文／張朋 菏澤城建工程發(fā)展集團(tuán)有限公司 山東菏澤 274000

引言：

科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使得建筑工程的施工水平也在進(jìn)一步的提升，裝配式建筑施工環(huán)節(jié)BIM技術(shù)的引入，不斷的改善了施工的理念，探索了新型的施工方式。BIM技術(shù)能夠基于當(dāng)前裝配式建筑施工的要求基礎(chǔ)上，從施工準(zhǔn)備階段、施工階段和后期階段把控施工質(zhì)量，掌握整體工程的所有數(shù)據(jù)。依托于先進(jìn)的BIM信息技術(shù)，基于裝配式建筑的特點(diǎn)，促使建筑設(shè)計(jì)建立起三維立體建模，對(duì)每一處建筑設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行細(xì)化，有效提升裝配式建筑的質(zhì)量。

1、裝配式建筑工程

1.1 裝配式建筑工程的概述

裝配式建筑工程從某種角度來說屬于系統(tǒng)工程，包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝等環(huán)節(jié)。選擇裝配式建筑，從設(shè)計(jì)階段就要注意選擇合適的預(yù)制構(gòu)件，并確定構(gòu)件的裝配工藝，經(jīng)過生產(chǎn)和運(yùn)輸，最后在施工階段進(jìn)行構(gòu)件的組裝。從整個(gè)流程來看，在施工作業(yè)之前需要先設(shè)計(jì)好高精準(zhǔn)度的預(yù)制構(gòu)件，避免裝配環(huán)節(jié)由于尺寸不合適造成成本的提高、工期的拖延。由工廠進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)，既能提高資源的合理利用，也能改善因濕作業(yè)導(dǎo)致的施工工地環(huán)保不達(dá)標(biāo)的情況。裝配式建筑符合當(dāng)前行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的要求，符合綠色環(huán)保節(jié)能可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。

1.2 我國裝配式建筑工程的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，我國房地產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展給裝配式建筑的發(fā)展提供了契機(jī)。傳統(tǒng)的施工方式與人們持續(xù)增長的住房需求不匹配，存在較突出矛盾，這就要求建筑工程的建造模式必須革新。隨著科技的發(fā)展，裝配式建筑出現(xiàn)在人們面前，經(jīng)過大量的工程實(shí)踐，裝配式建造水平得到提高，裝配式建筑工程成為建筑行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)。

2、工藝特點(diǎn)

（1）應(yīng)用BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段按標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)結(jié)構(gòu)、建筑、水電等專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，對(duì)框架柱、剪力墻、外墻板等構(gòu)件進(jìn)行拆分，在工廠內(nèi)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化批量生產(chǎn)。（2）現(xiàn)場(chǎng)采用專用混凝土構(gòu)件吊運(yùn)設(shè)備，以提高構(gòu)件吊運(yùn)效率。（3）采用混凝土構(gòu)件微調(diào)裝置和方法，提高構(gòu)件安裝精準(zhǔn)度，保證構(gòu)件安裝質(zhì)量。（4）施工全流程采用BIM技術(shù)，在吊裝、定位、現(xiàn)澆部位進(jìn)行建模和工序模擬，確定最優(yōu)安裝方案；進(jìn)行工程量統(tǒng)計(jì)和生成材料采購單，統(tǒng)籌構(gòu)件的進(jìn)場(chǎng)和吊裝順序；應(yīng)用BIM技術(shù)深化預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)，以滿足工廠加工要求，保證產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)組裝精度。（5）現(xiàn)場(chǎng)充分利用塔式起重機(jī)等大型機(jī)械設(shè)備，施工速度快，作業(yè)人數(shù)少，構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)安裝與安全管理方便，可提高工作效率，保證工期。（6）預(yù)制外墻板采用清水輕骨料混凝土，具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、隔熱、保溫和免抹灰等特點(diǎn)，且施工方便，可降低施工成本，減少材料投入，達(dá)到環(huán)保節(jié)能綠色施工的目的。（7）裝配式構(gòu)件嚴(yán)格按規(guī)范要求綁扎鋼筋、澆筑混凝土及養(yǎng)護(hù)等，與類似項(xiàng)目相比，避免了因現(xiàn)場(chǎng)施工條件不利出現(xiàn)的質(zhì)量通??；減少了現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)造成的噪聲及粉塵污染，在環(huán)保方面優(yōu)勢(shì)明顯。

