BIM技术在装配式建筑工程施工中的应用分析

文／张朋 菏泽城建工程发展集团有限公司 山东菏泽 274000

引言：

科学技术的快速发展，使得建筑工程的施工水平也在进一步的提升，装配式建筑施工环节BIM技术的引入，不断的改善了施工的理念，探索了新型的施工方式。BIM技术能够基于当前装配式建筑施工的要求基础上，从施工准备阶段、施工阶段和后期阶段把控施工质量，掌握整体工程的所有数据。依托于先进的BIM信息技术，基于装配式建筑的特点，促使建筑设计建立起三维立体建模，对每一处建筑设计细节进行细化，有效提升装配式建筑的质量。

1、装配式建筑工程

1.1 装配式建筑工程的概述

装配式建筑工程从某种角度来说属于系统工程，包括设计、生产、运输、安装等环节。选择装配式建筑，从设计阶段就要注意选择合适的预制构件，并确定构件的装配工艺，经过生产和运输，最后在施工阶段进行构件的组装。从整个流程来看，在施工作业之前需要先设计好高精准度的预制构件，避免装配环节由于尺寸不合适造成成本的提高、工期的拖延。由工厂进行预制构件的生产，既能提高资源的合理利用，也能改善因湿作业导致的施工工地环保不达标的情况。装配式建筑符合当前行业高质量发展的要求，符合绿色环保节能可持续发展的战略要求。

1.2 我国装配式建筑工程的发展现状

近年来，我国房地产业的高速发展给装配式建筑的发展提供了契机。传统的施工方式与人们持续增长的住房需求不匹配，存在较突出矛盾，这就要求建筑工程的建造模式必须革新。随着科技的发展，装配式建筑出现在人们面前，经过大量的工程实践，装配式建造水平得到提高，装配式建筑工程成为建筑行业发展的大趋势。

2、工艺特点

（1）应用BIM技术在设计阶段按标准化进行设计，根据结构、建筑、水电等专业的标准进行深化设计，对框架柱、剪力墙、外墙板等构件进行拆分，在工厂内进行标准化批量生产。（2）现场采用专用混凝土构件吊运设备，以提高构件吊运效率。（3）采用混凝土构件微调装置和方法，提高构件安装精准度，保证构件安装质量。（4）施工全流程采用BIM技术，在吊装、定位、现浇部位进行建模和工序模拟，确定最优安装方案；进行工程量统计和生成材料采购单，统筹构件的进场和吊装顺序；应用BIM技术深化预制构件设计，以满足工厂加工要求，保证产品的现场组装精度。（5）现场充分利用塔式起重机等大型机械设备，施工速度快，作业人数少，构件的现场安装与安全管理方便，可提高工作效率，保证工期。（6）预制外墙板采用清水轻骨料混凝土，具有高强、轻质、隔热、保温和免抹灰等特点，且施工方便，可降低施工成本，减少材料投入，达到环保节能绿色施工的目的。（7）装配式构件严格按规范要求绑扎钢筋、浇筑混凝土及养护等，与类似项目相比，避免了因现场施工条件不利出现的质量通病；减少了现场湿作业造成的噪声及粉尘污染，在环保方面优势明显。

3、BIM技术在装配式建筑施工中的应用优势简述

3.1 有效提升建筑施工工作效率

BIM技术在装配式建筑中的应用能够有效提升工作效率，改良装配式建筑工程施工方案。因为借助BIM技术，装配式建筑工程可以进行施工方案模拟，只要收集装配式建筑工程施工相关数据就可以以建筑信息模型进行施工方案开展效果反馈，对装配式建筑工程施工方案进行全面的模拟测试。同传统装配式建筑施工相比，施工方案测试更改需要的基础数据会更多，施工方案测试流程更加复杂。BIM技术能够简化装配式建筑施工方案测试流程，工程施工方案的实施情况通过建筑信息模型三维模拟测试就可以全面直观的呈现在建筑工程设计师、工程师、开发商面前，在后续的装配式建筑工程施工方案改良过程中，只要以建筑信息模型三维模拟测试结果为依据进行更改即可。

3.2 有效避免建筑设计误差产生

同时，借助BIM技术，还能有效避免设计误差的产生。因为在传统的装配式建筑设计过程中，设计人员主要采用平面设计的方法进行工程方案设计，设计过程中所需考虑的设计内容和设计范围较广、设计量大，接触应用到的设计数据信息也较多，稍不注意就会因为数据分析采集错误而出现设计错误，影响装配式建筑工程施工效果，并且传统装配式建筑工程设计分析内容较多，也不利用进行工程设计施工改良工作和成本控制工作进行。但是利用BIM技术可视化的特点，装配式建筑工程设计内容可以详细反映，直观呈现出装配式建筑工程设计效果，也能精准定位后期装配式建筑预制配件的安装施工位置参数，减少装配式建筑设计误差的产生。

