劉子翔 孫 智 楊 陳

(湖南航天建筑工程有限公司，湖南 長沙 410000)

與普通建筑工程相比較，裝配式建筑施工具備施工快速、環(huán)境污染程度低、經(jīng)濟性高等諸多優(yōu)質(zhì)特點，因此，裝配式建筑受到廣大民眾的普遍歡迎和青睞，裝配式建筑是由國外引進而來的一種建筑形式，我國裝配式建筑尚處在發(fā)展初期，在具體施工和技術(shù)措施等方面難免有一些不足，因此對裝配式建筑工程質(zhì)量造成負面影響，而在裝配式建筑項目施工中合理應(yīng)用BIM技術(shù)，可借助該項技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，為施工作業(yè)的順利高效開展提高有效保障，所以，相關(guān)人員應(yīng)深入開展BIM技術(shù)在裝配式建筑施工中的應(yīng)用研究。

1 我國裝配式建筑發(fā)展情況

在我國建筑開發(fā)歷史上，很長一段時間混凝土澆筑是大多數(shù)建筑項目所采用的建造方式，但事實上另一種裝配式建筑方式已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，隨著全球化進程的進步深入，各種先進技術(shù)開始在我國社會生產(chǎn)生活領(lǐng)域出現(xiàn)，裝配式建筑作為當前建筑形式的重要組成部分，具備了工期短、建筑方式簡單、經(jīng)濟性強等多種優(yōu)勢。相比較傳統(tǒng)的混凝土建筑，裝配式建筑已經(jīng)越來越多的應(yīng)用于我國建筑項目當中。相比較傳統(tǒng)的混凝土建筑裝配式建筑對相關(guān)技術(shù)的要求較高，所以在很長一段時間內(nèi)受制于技術(shù)不足的影響，裝配式建筑的發(fā)展速度和應(yīng)用水平都較為緩慢。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人民生活水平的提高，對于房屋建筑的數(shù)量和質(zhì)量要求越來越高，同時勞動力日漸短缺與十四五建筑業(yè)碳中和任務(wù)，傳統(tǒng)的混凝土建筑已經(jīng)無法滿足人們的購房需求與國家要求，加之我國科學技術(shù)水平的發(fā)展彌補了此前裝配式建筑所提出的高標準高要求，所以裝配式建筑近年來在我國建筑領(lǐng)域發(fā)展速度較快，同時也受到了購房者的關(guān)注，越來越多的建筑企業(yè)開始采用裝配式建筑作為建筑產(chǎn)品的主要生產(chǎn)模式，裝配式建筑的優(yōu)勢也逐漸得到了有效凸顯。

2 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)是最早由美國人提出的建筑管理模式，該模式通過建立建筑工程的三維模型，并將建筑物的各項信息和數(shù)據(jù)與三維模型進行有效關(guān)聯(lián)，可以將建筑物結(jié)構(gòu)內(nèi)部裝置通過可視化進行清晰的展示，除了能夠?qū)⒔ㄖ锏南嚓P(guān)技術(shù)參數(shù)進行清晰的展示之外，BIM技術(shù)還能夠?qū)ㄖ椖吭谑┕み^程中所涉及的各類材料施工工序信息進行有效的管理。BIM的概念起初只是一個形態(tài)較為單一的模型產(chǎn)品，其所能涵蓋的建筑數(shù)據(jù)和信息也并不全面，然而隨著計算機以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，在全球化的大背景下，信息技術(shù)的快速發(fā)展幫助BIM技術(shù)實現(xiàn)了更多的管理內(nèi)容和項目支撐工具，在建筑領(lǐng)域通過對BIM技術(shù)的應(yīng)用，顛覆性的改變了建筑行業(yè)傳統(tǒng)的運營和管理模式，使得BIM技術(shù)成為了當前世界范圍內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的建筑工程管理技術(shù)。

