BIM技术在装配式建筑中的集成应用分析

刘海勇 张 新 陈 浩 苏 浩 崔绪良

（中建八局第二建设有限公司，山东 济南 250000）

通过对以往的项目建设经验进行总结，为提高工程项目装配率，开始推广实施装配式建筑项目建设。在装配式建筑前期设计中，依然采用现浇结构形式，在构件加工以及施工过程中，主要采用现浇施工方式，无法充分展现出装配式建筑的优势，同时还容易造成资源浪费。因此，应当加快创建集成平台，通过应用BIM技术创建集成化管理平台，在项目建设全过程中均可贯彻落实装配式理念，将工程设计、施工、运维管理等全过程进行有效结合，在项目建设周期范围内予以高效管理，提高装配式建筑项目建设效益。

1 装配式建筑和BIM技术

1.1 装配式建筑

在装配式建筑施工中，对于各类组成构件，均可在工厂集中生产，再运输至施工场地进行拼装，可显著提升装配式建筑结构设计多样化，丰富装配式建筑的使用功能，有效解决传统项目建设中的各类弊端，保证装配式建筑建设质量，同时促进建筑行业朝向节能环保以及科技创新领域发展。通过对现阶段装配式建筑项目优势进行分析，与传统的施工方式相比，通过应用装配式施工方式，可提高各类资源利用率，减少垃圾产生量，提高项目建设效率。

1.2 BIM技术

BIM技术即建筑信息模型技术，通过将工程项目建设中所需应用的各类数据信息输入至计算机中，即可创建形成建筑工程虚拟模型。在BIM技术发展初期，其作用在于创建建筑模型，并对项目进行模拟仿真，充分发挥可视化功能，可对各类建设方案进行优化调整，并对多个方案进行量化和对比分析，便于调整施工方案，提高资源利用率以及项目建设速度。随着BIM技术的不断发展，其所发挥的功能越来越完善，在建筑行业发展中，很多建筑企业均将BIM技术与企业管理系统、技术部门等进行有效结合，据此实现项目建设智能化管控。由此可见，BIM技术的出现以及发展可有效推动建筑行业发展创新，因此，在装配式建筑项目建设中，也应积极推广应用BIM技术[1]。

2 BIM技术在装配式建筑项目建设中的作用

BIM技术的优势十分显著，因此，在装配式建筑工程集成化应用中，BIM技术可发挥重要作用。在装配式建筑工程项目建设中，具有标准化、集成化等特征，并且要求将集成化作为重要基础，通过应用BIM技术，将建筑工程结构系统、外围护系统、内部管线等诸多模块进行有效结合，即可实现集成化生产管理。

在装配式建筑工程项目规划设计、构件预制以及装配施工中，均要求对各类技术参数进行协调配置，而通过应用BIM技术创建建筑模型，有利于对装配式建筑施工方案进行优化调整，因此，装配式建筑与BIM技术的特征十分契合，在装配式建筑项目建设中，应当推广应用BIM技术，而BIM技术所展现出的应用价值如下：

2.1 有利于模拟验证方案的可行性

在装配式建筑BIM模型创建完成后，通过模型仿真，即可演示项目规划设计方案以及施工方案，与2D图纸相比，基于BIM技术所创建的多维度立体模型优势显著，通过模型分析，可找出图纸中的不足。另外，通过应用BIM技术，还可将装配式建筑工程中的各类构件进行有效结合，检查各个构件之间是否存在冲突，避免资源浪费，同时提高施工效率[2]。

2.2 有利于提供准确的数据信息

在BIM数据系统中，包含与装配式建筑施工相关的所有图纸以及数据信息，具体包括工程数量、各类构件的尺寸、结构材料价格信息等，在将各类信息存储至系统后，可根据项目建设实际需要及时调用。在装配式建筑施工中，通过应用BIM数据库，可及时完成项目建设、进度分析、材料用量计算、成本管理等，同时还可快速形成图纸、各类数据报表等。因此，与传统的项目管理方式相比，通过利用BIM技术创建建筑模型，可显著提升项目建设效率以及管理水平。

2.3 有利于实现信息共享和协调沟通

通过联合应用BIM数据库以及信息管理平台，即可保证信息资源共享，同时还可根据项目建设实际情况，对相关信息数据进行调用或者调整。另外，系统具备可视化功能以及模型功能，在BIM系统的基础上，便于项目参建方进行沟通交流，共同参与项目建设和管理中，确保项目建设相关工作人员能够及时了解项目建设实际情况以及管理目标的完成情况，提升项目管理水平。

3 工程概况

某工程项目为经济保障用房，采用装配式建筑施工方式。该项目建设场地总面积为3.7万m2，总建筑面积为11.5万m2，地上建筑面积8.4万m2，地下建筑面积3.1万m2。该项目包含6幢高层住宅工程。对于所有构件，均在工厂预制，并由独立标记，由平台形成二维码，在将构件运输至施工现场后，现场工作人员扫码即可了解各类构件的状态。另外，通过应用BIM技术创建工程项目集成化管理平台，可将PC构件与模型绑定，保证各类构件信息与BIM模型相互关联，在模型创建完成后，即可全面展示出PC构件生产厂家、安装位置、安装时间等。

装配式建筑工程整体结构的复杂程度比较高，而在项目建设中，需不同专业之间协调配合，如果采用二维绘图方式，则各专业的协同效率比较差。对此，可将BIM技术应用于装配式建筑规划设计以及施工中，创建项目立体化模型，便于开展项目管理，合理规避图纸设计偏差，保证施工准确性，同时将工程设计、施工、竣工等不同阶段的信息进行有效结合[3]。在装配式建筑项目建设中，BIM技术的优势如表1所示。