3.3 有效优化建筑施工效果

装配式建筑工程施工同传统建筑工程施工大不相同，因为它是通过预制构件搭组装达到施工目的，如果在预制构件搭建组装过程中出现问题，不仅装配式建筑质量受到影响，工程施工成本也会增加，施工安全问题也难以得到保证。BIM技术的应用在一定程度上可以解决这一顾虑，以前期相关施工参数数据模型制作和模拟进行装配式建筑参数核准，让工厂按照参数核准内容进行构件生产，严格控制装配式建筑工程施工质量，避免在后期施工过程中出现问题引发工程返修和工期延误现象发生，从根本上控制施工质量，保证装配式建筑工程施工效果。

3.4 有效控制工程造价

工程造价管理贯穿装配式建筑各阶段，利用BIM技术可发挥其自身优越性在工程各个阶段的造价管理中提供更好的服务。决策阶段，可利用BIM技术调用以往工程项目数据估算、审查当前工程费用，估算项目总投资额，利用历史工程模型服务当前项目的估算，有利于提升设计编制准确性。设计阶段，BIM技术历史模型数据可服务限额设计，限额设计指标提出后可参考类似工程项目测算造价数据，一方面可提升测算深度与准确度，另一方面也可减少计算量，节约人力与物力成本等。项目设计阶段完成后，BIM技术可快速完成模型概算，并核对其是否满足要求。招投标阶段，工程量清单招投标模式下BIM技术的应用可在短时间内高效、快速、准确的提供招标工程量。尤其是施工单位，在招投标期限较紧的情况下，面对逐一核实难度较大的工程量清单可利用BIM模型迅速准确完成核实，减少计算误差，避免项目亏损，高质量完成招投标工作。

4、装配式建筑工程施工管理中BIM技术在施工准备阶段的运用

4.1 数据采集

BIM技术通过手动绘制二维和三维信息，能够摒弃原本传统设计过程中资源不能共享、信息无法同步等问题。基于具体的设计目标，以及设计具体评估和招投标的相关细节，保证招标文件的准确性，对详细的运营成本进行评估和计算。通过变量三维模型的建设，可以结合实际的设计需求，建立施工方面的立面图，保证施工工作的开展。BIM技术被广泛应用在装配式建筑施工环节，首先在施工准备阶段BIM技术可以通过数据采集的方式，提高数据采集的效率、准确性，最大限度发挥数据采集的优势。根据具体施工情况，施工的地质地貌和现场情况，安排专人对于地质、水文、地貌等进行核查，通过采集数据来保存好数据的格式，确保实际工作的正常运行。

4.2 合理管控施工预算

建筑工程施工环节运用BIM技术，能够结合当前的建筑信息对相应的建筑资源进行精准和动态化的分析，能够有效降低资源的消耗，解决当前实际装配式建筑施工过程中设计难以拆卸构件、生产环节难以有效组装，生产效率不高等相应的问题，弥补当前实际施工过程中存在的诸多不足。BIM技术运用环节，可以建立起相应的模型，明确具体施工节点，避免存在人为计算失误，造成实际工作估算误差过大等问题，有效减少估算时间，明确估算的准确性，避免存在大量预算问题和预算不到位等情况。

4.3 理装配式建筑的信息

装配式建筑施工后期，BIM技术应用能够加强对于工程数据的管理，通过变量三维模型的建设，可以结合实际的建设设计需求，建立施工方面的立面图，保证实际施工工作的开展。从平台录制到施工准备阶段和竣工阶段的所有信息都可以通过对于装配式建筑信息的整合分析和处理进行明确。装配式建筑施工过程中，能够加强各构件之间的联系，在实际运行和维护阶段，可以根据具体的施工信息进行处理。如果发现施工过程中存在的数据失效或数据信息问题，能够有效避免人为所造成的数据丢失，查找相应的数据，并进行数据分析，减少实际设施环节人力和时间的耗损。装配式建筑施工后期施工即将竣工，BIM技术的应用可以建立起可视化分析模型，能够对于现场环境和具体的施工过程中存在的问题进行模拟实验。与传统建筑相比，BIM技术的引入可以发现不同环节、不同部位存在的安全隐患。利用BIM技术进行紧急疏散，模拟消防人员疏散模拟，在实际施工阶段，通过三维模型的建设，能够制定起高效的施工方案，能够有效降低施工成本，并对施工中存在的问题进行适时地检修。很多建筑工程的结构以及隐蔽工程的运营情况不，能够凭借肉眼进行分辨，而BIM技术所建立的三维模型，利于管理者直观性的观测整个建筑的每一处情况，及时发现问题、及时解决，避免存在设备故障，并及时找出存在设备故障的原因进行检修。