BIM技術(shù)在我國被稱之為建筑信息模型技術(shù)，該技術(shù)能夠?qū)⒔ㄖ椖克母黜梼?nèi)容進行數(shù)字化處理，在我國建筑領(lǐng)域中應(yīng)用BIM技術(shù)最廣泛的領(lǐng)域為工程項目的設(shè)計建造部分。通過BIM技術(shù)能夠?qū)⒔ㄖこ添椖克母黝愋畔⒑蛿?shù)據(jù)全面的展示在三維模型中，通過BIM技術(shù)的共享傳遞功能，將建筑工程項目的所有信息進行清晰的展示，建筑項目的信息再通過BIM技術(shù)進行整合分析之后，能夠幫助建筑工程在設(shè)計過程中提供重要的數(shù)據(jù)和信息支持，這使得在傳統(tǒng)建筑工程項目設(shè)計過程中所出現(xiàn)的各類弊端也得到了積極有效的改善，不僅有效的提升了建筑工程設(shè)計的質(zhì)量和效率，同時工程項目在資源分析、施工流程以及項目交付等三個重要環(huán)節(jié)進行有效的管理，極大的提高了施工效率，降低了施工流程，同時對于施工過程中可能產(chǎn)生的各類風險得到了有效的控制，因此BIM技術(shù)成為當前建筑行業(yè)中最重要的基礎(chǔ)應(yīng)用，是建筑技術(shù)領(lǐng)域研究項目最多最廣泛的技術(shù)。

3 BIM技術(shù)的優(yōu)勢

3.1 建筑優(yōu)勢

建筑單位在開展建筑工程設(shè)計的過程中需要同與項目有關(guān)的各方進行積極有效的溝通和交流，并且需要通過某種方式對建筑工程的施工過程進行有效的管理和把控，從而保證工程施工的順利開展。同時，還應(yīng)當保證項目工程質(zhì)量。建筑工程項目中需要建筑單位進行有效管理的內(nèi)容常常包含如何有效保證工期能夠依照合同約定的時間完成，其次需要建筑工程單位在施工過程中采取各種措施和手段來進行成本和安全風險控制。BIM技術(shù)的出現(xiàn)使得建筑工程管理逐漸簡單清晰起來，通過三維模型的可視化效果能夠增加建筑工程的實時狀態(tài)，進行有效反應(yīng)，同時可以利用BIM技術(shù)的方案定制工具，將不斷完善的施工方案進行有效的傳達，以此提升建筑工程的施工效率。

3.2 設(shè)計優(yōu)勢

在開展裝配式建筑施工之前，首先要制定相應(yīng)的設(shè)計方案，通過BIM技術(shù)的三維模擬優(yōu)勢依據(jù)數(shù)據(jù)信息或?qū)嵨镄畔黹_展三維模型的模擬過程，并以此為基礎(chǔ)生成建筑設(shè)計方案，同時通過對三維模型的調(diào)整，來將建筑物或建筑物部分內(nèi)容放置在不同的場景中，通過多個角度的不斷模擬找到最佳的施工方案。通過BIM技術(shù)的三維模擬可視化操作能夠?qū)ㄖこ淘O(shè)計方案中的缺陷進行查找，高效的數(shù)據(jù)處理能力能夠幫助建筑工程對建筑各方面的功能需求進行調(diào)整，使得裝配式建筑的設(shè)計方案具備更高的可行性。

3.3 構(gòu)件優(yōu)勢

裝配式建設(shè)的核心內(nèi)容是如何提升構(gòu)建的精細化水平，因為裝配式建筑其本質(zhì)上是將完整的建筑體系進行有效的分割，通過對分割的構(gòu)件進行預制生產(chǎn)，最后進行組裝，完成裝配式建筑施工的整體流程，因此要保證構(gòu)件與構(gòu)件之間進行連接時所產(chǎn)生的差異足夠小，才能保證建筑結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性。通過BIM技術(shù)能夠使得構(gòu)件之間的精確程度達到最高水平，這也是BIM技術(shù)的信息處理優(yōu)勢所在，通過對各個構(gòu)件所具備的尺寸來進行數(shù)據(jù)統(tǒng)一，然后將構(gòu)建的設(shè)計方案交給構(gòu)件生產(chǎn)商開展預制構(gòu)件的生產(chǎn)，不僅降低了生產(chǎn)成本，同時也能夠保證構(gòu)件尺寸的精細化程度。

