BIM技术在装配式建筑施工阶段的应用研究

郑岩

（山东省临沂市兰山区综合行政执法局）

1 装配式建筑施工前期BIM 技术的具体应用

1.1 前期准备阶段

现如今，建筑行业常用的BIM 装配模式主要包括以下几种：一是以图形为主，二是以模型为主，三是由图形与模型协同配合。其中模型为主的BIM应用模式主要是指在建筑工程设计阶段，通过对现场进行勘察、测量，将得到的各类数据信息进行整合，在此基础上进行建模。以图形为主的BIM应用模式在实际使用的时候，首先需要通过CAD软件绘制建筑图纸，这种模式的特点是专业性、可视化。对于房屋建筑工程而言，通过运用BIM 技术能够提升施工现场的管理水平，实现集中管理，比如在进行材料管理的时候，利用BIM 技术来分析施工现场所需的原材料数量，可以为采购以及原材料管理等工作带来很大便利，以免浪费装配式建筑工程项目的各项施工材料以及大型机械设备。在装配式建筑工程项目的施工准备阶段内，施工管理人员需要在BIM 技术平台中上传施工现场地质分析数据报告，才能够逐步提高施工管理效率。在对装配式建筑工程项目进行场地布置工作的过程中，现场人员需要充分利用建筑信息模型对施工场地进行合理规划，提前预留大型机械设备以及材料运输车辆的交通道路，还需要对预制构件的堆放位置进行科学规划，避免部分临时设施以及机械设备在进场之后出现损坏问题，施工准备工作和场地布置工作，都需要将现场数据信息上传到BIM 技术平台之中，才能够逐步完善建筑信息模型和数据库。

1.2 构建用于装配的标准化族库

BIM技术在预制装配式的节点建筑中的运用将能够更为有效地利用二者的优点，并且由于使用了BIM 的建筑单元将能够形成更加规范的装配族库，因此其将可以形成更加完整的预制装配式节点建筑模式，所以建模周期也将可以大大缩短。此外，在BIM设计中的碰击检测与跟踪仪还可以精确测量撞击结果，从而有效解决了预制PC 结构的碰撞现象。在装配式建筑构件的生产阶段，也可以科学应用BIM 技术，传统的预制构件生产工艺存在一定的缺陷，一旦采用BIM设计，施工单位就能够通过可视化的方式向制造商提交模型的信息，比如与钢筋和混凝土有关的材质、规格和数据，通过二维码设计能够将技术数据直接转化为生产数据，将制造信息直接转化为制造信息，组件的生产精度大大提高，同时也大大提高了预制PC组件的机械化程度。

1.3 检查预制组件的预装配

在进行了预定的PC产品的预装配置之后，就可以利用BIM技术，在具体项目中是怎样运用的，首先利用3D 打印技术用BIM 模块重新印刷出要装配的模块，然后再进行预装配置，在实际工程中一旦发现了相应的问题，就可进行改变，如改变形状，最后，再把修改过的模块重新印刷后进行预装配置，直至预装配置的结果正确为止，然后就开始批量投产PC组件。BIM 技术在装配式施工当前过程中的有效运用，能够通过对仿真工程的建模装配及时发现大批量生产过程中可能发生的情况。

1.4 装配式建筑成本的合理控制

BIM 技术的应用可以覆盖大量的建筑信息，BIM软件主要是通过计算机信息技术快速准确地统计模型中的所有数据信息。在研究相关信息的过程中，若是将BIM技术应用运用到成本估算当中去，与传统常规的估计方式相比，既能大幅度降低预估费用，又能够明显提高估计方法的精确度，将大大减少预算外的变化情况。还可以将BIM方法应用到碰撞检测工作中，这样一来的话，BIM体系对不同的工作单位和不同的专业人员能够有效地减少矛盾，从而大大增强彼此之间的互换性。

2 装配式建筑施工中BIM 技术的具体应用

2.1 建立装配式建筑BIM标准

建立装配式建筑BIM 标准需要从以下5 个方面：①制定标准和规范制定符合装配式建筑施工特点的BIM 标准和规范，包括模型精度、模型参数、模型数据格式等。在制定标准时应该考虑模型标准化、可重复使用、可拓展性、可传递性等因素。②明确模型构成明确装配式建筑的模型构成，定义其构件类型、规格、材质、加工工艺等信息，以便后续进行智能化制造、安装和维护管理。③建立模型库建立装配式建筑的模型库，包括各种构件的标准模型和相关属性信息，方便后续的BIM 协同设计和生产管理。④标注和注释对于装配式建筑BIM模型中的每一个构件和元素都应该进行标注和注释，以确保模型的可读性和可理解性，同时避免误解引起的问题。⑤数据共享建立装配式建筑BIM标准还需要解决数据共享的问题，包括数据格式、数据分类、数据交换等方面，可以实现BIM协同设计和信息共享，建立装配式建筑BIM标准需要全面考虑装配式建筑施工管理的特点，制定符合实际的BIM标准和规范，为后续的BIM 协同设计、生产管理和维护管理打下良好的基础。

