BIM技术在装配式建筑施工管理中的应用

练水泉

摘要：装配式建筑的发展，打破并创新了原有的传统施工建造模式，提升了建筑施工效率，并降低了工程施工成本;BIM技术，即建筑信息模型技術，是实施装配式建筑的有效手段，在装配式建筑的材料、质量、安全、进度、技术交底和工程变更等施工阶段各个环节的管理中均可起到重要的作用。

关键词：BIM技术;装配式建筑;施工阶段;管理应用

引言

装配式建筑是近几年建筑行业开始流行的建筑方式，相对于传统建筑施工流程，装配式建筑减少了现场施工工作量。由于建筑构件是在专门的工厂中加工而成，因此省去了对应的现场现浇施工环节，并降低了现场施工作业所产生的污染，有效提升了建筑工程的生态功能，并起到了节约生产成本的作用。建筑构件在工厂生产完成后，运输到施工现场，然后进行拼装连接工作，该项工作作为装配式建筑施工阶段的核心工作，对于装配方式以及安装精度均有着较高的要求，若在拼装连接过程中出现较大失误，大多数情况下只能通过重建的方式进行处理。基于此，在安装前要展开精确的建模工作，以此确保工程能够顺利完成。

一、装配式建筑施工中BIM技术概述

（一）BIM技术概述

BIM技术最早起源于美国，早期对于BIM的定义为产品模型，随着科学技术的发展，BIM也被赋予了新的意义，由此BIM技术在建筑领域中发挥的作用也越来越大，尤其是近几年装配式建筑的出现和兴起，更是为该技术带来了新的发展机遇。随着建筑行业的不断完善以及信息技术应用水平的提升，建筑工程施工环节对于信息技术的依赖程度越来越高，计算机技术手段逐步代替传统的手工图纸绘制。在20世纪90年代，这个产品的模型被正式命名为BIM。现阶段的BIM技术在装配式建筑工程领域应用较多的主要为建模以及碰撞检查，实际上这两个功能仅仅是BIM技术的一部分，其在建筑工程中的应用形式具有多元性，以BIM技术为手段可以将建筑相关信息生成模型，工程负责人员可以依据生成的建筑模型统筹规划整个工程项目，进而实现对于工程项目的全周期管理。

（二）BIM技术特点分析

首先，BIM技术的最大优势在于形象性，建筑工程中可视化的图像可对施工管理产生极大的提升效果，因为传统建筑工程当中的形象资料虽然可视，但是形象资料大多为二维平面，而建筑工程当中的三维形象只能够通过工作人员在头脑中的加工与想象形成，由于建筑构造的复杂性和多样性，尤其是某些复杂程度较高的建筑工程，仅仅凭想象难以达到预期效果。基于此，通过BIM技术将复杂的平面设计转变成为三维立体形象（图1），将更加便于管理人员理解设计意图和构造方式，从而提升施工效率和准确性。

其次，无论何种形式的建筑工程均具有复杂程度高、施工难度大以及长期施工的特征，在施工过程中各个施工部门的相互配合就显得尤为重要，因此各个部门与工种之间的协调配合就成为制约建筑品质的重要因素。基于BIM技术的施工技术则能够完美解决这类协调问题，如在传统施工的暖通管道布置作业当中，施工人员所要面临的重要问题就是结构与管线的碰撞问题，通过BIM技术建立施工模型，能够提前发现并解决施工过程中可能出现的碰撞问题（图2），因此，BIM技术对于协调各项施工工作也具有重要意义。

再次，在装配式建筑工程施工过程中会可能会受到某些外界因素的影响，通过BIM技术，能够在工程前利用三维模型展开模拟，例如模拟风力、光照以及降水等外部原因对工程产生的影响，并通过5D模型模拟确定最为合适的施工方案。5D模型相对于3D模型增加了进度维度与成本维度两个方面，通过模拟不仅能够提升施工质量以及建筑物品质，而且还能够有效地降低施工成本，且在工程运营阶段还可以通过紧急疏散模拟，从而对大型自然灾害来临时为人员疏散提供建议和指导。

最后，现代建筑的复杂性决定了其在施工过程中需要对施工环节进行不断地优化和升级，传统的优化方式大多都借鉴先前的工程经验，且在针对某些极其复杂的工程环节进行优化时需要投入大量的人力物力，但是通过BIM能够对高复杂的项目进行优化，帮助管理人员探索可行的优化方案，这能够使得建筑企业在确保建筑工程质量的前提下压缩成本支出。

二、BIM技术在装配式建筑中的应用分析

（一）施工技术交底时的应用

在装配式建筑当中需要依照建筑特征生产预制构件，装配式建筑所需要的结构构件数量较大，生产较为复杂，尤其是随着技术的进步现阶段已经出现了众多复杂的新工艺和新技术，这些工艺和技术在生产应用过程中若操作不当极易引发问题，如管理和施工人员自身专业能力不强，在安装过程中可能会出现少装以及漏装等现象，此外在安装过程中缺乏技术指导还容易导致某些构件的损坏。除此之外，管理人员因不擅长数据监管等方面的工作，也会导致问题频发。但是，随着计算机等技术在建筑领域中的应用，通过将BIM技术融入到MSProjecet工程软件当中，使得各类工程数据得到有效传递，此外，通过BIM技术下的工程模拟等技术能够再现工程施工过程，以此为依据进行施工计划图的设计，并向模型中加入标准时间等因素，在这种情况下，装配式建筑中不同的构件属性就能够通过可视的形象展现出来，通过借助直观、可视的施工模拟能够在工程前期向一线工程人员、管理人员以及施工人员进行精准的交底工作，并促使施工人员更容易把握住装配式建筑的施工要点、工艺特点以及工程关键节点。