表1 BIM应用解决方案

4 BIM技术在装配式建筑中的集成应用方式

通过该装配式建筑特征进行分析，采用BIM技术进行数字化建造方案。在项目建设中，建设单位发挥主导作用，综合考虑装配式建筑特征，采用BIM技术创建集成管理平台，在项目建设全过程中，将PC构件信息作为主要管理对象，提高项目建设数字化水平。与常规BIM技术相比，该项目建设特征如下：数字化集成水平高，可与项目建设管理进行有效结合，提高PC构件管理精细化水平。各参建单位之间的协调沟通方式便捷，可避免由于技术因素、人为因素等对工程进度以及施工成本造成不良影响，提高项目建设效益。另外，通过应用BIM技术对项目建设全过程中的各类要素进行有效管理，可实现装配式建筑施工动态化管理。

在BIM集成管理平台的创建和应用过程中，需将云端与客户端相结合，将建设单位关于项目建设的需求作为导向，为实现项目建设工业化提供信息交互工具。将BIM技术应用于PC构件生产、安装管理中，可显著提升精细化管理水平。另外，各类PC构件均有相关联的二维码，通过将二维码作为媒介，即可在BIM平台中进行数据传输，将装配式建筑施工全过程相串联[4]。

4.1 设计阶段BIM应用

在该项目规划设计阶段，通过应用BIM技术即可创建建筑三维模型，对各类构件进行明确划分，同时创建项目建设协同化管理平台。

采用BIM技术创建建筑、机电、结构等不同专业的模型；在模型基础上，对PC构件预拼装过程进行模拟，对斜撑布局、现场安装操作空间等进行综合分析，尽量避免在构件安装中二次加工；创建PC构件库，在构件设计中，可直接选用构件库中的构件进行组装，据此形成完整的建筑模型。

在预制构件设计中，通过应用BIM技术，即可将不同构件进行拆分设计，同时还可对构件内部、构件和机电专业之间开展碰撞检测和调整。在构件连接点检查中，也可将BIM模型作为基础，避免在构件装配过程中发生冲突，避免设计不当而影响后续安装施工质量和效率，同时避免资源浪费。

在BIM平台的基础上，各参建单位之间可高效沟通交流。在装配式建筑工程项目建设前期，建设单位、设计单位、预制构件加工单位等之间应当开展沟通交流，制定科学合理的技术路线。

4.2 工厂生产阶段BIM

在PC构件生产过程中，在BIM平台的基础上，可保证PC构件信息和阈值构件生产系统之间进行数据交换，保证PC构件生产进度和施工进度之间的协调性，促进各类PC构件生产运输效率的提升。另外，在PC构件加工过程中，也可充分利用BIM技术实现信息资源共享，便于设计单位与PC构件生产厂家之间开展沟通交流。在PC构件的生产加工过程中，在BIM模型中，可全面细致地展示出各类构件的信息，包括原材料信息、几何尺寸等等，进而自动化形成PC构件加工生产单据。

4.3 施工阶段BIM应用

在装配式建筑工程施工过程中，在PC构件吊装施工工艺模拟、施工质量和安全控制方面，均可利用BIM技术，对PC构件吊装施工全过程进行模拟，根据模拟所得结果，对施工流程进行优化调整；对施工场地以及施工现场车辆运输路线进行科学合理的规划，促进PC构件吊装施工效率的提升。为了能够及时查看各类构件的信息，可将BIM集成管理平台与二维码技术进行有效结合，对各类PC构件的安装位置信息进行核查，提高安装施工质量。

在装配式建筑工程施工过程中，PC构件吊装是最为重要的施工工序。装配式建筑施工并非将整个现浇建筑划分为多个构件，而是需在工厂完成构件生产，再运输至施工现场进行吊装。随着建筑行业的不断发展，各类高新技术被推广应用于装配式建筑施工中，可显著提升项目建设智能化水平，与此同时，对于项目建设质量、安全的要求也越来越高。在PC构件生产完成后，需及时运输至施工现场，构件安装技术人员进行移动端扫码，并对各类PC构件的外观、型号等进行管控。在PC构件吊装过程中，扫描二维码，即可确定PC构件安装位置，对于安装施工过程中的信息，也可反馈至BIM平台中，与建筑模型构件相关联。在装配式建筑施工完成后，对于所有信息，均应当进行归档处理，同时，将二维码作为媒介，在平台基础上进行数据传输[5]。

在装配式建筑工程施工过程中，如果发现质量隐患或者安全隐患，要求现场人员采用移动端及时做好记录，创建问题，并确定BIM模型中所在位置；通过制定完善的BIM质量安全管理模型，可及时将项目建设和管理中的各类问题反馈至相关责任人，在工期规定范围内妥善处理，在整改完成后，再将相关信息反馈至BIM模型中，保证项目建设管理水平。

5 结语

综上所述，本文结合实例，对装配式建筑施工中BIM技术的集成应用模式进行了详细探究。装配式建筑行业发展迅速，与传统的现浇建筑相比，装配式建筑工程施工方式比较特殊，对于所有构件，均需在工厂生产加工完成，再运输至现场安装，预制构件生产管理、库存管理、吊装管理的协调难度较大。对此，可充分利用BIM技术创建集成化管理平台，将工程构件设计、工厂生产、现场吊装等进行有效结合，据此制定形成完善的BIM技术应用方案，对装配式建筑施工全过程进行动态管理，充分展现出BIM技术的应用优势，保证装配式建筑项目建设的高效性。