3.4 施工優(yōu)勢

在進行構(gòu)件組裝的過程中，可以通過BIM技術(shù)來對施工現(xiàn)場的數(shù)據(jù)信息進行模擬，通過對所有部件進行有效的監(jiān)控和配置調(diào)整，降低裝配式構(gòu)件出現(xiàn)數(shù)量錯誤的情況，對于裝配式建筑所包含的每一個構(gòu)件和信息都能夠通過BIM技術(shù)進行查找，這使得裝配式建筑的每一個構(gòu)件都具備自身的結(jié)構(gòu)信息和位置信息，這有效的降低了裝備過程中可能出現(xiàn)的錯誤，極大的提升了裝配效率和裝配成功率。

4 裝配式建筑工程施工過程中BIM技術(shù)的應(yīng)用案例

某建筑項目室外場地絕對標高4.5m，5號樓±0.000相當于絕對標高4.8m；5號樓實際建筑高度超過了22m，為了提升施工效果，采用BIM技術(shù)進行模型搭建與分析。

4.1 構(gòu)件應(yīng)用

預制結(jié)構(gòu)的構(gòu)建生產(chǎn)是裝配式建筑工程整體質(zhì)量水平的反應(yīng)，也是裝配式建筑工程最重要的流程，通過BIM技術(shù)能夠保證工程所需要的各類裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)過程符合施工設(shè)計標準，其核心工作流程為通過BIM技術(shù)所具備的信息數(shù)據(jù)收集和處理技術(shù)，對工程信息進行有效的收集和匯總，并通過后續(xù)的參數(shù)化處理流程來組成有效的構(gòu)件設(shè)計方案，通過BIM技術(shù)中包含的模擬工具對構(gòu)件進行檢驗，降低圖紙和構(gòu)件實物的差異，通過BIM技術(shù)能夠高效快速的修改設(shè)計內(nèi)容，使得構(gòu)件的標準化程度更高、更準確。在生產(chǎn)構(gòu)件的過程中，BIM技術(shù)能夠降低實物和圖紙的誤差，BIM設(shè)計內(nèi)容能夠高效的分享至生產(chǎn)商，生產(chǎn)商拿到標準參數(shù)后便能夠在生產(chǎn)過程中提高構(gòu)件的精確度，最終提高整個工程的完成效率，并且，利用PKPM-PC軟件手動修改預案構(gòu)件的尺寸，對建立墻預制構(gòu)件的起點與長度進行參數(shù)設(shè)置，盡量減少構(gòu)件的重量，使其能夠滿足吊裝的重量要求。圖1為該項目中樓板構(gòu)件的模型圖。

圖1 樓板BIM模型圖

4.2 工程施工

BIM技術(shù)還能對工程施工過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)進行有效的歸集和存儲，這使得技術(shù)人員能夠通過BIM技術(shù)掌握施工過程中的流程和資源分配工作，通過制定有效的施工計劃，使得工程項目能夠不斷的延伸。

4.2.1 基于BIM的安全管理

因為涉及眾多的裝配式構(gòu)件，所以裝配式建筑工程需要更加高效的工序管理流程，有效避免在裝配式建筑施工過程中出現(xiàn)混亂的局面，裝配式建筑施工能夠按照清晰的施工流程開展工作。同時能夠通過監(jiān)測手段來對工程施工進行監(jiān)控，通過內(nèi)建的應(yīng)急機制，保證在施工過程中如出現(xiàn)突發(fā)事件，就能夠第一時間按照預案來控制風險，提高了施工過程的安全水平。

4.2.2 基于BIM的生產(chǎn)進度管理

生產(chǎn)裝配式構(gòu)件通常會涉及到預埋預留件的安裝配置、模具的使用、混凝土的配置和澆筑等多個流程，裝配式構(gòu)件生產(chǎn)的過程中，要通過指派專業(yè)人員對生產(chǎn)過程中的重要內(nèi)容進行記錄和分析，并通過對構(gòu)件生產(chǎn)流程的追蹤和記錄來對應(yīng)用進度進行清晰的掌握。

