基于BIM的装配式建筑施工管理系统研究

唐继华

(四川天一学院，四川 绵竹 618200)

建筑行业存在施工高能耗、建筑资源紧缺、对生态环境破坏较大等问题，对于现场管理常采取粗线条的管理方式。基于建筑施工管理理念，将BIM技术应用于建筑中，对装配构件的制造、设备运输、构件入场及储藏与塔吊安装进行模拟，提升了施工效率。批量化的构件制造与工业化的建设流程，应重视施工现场管理，避免因建设信息不对等而出现建设问题。针对装配式建筑常见的现场管理问题，基于建筑信息模型，提出了现场管理策略，以期找到优化装配式建筑现场管理的可行方法，发挥建筑信息模型的可视与模拟功能，做好构件制造与现场管理安排，解决施工现场的信息管理问题。

1 绪论

1.1 研究背景

绿色建筑、智能建筑、装配式建筑是近年来建筑行业发展的重要方向，尤其是装配式建筑在施工方案上不断创新，将传统建筑行业混凝土浇灌转换为构件预制作，而后现场拼装的形式，相应的，施工管理的重点应随之调整。建筑行业存在高能耗、资源浪费问题，以建筑行业发展为研究背景，以BIM技术的高效运用为途径，解决装配式建筑施工环节中存在的问题，发挥装配式建筑的优势，体现施工管理的重要性。

1.2 研究意义

为解决装配式建筑施工环节中存在的管理问题，依托于BIM技术与建筑信息模型内部综合系统的应用，提高工程管理的效果与可协调性，将提升收益与质量保障为核心目标，促进我国装配式建筑行业的发展。重视理论与实践的综合探究，以实际案例验证方案是否具有可实践价值，弥补过往工作环节存在的理论充足但实践不明的问题。

1.3 逻辑框图

以技术路线总结为逻辑框图的主要内容，分为若干重点进行总结。提出问题，根据文献记录与切实存在的问题，保证问题的客观性与重大性，突显策略探究价值。理论研究，理论层面依据可分为两个层级，即装配式施工管理与BIM信息化管理，依据上述两个理论保证施工环节和管理工作的可协调性。技术分析，分析案例，结合学术文献，保证科学性。体系构建侧重于进度、成本、质量及布场四个层面，初步形成体系。展望未来装配式建筑管理工作的发展路径。

2 基于BIM的装配式建筑施工管理的重要意义

基于BIM的装配式建筑施工管理，可解决建筑与制造领域中存在的问题，促进构件组装型建筑与建筑信息模型的发展。目前，建筑领域已广泛应用BIM 技术进行构件组装，借助于建筑信息模型强大的模拟功能，将装配式建筑进行系统分析，系统设计出现场管理方法，具有重要意义。装配式建筑以制造业模式完成建筑构架生产，大大节约了建筑资源，具有节能环保、施工周期短的特点，与传统建筑施工相比，装配式建筑不仅提升了施工效率，还缩减了工程成本。BIM技术以立体多维形式模拟建筑物设计阶段、施工阶段及管理过程，通过强大的场景模拟工程，为管理人员分析装配现场的动态模型，将现场动态模型与实际现场管理相关联，展现出实际施工状况。由数据与信息处理搭建的建筑信息模型应用于施工管理中，可全面监管装配式建筑的现场作业。

3 装配式建筑施工的优点与不足

3.1 优点

装配式建筑是将传统的建筑现场通过集中制造方式完成，将构件运送到工程现场，在现场进行配件组装即可。其施工优点是占用场地面积小，相较于传统建筑施工现场作业，混凝土、机械设备进场才可完成作业，而装配式建筑将建筑物各配件进行标准化制造，如混凝土结构、钢结构等，制造完成后运送至工程现场，进行吊装安装即可，大大缩减了施工用地。构件制造生产过程中，全部进行规范化、精确化材料配比，相较于传统建筑施工，各类材料使用量均减少，如钢材、混凝土、砂浆、保温材料等。装配施工现场仅需对进场构件进行安装，施工效率更高，采取吊装机械安装，降低了施工强度。

3.2 不足

目前，装配式建筑现场组装仍存在一些问题。装配进度受构件制造的影响，现场管理人员如果未跟进构件生产管理，将导致构件生产不及时，影响装配建筑效率。对于混凝土超大构件的运输不合理，将延误施工，影响构件安装效率。方案调整具有一定的限制，若出现装配作业方案调整，已经制造出的构件则无法应用组装，或是吊装过程中出现漏装、错装问题，将影响装配式建筑的整体发展。需要对装配式建筑进行深入研究，培养构件制造及现场组装方面的专业人才。

