BIM技术在预制装配式建筑施工中的应用研究

史成功

(山西五建集团有限公司，山西 太原 030000)

近年来，我国建筑行业发展的速度越来越快，建筑类型不断增多，预制装配式建筑是重要建筑类型之一，施工活动开展中，需要各项专业的技术进行紧密的配合，对于施工技术和要求相对较高。通过采用BIM技术可以将建筑结构、施工活动、水暖电的生命周期数据，通过实时模拟的方式进行展现，具有模拟性、可视化等重要的功能。在预制装配式建筑施工的过程中，利用BIM技术，可以有效地提升施工的精确程度，同时还可以保护环境，具有重要意义。

1 装配式建筑与BIM技术的内容与优势

1.1 装配式建筑的内容

装配式建筑在当前得到了十分广泛的应用，主要是将一些预制结构的构件直接运送到施工现场，结合施工的具体设计要求进行装配，以此来提升项目的施工速度。在装配式建筑施工活动实施之前，需要结合施工现场的具体情况进行深入的分析，保证预制构件能够符合施工的要求，严格的按照施工方案进行装配，提升施工的效果。比起传统的建筑施工来看，装配式建筑的自重相对较低，部分构件可以及时运输到施工现场。

1.2 装配式建筑的优势

1.2.1 建设速度相对较快

在装配式建筑施工的过程中，施工管理工作人员将需要用到的预制构件运送到施工现场之后，通过安装机械设备来完成装配工作，能够充分的发挥出自动化的重要优势，严格按照操作步骤完成作业，精确程度较高。比起传统的施工活动来说，能够减少人工操作的步骤，有利于缩短施工时间、保证施工活动在预定的时间内完成，同时还可以节约大量的人力资源，有效地降低人力成本[1]。

1.2.2 有利于节约施工成本

装配式建筑可以将制作的预制构件直接运送到施工现场来进行安装，比起传统的施工工作活动来说，省去了原材料购置、存放等一系列的需求，可以有效地提升施工效率，降低施工过程中的成本。

1.2.3 减少外界因素影响

在传统施工活动开展的过程中，如果遇到恶劣的天气，会阻碍施工活动顺利实施，进而影响到整体的施工进度。而装配式建筑工程在施工中，对天气、环境等外界因素的干扰程度相对较低，可以保障施工活动的顺利开展[2]。

1.3 BIM技术

BIM技术主要指的是在整个工程设计的过程中，通过利用BIM软件对于施工参数以及相关的信息通过构件三维模型进行展示，通过利用计算机，可以将一系列复杂的施工信息进行科学有效的汇总，进而建立三维模型，该项技术的当前施工中得到了广泛的应用。以建筑物的全生命周期内的各项数据作为主要的依据，对于建筑模型进行仿真模拟，对工程建筑的设计工作、建造以及管理等各个方面的应用价值相对较高。

1.4 BIM技术在装配式建筑施工中的应用优势

1.4.1 有利于提升管理水平

由于装配式建筑在整个施工活动开展的过程中，周期相对较短，施工技术要求较高，所以通常会强调项目管理的集约化程度，管理过程存在很大的难度。通过应用BIM技术的方式，有利于将装配式建筑利用三维立体模型来进行展示，施工管理工作人员可以结合模型的要点分析在施工过程中存在哪些困难点，可能会存在的质量隐患，以此来有针对性地开展施工管理工作活动，对提升管理水平，保证施工工作顺利进行来说具有关键的意义。

1.4.2 有利于提升施工质量

从施工的角度进行分析来看，在整个装配式建筑施工中通过采用BIM技术，可以为一些基础的构件、楼梯等一些分项的工程施工活动奠定坚实基础，可以有效降低施工过程中的污染，提升建筑项目的绿色程度。另外，在装配式建筑施工中，对于一些预制构件的设计要求很高，所以利用BIM技术可以提前进行预判，加强设计，对提升整体施工质量有重要的帮助[3]。

1.4.3 有利于做好成本控制

装配式建筑施工活动的开展通过采用BIM技术，可以对建筑信息模型及施工的过程提前进行模拟，进而针对施工中所用到的材料、设备以及整体的施工进度等一系列要素进行科学合理的控制。这样一来，可以有效地降低成本，设备的使用费用也会有所降低。通过这样的方式，对缩短施工的时间、提供施工效益，帮助企业单位节约成本来说有关键的意义，可以更好地达成经济效益的目标。

1.4.4 有利于促进信息传输

在传统工程设计工作活动中，信息的传输通常是以纸质文件为主，例如施工设计图以及相关的数据和资料。但是传统的纸质资料传播速度相对较慢，使得信息传输过程存在很多的阻碍，容易出现信息孤岛，不利于推动建筑施工的顺利开展。在当前新时期发展的背景下，预制装配式建筑属于新型的建筑形态建筑构件，可以直接进行安装和施工应用优势相对明显。因此，在具体施工活动中可以直接利用BIM技术以及二维图样技术来做好配件图样的传输工作，保证信息的准确性。由于传统的图样总量相对较大、查询过程中存在很多的困难，所以通过利用BIM技术，可以将所有的建筑设计、施工构件等一系列的信息。通过最为直观的方式来进行展现，对提升数据的准确性、促进信息传输来说具有重要的意义[4]。

