线路接口等多个问题，不仅能够保障建筑工程的质量，还对建筑内的机电和装修等进行考虑，位后期建筑应用提供便利。

（三）装配式建筑未来的发展方向

装配式建筑在当今逐渐普及开来，越来越多的建筑工程采用装配式建筑施工，在未来装配式建筑业具有广阔的发展空间。未来装配式建筑的发展会结合各种技术来实现更加深入的发展，其整体发展趋势主要是一体化发展，一方面是设计生产的一体化，在这个过程中，还包括相应的施工运营和维护工作，这些都是生产的重要环节。设计施工的一体化能够简化装配式建筑的施工整体效率，当设计生产施工和运营维护都一体化后，在进行装配式建筑施工时，设计环节能够直接与施工环节相连，直接进行装配式建筑的整体设计，在进行基础的装配式建筑施工时，能够对施工过程中遇到的问题进行及时的反馈，然后对设计方案进行改进，而装配式建筑的特点也使得施工试错成本相对较低，这样进行设计施工，能够避免提前进行完整设计但是忽略施工中存在的问题而导致需要对整个设计工作进行删改，浪费大量的设计精力，这种采用一体化设计施工的方法同样能够对资源成本进行有效的控制，一般进行施工时需要根据设计来进行相应的装配结构购买，但是如果提前进行设计出现问题，则购买的构建则无法进行使用会造成资源的浪费。在完成一体化的发展后，装配式建筑的后期维护运营也会更加简便，主要是由于一体化施工能够确保包括设计方案以及施工档案等各种信息能够保留下来，根据这些信息可以对装配式建筑的整体结构有直观的了解，在进行运营时也可以根据装配式建筑的特点来选择合适的运营方式，充分发挥装配式建筑的价值。同时在进行后期的维护时，还能够根据已有的信息来对装配式建筑容易出现损坏的地方进行针对性检查维护，根据设计施工的档案能够制定合理的检查维护周期，降低维护成本。同时根据相关档案信息也能够实现在建筑出现施工导致的问题后进行有效的追责。装配式建筑的一体化往往还体现在功能一体化方面，未来的装配式建筑不仅仅是建筑结构施工时能够实现一体化，其水电输送和装修等同样会实现一体化，未来的装配式建筑会在建造过程中为未来的水电输送管道和装修措施提前进行空间预留等，在进行施工建造过程中会需要有相关企业进行合作，确定相应的零件规格，多个专业协同，能够提高建筑功能的整体性，降低建筑在后期由于管道和装修问题而出现损坏的风险。

（四）装配式建筑施工存在的问题

虽然装配式建筑时具有一定的优点，但是也有一定的施工问题需要解决，首先便是建筑多样化设计问题，当今大部分装配式建筑在设计方面，都存在多样性不足的情况，由于装配式建筑自身高适应性的特点，使其能够适应于多种环境，因此在进行结构设计方面，大多采用的都是这种适应性结构，建筑基本结构没有较大的差别，导致大部分装配式建筑结构单调，没有充分发挥建筑设计的作用。另一方面，在建筑构件应用时，部分装配式建筑对构件的运输以及应用不合理，不仅导致整体建筑工程成本较高，还会导致部分建筑结构安装存在问题，影响建筑质量，最后的问题便是部分装配式建筑施工时缺乏有效的施工管理，导致整个工程无法根据实际情况进行调整，存在有部分模块施工错误的情况影响建筑工程的整体水平。此外，在进行装配式建筑施工时，往往还需要考虑成本问题，当今装配式建筑整体成本偏高，导致装配式建筑难以更加快速的推广，造成其成本高的原因角度，除了之前提到的设计问题导致建筑成本较高，当今装配式建筑的成本较高的另一个原因便是装配式建筑企业生产体系尚不完善，由于装配式建筑兴起时间较短，缺乏足够的装配相关零件生产企业，在这种情况下，由于缺乏成熟的生产体系，有些企业在进行生产时，产能也不能充分发挥作用，部分施工方难以获取质量和数量都达标的构件，便需要耗费更多的成本引进一定数量国外的构件。除了这些问题外，一些社会问题同样影响装配式建筑的施工，当前对装配式建筑施工进行规范的法案数量较少，存在着标准规范的缺失，导致施工时没有统一标准，一旦施工人员交流存在漏洞，可能由于使用标准不同影响装配式建筑的施工。