具體的執(zhí)行過程中，專業(yè)人員通過RFID設(shè)備來對標簽開展掃描工作，此時通過掃描各個不同構(gòu)件，能夠?qū)⑵鋵?yīng)的狀態(tài)反饋到管理平臺，平臺會顯示出構(gòu)件所包含的豐富信息。開展構(gòu)件施工前，施工方會通過BIM平臺進行吊裝計劃的制定工作，并且通過BIM平臺將吊裝計劃共享給參與安裝的工作人員，這能夠有效的提升施工現(xiàn)場的施工效率，避免出現(xiàn)構(gòu)件積壓的問題。BIM同樣還應(yīng)用于構(gòu)件的生產(chǎn)模擬過程，通過將所有的構(gòu)件生產(chǎn)流程納入BIM的管理范疇內(nèi)，可以實現(xiàn)通過對構(gòu)件的信息共享來提升管理水平，這些信息涵蓋了構(gòu)件生產(chǎn)過程中的尺寸、生產(chǎn)節(jié)奏甚至預埋件的位置和大小等具體信息。通過對生產(chǎn)過程中收集的相關(guān)數(shù)據(jù)來進行生產(chǎn)過程的模擬，并以此調(diào)整生產(chǎn)效率。BIM模型技術(shù)能夠有效的對某些構(gòu)件進行分析，并在此基礎(chǔ)上對生產(chǎn)方案進行分析和調(diào)整。

4.2.3 基于BIM的施工進度管理

在具體的裝配過程中，工作人員能夠通過對構(gòu)件生產(chǎn)的相關(guān)信息進行收集，例如構(gòu)件裝配、運輸、完成等時間周期進行管理，具體到在安裝過程中提供構(gòu)件的狀態(tài)信息搜索和查找功能，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)與指定責任人相關(guān)的追溯機制。通過BIM軟件的4D模型制定能夠?qū)⒔ㄖ?nèi)部的照明系統(tǒng)以及插座的線路鋪設(shè)工序進行充分模擬，使得鋪設(shè)過程更加科學合理。傳統(tǒng)的施工過程中，因為不能對施工現(xiàn)場的設(shè)備線路進行清晰的模擬，所以缺乏對施工現(xiàn)場流程進行有效的管理。同時還能夠通過其他輔助軟件所包含的測量和漫游功能來測量凈空高度，使得對施工現(xiàn)場的管線安裝進行可能性分析和判斷，這可以有效避免因為測量失誤帶來的誤差導致施工進度受到影響。同時，在Navisworks進度模擬中檢查進度計劃，可以發(fā)現(xiàn)施工中潛在的問題，指導現(xiàn)場施工人員做好準備和預案。圖2為該項目5號樓一層結(jié)構(gòu)柱現(xiàn)澆的模擬效果。

圖2 結(jié)構(gòu)柱現(xiàn)澆模擬效果圖

本項目采用BIM技術(shù)進行構(gòu)件深化設(shè)計及施工管理，整體項目節(jié)約資金81 236元，成本控制效力更高，項目經(jīng)濟效益更好。

5 結(jié) 語

由于裝配式建筑具有經(jīng)濟環(huán)保等特點，與我國節(jié)能環(huán)保和高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略不謀而合，因此多家相關(guān)部門對裝配式建筑給予了大力推廣，從而實現(xiàn)了裝配式建筑在我國的快速發(fā)展，BIM技術(shù)作為一種專用于建筑領(lǐng)域的現(xiàn)代化高新技術(shù)，將其科學性的應(yīng)用于裝配式建筑項目施工，有利于保證施工的順利推進和工程質(zhì)量的可靠性，所以，筆者呼吁相關(guān)人員對BIM技術(shù)在裝配式建筑施工中的應(yīng)用進行深入且廣泛的研究探討。