2 BIM技术在预制装配式建筑施工中的具体应用

2.1 施工模拟中的BIM技术应用

在整个建筑工程活动施工之前，可以通过采用BIM技术，对于整个施工的过程提前进行科学的预测和模拟。通过这样的方式，能够有效地预知在施工中可能会存在的部分问题，进而提出有针对性的预防措施。通过BIM技术构件建筑模型，对于各个预制构件的参数来通过处理以后实施模拟。比如在预制装配式建筑中构件吊装的过程，通过设计吊塔的方案，实现各种不同方案的检验。利用BIM技术中模拟动画的方式，将具体的施工工艺流程来进行展现，有利于及时发现其中存在的问题对促进施工方案的改善和优化来说有重要帮助。对于整个过程中，涉及到的运输路线、塔吊旋转的半径等一系列的因素来进行科学合理模拟，有利于保证施工过程顺利开展。结合施工的现场信息，明确吊装路线是否合理，以此为后期的顺利施工奠定坚实的基础。可以利用专业的软件结合场地模型具体的施工方案等一系列的信息直接在施工场地通过模拟动画的方式，确保施工人员对于整体工序提前进行了解，进而做好细节管理方面的工作，推动施工活动顺利实施[5]。

2.2 BIM技术在平面规划和地形分析中的应用

建筑施工活动需要结合建筑场地的平面规划以及地形条件进行科学合理的分析，通过采用BIM技术，结合施工的地点能够有效地模拟出工程施工过程中的实际情况以及相关的气候情况。这样一来，为整个建筑施工方案提供科学合理的参考依据，有效地帮助施工设计工作人员明确采用的方案是否合理，在具体应用中主要有三个不同的方面，分别为场地气候条件、地形以及总平面的规划，具体应用要点如下分析。

1)气候条件分析：在对于建筑场地气候条件分析的过程中，设计工作人员通过利用Ecotect软件对于施工的具体地点的气候进行科学合理的模拟，结合以往的天气数据条件来进行统筹的分析，在构件的信息模型中导入自然环境以及太阳辐射一系列的自然条件方面的信息。通过采用科学有效地模拟设计，工作人员能够有效地根据不同的时间节点，定期更新气象方面的信息，预判在施工过程中可能遇到的天气条件，减少天气的变化对于建筑施工活动的影响。最后结合模拟的结果进行科学有效的优化，确保施工方案可以更加科学。

2)地形条件分析：在地形条件分析的过程中设计工作人员通过Ecotect软件模拟三维场地模型，通过当地的地质勘测水文情况报告，在模型中添加一系列的场地参数，确定各个地形之间的关联性。根据已有的信息，对场地进行科学合理的分析，进而形成报告，明确设计的思路，确定设计的科学性。

3)总平面布局：在总平面规划和布局的过程中，同样利用Ecotect软件模拟整个预制构件的安装过程，根据模拟的结果，对后期的平面布局来进行科学合理的规划。在整个过程中，设计工作人员必须要对建筑的通风、自然采光条件来进行科学合理的分析，以此根据可能会存在的问题不断地进行优化。

2.3 BIM技术在施工材料管理中的应用

装配式建筑施工管理过程中，施工材料管理相对特殊，通过采用BIM技术提前进行管理和应用具有重要的意义。在具体施工材料管理过程中，分为三个不同的方面。首先是事前管理，施工管理工作人员通过利用BIM建模模型，全面掌握在施工过程中可能用到的材料情况，以此来确定材料的购买数量。这样一来，避免出现材料浪费情况的发生，同时还可以节约成本，对成本进行科学有效地控制。第二，在管理工作施工管理人员结合材料的实际使用量，对于建筑材料进行科学合理的控制，尤其是在工程计划出现一些变化的时候，更是要对材料来进行管理和保存工作。施工管理人员可以通过BIM模型，结合施工的程序以及具体的施工进度来科学合理的安排材料采购的计划，这样一来，避免出现材料大面积堆积与材料的保存，降低管理的难度。第三是材料的事后管理工作，施工管理工作人员通过对材料使用过程中的问题，进行科学合理的分析，结合建筑工程的具体情况提前做好防治的办法。比如，通过BIM技术、CAD图纸或者是按表格的形式做好材料交底工作，以此为后续材料的采购工作提供科学有效地支持，避免出现采购的盲目性，综合性的促进材料管理工作效率提升。

2.4 BIM技术在运维管理中的应用

运维管理工作活动主要指的是建筑工程在建设完成投入到使用之后，建筑单位需要整合内部人员设施以及技术等一系列的因素，有效地提升建筑在运营过程中的使用效率，降低经营管理的成本，做好科学合理的维护工作，延长建筑的使用周期。在整个工作活动开展的过程中，相关工作人员必须要结合BIM技术，充分的发挥出BIM技术的优势，利用模型调取预约构件的相关的信息资料，以此来对保护期工作活动的顺利开展，同时在整个运营管理的过程中，工作人员要通过并购技术，对于建筑物的使用情况进行科学合理的预测，一旦发现存在质量问题，需要及时的由专业人员进行维护。另外，如果装配式建筑需要进行拆除，工作人员应当通过BIM技术来进行分析，筛选出能够回收继续利用的构件，实现资源的循环利用，提升经济效益，促进人与自然的和谐发展。