3、BIM技術(shù)在裝配式建筑施工中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)簡述

3.1 有效提升建筑施工工作效率

BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用能夠有效提升工作效率，改良裝配式建筑工程施工方案。因?yàn)榻柚鶥IM技術(shù)，裝配式建筑工程可以進(jìn)行施工方案模擬，只要收集裝配式建筑工程施工相關(guān)數(shù)據(jù)就可以以建筑信息模型進(jìn)行施工方案開展效果反饋，對(duì)裝配式建筑工程施工方案進(jìn)行全面的模擬測(cè)試。同傳統(tǒng)裝配式建筑施工相比，施工方案測(cè)試更改需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)會(huì)更多，施工方案測(cè)試流程更加復(fù)雜。BIM技術(shù)能夠簡化裝配式建筑施工方案測(cè)試流程，工程施工方案的實(shí)施情況通過建筑信息模型三維模擬測(cè)試就可以全面直觀的呈現(xiàn)在建筑工程設(shè)計(jì)師、工程師、開發(fā)商面前，在后續(xù)的裝配式建筑工程施工方案改良過程中，只要以建筑信息模型三維模擬測(cè)試結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行更改即可。

3.2 有效避免建筑設(shè)計(jì)誤差產(chǎn)生

同時(shí)，借助BIM技術(shù)，還能有效避免設(shè)計(jì)誤差的產(chǎn)生。因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的裝配式建筑設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員主要采用平面設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行工程方案設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中所需考慮的設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)范圍較廣、設(shè)計(jì)量大，接觸應(yīng)用到的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息也較多，稍不注意就會(huì)因?yàn)閿?shù)據(jù)分析采集錯(cuò)誤而出現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，影響裝配式建筑工程施工效果，并且傳統(tǒng)裝配式建筑工程設(shè)計(jì)分析內(nèi)容較多，也不利用進(jìn)行工程設(shè)計(jì)施工改良工作和成本控制工作進(jìn)行。但是利用BIM技術(shù)可視化的特點(diǎn)，裝配式建筑工程設(shè)計(jì)內(nèi)容可以詳細(xì)反映，直觀呈現(xiàn)出裝配式建筑工程設(shè)計(jì)效果，也能精準(zhǔn)定位后期裝配式建筑預(yù)制配件的安裝施工位置參數(shù)，減少裝配式建筑設(shè)計(jì)誤差的產(chǎn)生。

3.3 有效優(yōu)化建筑施工效果

裝配式建筑工程施工同傳統(tǒng)建筑工程施工大不相同，因?yàn)樗峭ㄟ^預(yù)制構(gòu)件搭組裝達(dá)到施工目的，如果在預(yù)制構(gòu)件搭建組裝過程中出現(xiàn)問題，不僅裝配式建筑質(zhì)量受到影響，工程施工成本也會(huì)增加，施工安全問題也難以得到保證。BIM技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上可以解決這一顧慮，以前期相關(guān)施工參數(shù)數(shù)據(jù)模型制作和模擬進(jìn)行裝配式建筑參數(shù)核準(zhǔn)，讓工廠按照參數(shù)核準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行構(gòu)件生產(chǎn)，嚴(yán)格控制裝配式建筑工程施工質(zhì)量，避免在后期施工過程中出現(xiàn)問題引發(fā)工程返修和工期延誤現(xiàn)象發(fā)生，從根本上控制施工質(zhì)量，保證裝配式建筑工程施工效果。

3.4 有效控制工程造價(jià)

工程造價(jià)管理貫穿裝配式建筑各階段，利用BIM技術(shù)可發(fā)揮其自身優(yōu)越性在工程各個(gè)階段的造價(jià)管理中提供更好的服務(wù)。決策階段，可利用BIM技術(shù)調(diào)用以往工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)估算、審查當(dāng)前工程費(fèi)用，估算項(xiàng)目總投資額，利用歷史工程模型服務(wù)當(dāng)前項(xiàng)目的估算，有利于提升設(shè)計(jì)編制準(zhǔn)確性。設(shè)計(jì)階段，BIM技術(shù)歷史模型數(shù)據(jù)可服務(wù)限額設(shè)計(jì)，限額設(shè)計(jì)指標(biāo)提出后可參考類似工程項(xiàng)目測(cè)算造價(jià)數(shù)據(jù)，一方面可提升測(cè)算深度與準(zhǔn)確度，另一方面也可減少計(jì)算量，節(jié)約人力與物力成本等。項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段完成后，BIM技術(shù)可快速完成模型概算，并核對(duì)其是否滿足要求。招投標(biāo)階段，工程量清單招投標(biāo)模式下BIM技術(shù)的應(yīng)用可在短時(shí)間內(nèi)高效、快速、準(zhǔn)確的提供招標(biāo)工程量。尤其是施工單位，在招投標(biāo)期限較緊的情況下，面對(duì)逐一核實(shí)難度較大的工程量清單可利用BIM模型迅速準(zhǔn)確完成核實(shí)，減少計(jì)算誤差，避免項(xiàng)目虧損，高質(zhì)量完成招投標(biāo)工作。