4 BIM在构件、配件中的应用

4.1 在生产制造中的应用

为发挥装配式建筑的优势，应重视构件、配件生产，保证生产质量，利用BIM平台完成编号，保证现场组装效率。流程分析是利用传统二维软件完成构件、配件平面图的绘制，在建筑信息模型中转换为可视立体图，完成转化后由专业设计人员进行图纸深度处理，利用可视功能对内部尺寸误差进行二次调整。构件生产应重视构件、配件质量表单，利用三维扫描系统对构件、配件进行无损检查，再进行运输。三维设计模型是技术应用的重点，需在传统软件中增加可视分析，保证装配式构件、配件的尺寸精度。

4.2 在物流运输中的应用

相较于传统建筑施工，装配式建筑构件、配件运输是重点，其影响因素包括运输成本，如构件、配件的无损坏运输，如果做不好调度与规划，将无法进行成本的控制。运输速度，途中如果出现问题，将影响现场组装效率。应利用BIM技术的模拟功能，将构件、配件等进行运输模拟，尤其是要将构件、配件尺寸与进场场地的最大路径进行模拟，避免延误。利用虚拟环境对配件运输进行模拟，及时发现问题，将运输路线做好规划，发挥建筑信息模型的规划与模拟功能。

4.3 在现场存储中的应用

装配式建筑构件的存储不同于传统建筑施工材料，应保证标号一一对应，避免混乱存放导致现场运转困难。影响因素包括位置规划，应根据标号安装时间划分出不同的存放位置，若划分不清将会给管理造成困难。存放环境应做好防潮处理，避免因环境因素造成尺寸误差。可利用预演功能完成组装分析，做好存放处理。

5 基于BIM的装配式建筑施工管理实践

5.1 案例概况

ZD市某高级中学因学生住校难，拟定在校区东北角进行学生公寓的建设工作。该学生公寓的建设应考虑周边环境条件，采用传统施工工艺场地空间不允许，因此采取装配式建筑结构建设。该公寓共分为6层，无地下室结构，建筑面积9 800 m2，高度24 m，可解决1 000名学生的住宿问题。本项目作为装配整体式混凝土框架建筑，全楼除卫生间及屋顶构件现浇外，所有构件均为预制构件，现场管理需重视BIM技术的应用，保质保量在规定时间内竣工。

5.2 装配场地管理

根据装配式建筑实际工程需求及建筑构件尺寸，选择配套的吊装机械设备，借助建筑信息模型的可视功能与三维模拟功能，协同设计部门规划吊装机械设备的场地位置，避免后期因构件尺寸组装失败导致吊装设备拆除，避免不必要的浪费。吊装设备的现场规划可在一定程度减少设备进场数量，节省费用。对于装配场地、吊装设备、内部结构组装、砌体施工等都应进行建筑信息模型动态模拟，及时发现构件组装中存在的问题。安装人员与砌体施工人员通过观看现场模拟施工，可了解建筑物内部结构，提升施工效率。对装配现场的建筑施工模拟，可实现可视化现场监管，避免出现构件组装现场空间不足的问题。建筑信息模型具有模拟与管理的双重作用，应加以利用。

5.3 装配进度管理

装配式建筑施工完成组装进度管理，应建立在建筑信息模型平台上，通过构件组装模式与砌体施工，计算出装配工作的具体进度，根据建筑信息模型计算出装配进度，结合实际施工现场情况做好构件组装管理计划。借助平台将构件进行编号，模拟组装，针对模拟组装过程中的施工问题，调整构件组装管理方案。利用平台的三维立体预演形式，令现场管理人员直观找到构件建设问题，当施工现场出现构件吊装进程偏差时，可利用BIM 技术进行偏差问题分析，重新做好构件组装校正工作。与此同时，管理人员还可进行多个校正方案比对，筛选出较为合理的工作方案。构件组装过程中，可将每日构件组装数据在建筑信息模型中进行组装进度分析，通过组装数据分析模拟出工程周期，当与组装进度出现偏差时，应在建筑信息模型中利用差异颜色进行记录，方便后续管理。对装配进度进行跟进管理，将装配进度与资金利用管理相结合，实现装配式建筑的动态模式现场管理。

5.4 装配成本管理

装配式建筑的成本管理重点应落实在构件组装上，构件制造是程序化、标准化的制造流程，一旦签订构件制造合同则无法更改，应利用建筑信息建筑模型，对构建装配施工量进行数据计算，对不同构件或配件组装成本进行计算，为现场管理提供数据参考。利用BIM技术计算装配成本，对构件、装配、资金进行对比，利用线上函数计算完成系统计划与实际工程投入分析。施工管理应结合装配现场的实际状况，系统化完成成本管理，对装配效率与砌体施工效率进行监管，高质量地完成管理任务。

6 结语

建筑领域中已广泛应用BIM 技术进行构件组装，借助于建筑信息模型强大的模拟功能，对装配式建筑进行系统分析，制定现场管理方法，具有重要的意义。