3 BIM技术在装配式建筑施工质量管理中的策略

在装配式建筑工程施工的过程中，做好质量管理控制措施具有重要意义。通过采用有效的措施，提升质量管理的效率，借助并技术平台实现信息共享，以此来有针对性地满足质量提升需求。

3.1 立项阶段质量管理

通过以上的分析可以明显的看出，在整个装配式建筑施工的过程中，通过采用BIM技术能够在决策设计以及施工等各个不同的过程中发挥出重要的作用。在项目立项阶段，虽然没有具体的工程实体，但是所设计的项目方案将直接影响到后期工程建设的质量。所以，在今后应当通过BIM技术应用实施建模的方式分析项目建设的可行性，借助工程量计算的功能，有效地计算出建设工程所需要的工程造价，同时利用三维漫游功能，对建筑项目的外形结构以及内部空间进行科学合理的设计。利用这样的方式来选择可行性的技术，制定更加科学合理的方案，综合性的提升建筑工程的质量。

3.2 设计阶段质量管理

3.2.1 协同设计BIM模型

在BIM模型设计活动开展的过程中，通过协同设计的方式，有利于避免在设计过程中信息孤立的问题，通过上文已明确，在设计的过程中使用传统的图纸设计往往会出现信息孤岛，不利于信息的传递和共享。所以，在整个模型设计的过程中，需要对模型所用到的数据不断地进行更新，确保数据完整将数据进行有效存储，实现文件的交互操作，这属于完整信息的重要环节之一，以此来实现信息共享促进模型的整体协调。

3.2.2 BIM碰撞检测及深化设计

在传统二维图纸设计的过程中，图纸会存在设计不直观、缺乏协同性等一系列的问题，即使是拥有丰富设计经验的工作人员也很难找到设计的碰撞点，容易留下设计安全隐患。所以通过有效应融入BIM方式，通过软件来进行碰撞测试，明确碰撞的精准位置，以此对重点来进行深入的研究，有利于提升整体安全质量，不断提升整体工程建设的质量。在整个设计阶段，应当巧妙地利用BIM技术展开碰撞测试，做好深化设计工作，提升建筑整体有效性。

3.2.3 标准化设计

装配式建筑比起传统建筑来说，具有一系列的特点，例如工厂生产、标准化设计以及装配式施工等等。所以，通过标准化设计的方式，可以不断提升设计的精确度，有利于保证构件的安装质量。在整个设计工作实施的过程中，通过BIM技术的各个功能，对构件进行标准化设计，结合具体工程来有效地满足项目的需求，避免由于设计信息不完善而留下质量隐患。

3.3 构件安装质量管理

在整个构件安装工作的过程中，属于装配式建筑施工管理的重点，要想提升整体建筑质量，必须要做好构件安装阶段的质量管理工作。

3.3.1 充分发挥BIM模拟作用

在建筑的过程中，混凝土构件在连接和调整时，很容易会出现构件开裂或者是脱落情况的发生，容易引发一系列的安全事故。所以，在具体质量控制中应当巧妙地利用BIM技术来进行模拟吊装工作，对整个过程来进行科学有效的模拟。对可能存在的风险进行有效的预判，以此来制定科学合理的方案，避免意外情况的发生。

3.3.2 应用BIM可视化施工方案交底

施工方案交底工作可以有效地利用BIM可视化的特征，分析在吊装以及连接各项工作活动中应当注意的事项，以此来不断强化质量管理，有效地满足作业人员对于各个环节的要求，综合性的提升施工质量。

3.3.3 物联网技术应用

当前时代处于信息化飞速发展的时代，BIM技术正是巧妙地利用信息技术的发展得到了创新和应用。比如在现场监督管理中，如果发现存在施工质量问题，可以利用专门的设备来扫描信息，借助互联网络上传构件的图像资料，同时将质量问题以及需要解决的部分上传至平台，由施工单位获取信息后进行有效地整改，再将整改的结果上传到平台中。这样的方式，有利于更好地简化工作的流程，提升构件的质量。

4 结语

BIM技术通过三维建筑模型构建的方式，有利于提升建筑设计的整体有效性，在整个装配式建筑施工活动开展的过程中得到了十分广泛的应用。能够在施工模拟平面规划和地形分析以及运维管理过程中发挥重大作用，对提升管理有效性、降低管理成本来说有关键的意义。在具体应用的过程中，需要借助BIM技术的优势及特点进行深入分析，进而与装配式建筑进行匹配。从立项阶段、设计阶段以及构件安装质量管理阶段进行综合性的控制，不断提升BIM技术的应用效果，确保建筑施工质量和经济效益，以此来更好地推动整个建筑行业的发展。