二、提高装配式建筑中BIM 技术应用水平的措施

（一）改进装配式建筑设计

装配式建筑设计是施工的前提，装配式建筑施工的设计内容包括较多，一方面需要考虑建筑自身的结构特点，需要考虑到建筑的设计需求，包括建筑的面积以及厅室的安排等，此外，还需要考虑当地的地势等各种环境因素的影响。另一方面则需要对装配式建筑的功能性进行考虑，确定如何安装各种各样的管道，确保建筑水电供应的稳定可靠。在进行设计时可以采用BIM 技术实现对这些要素的综合考虑，利用BIM 技术能够对建筑结构进行模型构造，同时能够将地形地势以及建筑结构等要素充分考虑在内，通过输入相应数据确定建筑结构是否满足要求，在设计时能够更加全面考虑，具有高效性。通过BIM 技术结合其他数据处理软件，还可以为相应的建筑结构附上相应的属性数值，可以引进相应的算法系统或者对BIM 应用系统进行二次开发，使其能够适应于装配式建筑施工的设计，通过系统对属性能够进行直观的了解，自动计算设计时各个区域受力等情况，当部分区域超出一定阈值时予以警报，避免设计时由于设计人员失误导致，装配式建筑结构存在问题，在使用时出现材料载荷能力不足的情况，提高装配式建筑整体质量。

（二）提高构件应用水平

构件的应用是装配式建筑施工的关键，构件作为建筑施工的主体，需要对其进行合理的安排应用，以实现在确保建筑质量的前提下尽可能对建筑工程的成本进行控制，在进行装配式建筑的构件应用时，可以利用BIM技术，利用BIM 技术制造相应构件的建筑模型，利用BIM 技术进行有效的模型建设，利用相应的构件模型进行建筑模型的构造，确定建筑整体建筑施工时，各个构件的安装区域，通过BIM 技术提前对需要用到的构件数量进行统计，确定构件的规格，然后再投入相应的资源引进构件，能够确保减少不必要的成本浪费，此外，在进行建筑构件施工时，基于已有的模型施工能够具有更高的效率，而且建筑质量也能够得到有效的保障。

（三）加强施工管理水平

建筑施工管理是较为重要的内容，是工程质量最基本的保障，要加强施工管理水平，需要有效的结构组织，施工队伍可以组织相应的小组作为协调组织结构，确保各个环节之间的交互顺利进行，实现BIM 设计与施工的一体化，小组成员对各种设计内容进行审查之后，交由施工人员施工，两者之间的交底工作保留档案，当工程施工时出现问题通过小组及时反馈，设计人员对相应的信息进行调整利用BIM 技术重新对项目进行更新，将问题考虑在内重新进行有效的规划，提高问题解决的效率。

（四）基于BIM 系统平台构建集成体系

在进行装配式建筑施工时，需要有成熟的体系来确保施工的顺利进行，而且完整的体系不仅能够提高产能，还能够降低施工所需的材料成本，进行局部的BIM 交互系统建设，使其能够支持多人同时协同设计，能够有效地提高装配式建筑设计效率，同时彼此之间的设计信息共性，能够保障彼此之间采用的设计方案能够有效地结合，另外，集成的系统方便对各个岗位的人员工作进行合理的调配，对不同岗位人员授予相应的系统权限，能够简化施工交流流程，施工人员通过BIM 系统来对施工中遇到的问题进行反馈，设计人员也通过相应的系统来对设计进行改进并在系统平台上进行交接，具有较高的设计施工效率。

三、结语

装配式建筑的施工改进有助于推动建筑工程的发展，而利用BIM 技术能够有效提高装配式建筑设计施工质量和效率，应当受到人们重视，推广BIM 技术的应用。