（二）材料和场地管理中BIM技术的应用

现阶段，在装配式建筑施工现场中存在很多问题亟待解决，如施工过程中有时会产生需要临时堆放大量预制构件的现象，产生这一现象的原因首先与施工人员的管理方式有关，另一方面也与构件数量过多有关，此外与施工现场工区、工种划分不科学也存在较大联系，在这种情况下，管理人员应当积极引入BIM技术解决现有问题，从而实现构件的科学统筹管理。在管理过程中可以将芯片安置在施工现场的预制构件当中，专用芯片承担着记录构件存放位置、构件尺寸材料信息以及使用时间等基础资料，将专用芯片中的信息导入到立体模型当中，能够实现现场构件的高效管理，有效地避免由于构件随意堆放导致的问题，并降低构件二次搬运问题;在构件材料进场以及场地管理过程中应用信息化和自动化技术还能够有效地避免由于人工录入所导致的问题，极大地提升构件的使用效率。其次，通过模拟能够确定出构件最为合理的交通运输线路以及施工现场可能出现的突发事件，据此通过提前设定突发事件应急预案能够有效地保障施工现场的安全性。

（三）有效应对工程变更

装配式建筑工程施工前虽然会制定详细的施工方案，但是受到各类主观和客观因素的制约，施工过程中难免要对原有施工方案进行调整，而装配式建筑所生产的构件又具有特殊性，若出现大面积的更改则会出现构件无法使用的现象，这种情况不仅会拖慢工程工期，而且还会造成成本浪费。通过BIM技术，能够极大地降低上述问题出现的机率，能够实现多个施工部门的交流与配合，并且还能够通过远程协助管理对现场工程施工进行监督和指导，提升施工人员构件的安装效率，并详细记录构件相关的数据，在这其中包括构件的生产、进场以及存放顺序，一旦工程出现调整，所记录的数据也会相应地发生改变，并对整个施工流程进行优化。

（四）在施工现场安全管理中的应用

装配式建筑工程施工现场存在较多的不确定因素，这些因素极易产生安全隐患，尤其是在通过垂直运输设备对预制构件进行吊装过程中的安全隐患更大，传统的建筑工程施工安全培训方式大多都集中在纸面文字以及安全事故案例分析的方式，不同的施工现场有着不同的特征以及安全隐患，施工人员在不了解施工现场的情况下贸然进入也必将增大风险。其次，传统现浇混凝土施工现场中会存在大量的混凝土运输车辆以及钢筋车辆，而在装配式建筑施工现场中除了基础建筑耗材以外，还会存在大量的建筑预制构件，所以在施工过程中如何做好人员与运输车辆以及构件之间的安全管理工作就成为管理人员需要深入思考的问题。最后，在通过垂直运输设備进行吊装作业中，由于受到吊运能力不足等问题的影响可能会使起重设备损坏甚至倾覆，这将会对吊车作业范围内的施工人员产生严重的安全隐患。综上所述，可以通过BIM技术解决传统施工安全培训中的不足，通过BIM技术模拟再现现场施工环境，并针对施工现场中的危险源对施工人员展开培训，避免传统理论型安全培训中的说教形式。此外，还可以通过BIM技术对不同的工种进行培训，并借助于虚拟现实技术进行安全事故发生体验，提升施工人员的安全施工意识，此种安全培训方式不仅能够缩短培训时间，而且还能够提升培训效果，强化施工人员的安全责任意识。

（五）在施工进度管理中的应用

传统建筑工程当中施工进度的管理主要依靠网络进度管理的形式，此种进度控制方式往往是由管理阶层向施工执行阶层进行层层传达，基层施工人员往往无法及时获取到进度信息，且在施工过程中存在较多流水作业，这些作业需要多个工种、部门以及工序的配合，尤其是对于某些复杂程度较高的工作，需要施工人员反复穿插，为了确保工期，部门之间需要密切的配合和交流，这种过于依赖管理层决策的进度协调方式效率往往比较低下，但是通过BIM技术能够在工程流水施工过程中实时显示工程施工进度，能够极大地提升各个工种和工序的配合效率，且通过云BIM技术管理平台能够实现信息的高效共享，并使得管理人员更加及时、高效地理解工程信息，并减少阶层以及部门之间在信息传递过程中的干扰。

结语

BIM技术在装配式建筑工程施工中有着非常广阔的应用前景，借助该技术能够有效地实现装配式建筑施工管理的信息化、高效化。未来，应通过持续推动BIM技术与装配式建筑施工技术的发展和融合，促进我国建筑行业的发展进步。

参考文献：

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