4、裝配式建筑工程施工管理中BIM技術(shù)在施工準(zhǔn)備階段的運(yùn)用

4.1 數(shù)據(jù)采集

BIM技術(shù)通過手動(dòng)繪制二維和三維信息，能夠摒棄原本傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中資源不能共享、信息無法同步等問題。基于具體的設(shè)計(jì)目標(biāo)，以及設(shè)計(jì)具體評(píng)估和招投標(biāo)的相關(guān)細(xì)節(jié)，保證招標(biāo)文件的準(zhǔn)確性，對(duì)詳細(xì)的運(yùn)營成本進(jìn)行評(píng)估和計(jì)算。通過變量三維模型的建設(shè)，可以結(jié)合實(shí)際的設(shè)計(jì)需求，建立施工方面的立面圖，保證施工工作的開展。BIM技術(shù)被廣泛應(yīng)用在裝配式建筑施工環(huán)節(jié)，首先在施工準(zhǔn)備階段BIM技術(shù)可以通過數(shù)據(jù)采集的方式，提高數(shù)據(jù)采集的效率、準(zhǔn)確性，最大限度發(fā)揮數(shù)據(jù)采集的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)具體施工情況，施工的地質(zhì)地貌和現(xiàn)場(chǎng)情況，安排專人對(duì)于地質(zhì)、水文、地貌等進(jìn)行核查，通過采集數(shù)據(jù)來保存好數(shù)據(jù)的格式，確保實(shí)際工作的正常運(yùn)行。

4.2 合理管控施工預(yù)算

建筑工程施工環(huán)節(jié)運(yùn)用BIM技術(shù)，能夠結(jié)合當(dāng)前的建筑信息對(duì)相應(yīng)的建筑資源進(jìn)行精準(zhǔn)和動(dòng)態(tài)化的分析，能夠有效降低資源的消耗，解決當(dāng)前實(shí)際裝配式建筑施工過程中設(shè)計(jì)難以拆卸構(gòu)件、生產(chǎn)環(huán)節(jié)難以有效組裝，生產(chǎn)效率不高等相應(yīng)的問題，彌補(bǔ)當(dāng)前實(shí)際施工過程中存在的諸多不足。BIM技術(shù)運(yùn)用環(huán)節(jié)，可以建立起相應(yīng)的模型，明確具體施工節(jié)點(diǎn)，避免存在人為計(jì)算失誤，造成實(shí)際工作估算誤差過大等問題，有效減少估算時(shí)間，明確估算的準(zhǔn)確性，避免存在大量預(yù)算問題和預(yù)算不到位等情況。

4.3 理裝配式建筑的信息

裝配式建筑施工后期，BIM技術(shù)應(yīng)用能夠加強(qiáng)對(duì)于工程數(shù)據(jù)的管理，通過變量三維模型的建設(shè)，可以結(jié)合實(shí)際的建設(shè)設(shè)計(jì)需求，建立施工方面的立面圖，保證實(shí)際施工工作的開展。從平臺(tái)錄制到施工準(zhǔn)備階段和竣工階段的所有信息都可以通過對(duì)于裝配式建筑信息的整合分析和處理進(jìn)行明確。裝配式建筑施工過程中，能夠加強(qiáng)各構(gòu)件之間的聯(lián)系，在實(shí)際運(yùn)行和維護(hù)階段，可以根據(jù)具體的施工信息進(jìn)行處理。如果發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的數(shù)據(jù)失效或數(shù)據(jù)信息問題，能夠有效避免人為所造成的數(shù)據(jù)丟失，查找相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，減少實(shí)際設(shè)施環(huán)節(jié)人力和時(shí)間的耗損。裝配式建筑施工后期施工即將竣工，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以建立起可視化分析模型，能夠?qū)τ诂F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和具體的施工過程中存在的問題進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。與傳統(tǒng)建筑相比，BIM技術(shù)的引入可以發(fā)現(xiàn)不同環(huán)節(jié)、不同部位存在的安全隱患。利用BIM技術(shù)進(jìn)行緊急疏散，模擬消防人員疏散模擬，在實(shí)際施工階段，通過三維模型的建設(shè)，能夠制定起高效的施工方案，能夠有效降低施工成本，并對(duì)施工中存在的問題進(jìn)行適時(shí)地檢修。很多建筑工程的結(jié)構(gòu)以及隱蔽工程的運(yùn)營情況不，能夠憑借肉眼進(jìn)行分辨，而BIM技術(shù)所建立的三維模型，利于管理者直觀性的觀測(cè)整個(gè)建筑的每一處情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、及時(shí)解決，避免存在設(shè)備故障，并及時(shí)找出存在設(shè)備故障的原因進(jìn)行檢修。