2.2 BIM技术应用于装配式建筑项目的材料管理

在预制构件的生产过程中，生产现场通常会看到大量堆放的构件和生产材料。这种堆放方式增加了物资管理分类存放的难度，不仅浪费了资源、财力等方面，还导致了混放、错放等问题。利用建筑信息模型（BIM）技术，可以将各类材料分类摆放，根据预制构件的生产阶段和数量进行材料分配，统计库存原材料数据，保证材料的可持续供应。在预制构件质量验收过程中，可以直接利用建筑信息模型（BIM）技术采集相关数据，提高了质量验收的效率。在施工现场，由于各种原因，计划的施工进度往往与实际情况不符。

2.3 BIM技术在进度管理过程中的应用

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BIM 云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，针对局部进度和整体进度反复开展施工模拟，及时发现潜在风险，不断地调整施工顺序，最终形成更加科学合理的施工进度计划[2]。将模拟情况反馈到施工进度模型中，通过实际进度与计划进度进行对比，找出偏差之处，并迅速对施工进度计划进行认真修改。

2.4 利用BIM技术对装配式建筑进行碰撞检测

碰撞检测特指施工环境中各个子施工项目之间的碰撞，一个完整的装配式建筑的设计需要不同行业、不同专业的设计师参与设计。由于设计师之间缺乏深入、全面、有效的沟通，设计偏差经常发生，会影响最终的项目建设，在工程设计前，建立建筑信息模型（BIM）平台，设计人员在平台上进行相关设计，通过多种方式和角度对设计图纸进行综合分析，使管线的位置以及管线与土建、管线之间可能发生的碰撞在整个论证环节中一目了然，设计人员可以根据具体问题进行有针对性地改进，既促进了设计方案的合理性和实用性，又避免了施工期间的资源浪费。借助建筑信息模型（BIM）技术对设备管线设计方案进行调整，其调整速度、全面性、合理性都远大于传统调整方式，有效降低了设计误差表现，进而大大提高了施工方案的设计、实施和管理。

2.5 施工场地布置规划

在装配式建筑施工中利用BIM 技术，可以对施工场地进行平面布置，通过对施工现场的各种机械设备以及预制构件堆场进行合理设计，并在此基础上对构建运输路线进行模拟，明确临时用道并规划道路宽度，从而实现对施工场地的平面布置。采用BIM 技术为施工场地布置规划工作提供指导，采用二维CAD 画施工图的方式更加直观清晰（见图1），在利用BIM 技术建立三维场地布置模型后，工作人员可以根据模型对施工现场的平面布置合理性与科学性进行深入研究，这样可以为施工场地布置规划提供有效保障，还能够使工作人员找到布置不合理的地方，进而积极采取有效措施及时调整，提升施工场地布置规划工作开展的全面性。最后，技术人员就可以按照建设模型落实施工现场布置工作，从而有效避免由于施工场地布置不合理导致的二次搬运、二次吊装等情况的出现，进一步提升装配式建筑施工效率。

3 装配式建筑施工后期BIM 技术的具体应用

3.1 管理组装建筑的信息

通过BIM 技术，工程运维管理信息系统其实也就提供了装配施工的企业从初始阶段到最后施工完成阶段产生的各种数据，而软件系统也会先对数据和资料进行分类和管理，然后再把其和在工程项目实施阶段中产生的所有组件相关联。同时在工程项目施工进行后的运维中，利用BIM 技术也能够把所有资料和数据保存在计算机系统中，在发生困难时，工作人员仅需要在计算机系统上实现手动查询即可，这种资料将不致流失，还能有效地避免了以前需要手动搜索数据和信息的问题。

3.2 组装建筑设备故障的检查和维修

在组装建筑的后期操作阶段，借助BIM 技术的可视化效果非常好。相关单位在维修装配式建筑时，利用三维BIM 模式能够直接地看到所有隐蔽部位的情况，从而使得设备如果在工作情况下发生问题，维修部门也可以迅速发现问题位置的具体位置并实施迅速修复，进而降低维修成本与耗时。

3.3 为装配式建筑制定应急计划

使用BIM 方法在组装施工的后期阶段，也能够正确地判断出施工运营与维修流程中可能存在的安全隐患，加之BIM技术自身兼具良好的仿真特点，这样能够快速实现对系统相应模块的实际建模。因此，在组装房屋的过程中，可利用BIM技术实现火灾避难的仿真，并提出了应急撤离的路线与方案，当灾害来临之时，由于提出了合理的应急方案，可以将损失降至最低。

4 结语

总而言之，加强对BIM 技术在装配式建筑中的应用研究，具有非常重要的现实意义，尤其是对我国建筑行业的可持续发展有极大的推动作用。因此，相关研究人员务必要提高重视，充分意识到BIM 技术在装配式建筑中的重要性，使其发挥最大化价值，有效弥补装配式建筑中的一些不足之处，使该建筑模式可以获得更好的发展前景，从而推动建筑业的长远发展。