4.4 施工后期应用

应用BIM技术后，将装配式建筑从立项到竣工验收的全部施工信息资料涵盖其中，并对这些信息资料进行分类存管，为工作人员提供更加全面可靠的数据支持，便于工作的有效落实。处理后的信息资料还可直接应用到各组件中，便于检查工作的高效落实。另外，在建筑的运营维护阶段，相关的数据信息也可以借助BIM模型完成关联存储，从而方便工作人员自动化精准查找，规避手动搜索的繁琐，以防出现信息丢失问题。BIM技术将装配式建筑结构平面设计图纸转变成立体信息模型，并发挥其可视化作用特征，直观进行施工作业模拟和演示，便于工作人员准确了解现场施工情况，尤其加大了对隐蔽工程的管控力度，这样在出现故障问题后，系统能够在第一时间展开报警处理，明确标注故障位置，并且给出故障的成因，加快检修人员的作业进度，将故障问题控制在安全范围内，减少不必要的损失或伤亡。应急方案的编制和完善可依靠BIM技术模拟化功能，在BIM模型构建前，除输入基本属性信息外，还可将工程所在区域的环境信息，如气候温度等输入其中，开展真实场景模拟，之后再开始安装作业，分析可能出现的隐患问题，制定合理的应急抢修方案，维护现场施工的安全性，提高施工作业的效率。如通过BIM技术可完成火灾现场模拟，确定逃生线路，完善疏散计划，降低火灾带来的影响。利用这一计划可训练员工的现场反应能力，在危险出现的同时快速反应，将损失降到最低。

4.5 施工中的应用

4.5.1 施工过程模拟

装配式建筑施工中，BIM技术可实现整个施工过程的模拟和演示，便于工作人员发现施工方案中存在的问题，参照工程具体要求，科学地调配资源、资金。以PC构件吊装施工为例，先在BIM系统中录入PC构件属性信息，按照这些资料构建模型，之后按照规范要求展开实际操作模拟，并分析其合理性与否。在实际作业中，工作人员和技术人员一起，根据现场实际情况，对运输路线、吊装范围、各流程间的衔接性展开深入研究，以保证构件吊装质量，及时找出存在的流程问题。另外，在构件吊装模拟作业中，要考虑到方案中规划的各节点间的关系，做好调整衔接处理，确保整个模拟流程的顺畅性，便于更加直观地发现其中的问题，做出科学调整。值得注意的是，当施工现场遇到施工要求高、构造复杂的连接节点时，可以借助BIM技术完成节点连接的可视化展示，方便工人依据三维模型准确地实施节点连接，增强操作的准确性。

4.5.2 材料管理

装配式建筑结构中，BIM技术的应用可方便施工材料的科学管理。以往在装配式建筑结构施工中，由于所需的构件材料较多，半成品、成品种类繁杂，随意堆放在施工现场内，导致现场混乱性加剧，阻碍了施工作业的开展。在整理这些构件时，需要消耗大量人力、物力，而且还容易导致构件受到不同程度的损坏，影响后期的使用。引入BIM技术后，可先对现场情况展开模拟，并结合工程项目的具体要求，对现场空间实行功能划分，预先设定好材料存放位置和空间，之后再借助系统软件分析，对所需材料实行分类处理，设计合理的存管方式。这样在材料进场后，可直接摆放到预先设定好的位置，节省更多的资源和时间，也避免材料随意堆积带来的问题。另外，利用BIM技术，可对材料进场时间展开规划计算，灵活处理构件材料，以免长时间堆积。在BIM技术作用下，可加快构件材料的验收，并随着施工作业的改变，及时调整现场资源供应情况，降低危险系数。在施工完成后，施工方可以借助BIM软件统计施工过程中构件和材料的实际消耗量，还可以将构件和材料的计划用量与实际用量展开对比，为后续的材料管控打下基础。

结语：

综上所述，将BIM技术应用在装配式建筑工程施工中，二者特性的有机结合可以形成诸多优势，助力工程项目的高质量施工。首先，可以利用三维模型对各施工节点的情况进行可视化模拟，便于项目的各参建方及时了解流程和现场情况。其次，在预制装配式构件中，用BIM进行深化设计可以提高预制构件的精确度。再次，基于BIM信息模型可以实现综合管线的碰撞检查，可以避免返工、修改、延误工期等情况。最后，应用BIM技术进行各专业协同作业，可以进一步细化施工管理工作。提高施工效率及质量。

总之，BIM技术在装配式建筑工程施工中的应用将会加快装配式建筑在全国推广，BIM技术的优势也将在工程实践中不断体现。BIM技术与装配式建筑的结合，有效地提高了装配式建筑的生产效率和工程质量，将来一定会把生产过程的上下游企业联系起来，真正实现以信息化促进产业化，借助BIM技术三维模型的参数化设计，中国装配式建筑的发展必将会迈出一大步。“BIM+装配式建筑”必将为我国建筑行业的发展推波助澜。