4.4 施工后期應(yīng)用

應(yīng)用BIM技術(shù)后，將裝配式建筑從立項(xiàng)到竣工驗(yàn)收的全部施工信息資料涵蓋其中，并對(duì)這些信息資料進(jìn)行分類存管，為工作人員提供更加全面可靠的數(shù)據(jù)支持，便于工作的有效落實(shí)。處理后的信息資料還可直接應(yīng)用到各組件中，便于檢查工作的高效落實(shí)。另外，在建筑的運(yùn)營維護(hù)階段，相關(guān)的數(shù)據(jù)信息也可以借助BIM模型完成關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)，從而方便工作人員自動(dòng)化精準(zhǔn)查找，規(guī)避手動(dòng)搜索的繁瑣，以防出現(xiàn)信息丟失問題。BIM技術(shù)將裝配式建筑結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)變成立體信息模型，并發(fā)揮其可視化作用特征，直觀進(jìn)行施工作業(yè)模擬和演示，便于工作人員準(zhǔn)確了解現(xiàn)場(chǎng)施工情況，尤其加大了對(duì)隱蔽工程的管控力度，這樣在出現(xiàn)故障問題后，系統(tǒng)能夠在第一時(shí)間展開報(bào)警處理，明確標(biāo)注故障位置，并且給出故障的成因，加快檢修人員的作業(yè)進(jìn)度，將故障問題控制在安全范圍內(nèi)，減少不必要的損失或傷亡。應(yīng)急方案的編制和完善可依靠BIM技術(shù)模擬化功能，在BIM模型構(gòu)建前，除輸入基本屬性信息外，還可將工程所在區(qū)域的環(huán)境信息，如氣候溫度等輸入其中，開展真實(shí)場(chǎng)景模擬，之后再開始安裝作業(yè)，分析可能出現(xiàn)的隱患問題，制定合理的應(yīng)急搶修方案，維護(hù)現(xiàn)場(chǎng)施工的安全性，提高施工作業(yè)的效率。如通過BIM技術(shù)可完成火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)模擬，確定逃生線路，完善疏散計(jì)劃，降低火災(zāi)帶來的影響。利用這一計(jì)劃可訓(xùn)練員工的現(xiàn)場(chǎng)反應(yīng)能力，在危險(xiǎn)出現(xiàn)的同時(shí)快速反應(yīng)，將損失降到最低。

4.5 施工中的應(yīng)用

4.5.1 施工過程模擬

裝配式建筑施工中，BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)整個(gè)施工過程的模擬和演示，便于工作人員發(fā)現(xiàn)施工方案中存在的問題，參照工程具體要求，科學(xué)地調(diào)配資源、資金。以PC構(gòu)件吊裝施工為例，先在BIM系統(tǒng)中錄入PC構(gòu)件屬性信息，按照這些資料構(gòu)建模型，之后按照規(guī)范要求展開實(shí)際操作模擬，并分析其合理性與否。在實(shí)際作業(yè)中，工作人員和技術(shù)人員一起，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)運(yùn)輸路線、吊裝范圍、各流程間的銜接性展開深入研究，以保證構(gòu)件吊裝質(zhì)量，及時(shí)找出存在的流程問題。另外，在構(gòu)件吊裝模擬作業(yè)中，要考慮到方案中規(guī)劃的各節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系，做好調(diào)整銜接處理，確保整個(gè)模擬流程的順暢性，便于更加直觀地發(fā)現(xiàn)其中的問題，做出科學(xué)調(diào)整。值得注意的是，當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)遇到施工要求高、構(gòu)造復(fù)雜的連接節(jié)點(diǎn)時(shí)，可以借助BIM技術(shù)完成節(jié)點(diǎn)連接的可視化展示，方便工人依據(jù)三維模型準(zhǔn)確地實(shí)施節(jié)點(diǎn)連接，增強(qiáng)操作的準(zhǔn)確性。

4.5.2 材料管理

裝配式建筑結(jié)構(gòu)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用可方便施工材料的科學(xué)管理。以往在裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工中，由于所需的構(gòu)件材料較多，半成品、成品種類繁雜，隨意堆放在施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)混亂性加劇，阻礙了施工作業(yè)的開展。在整理這些構(gòu)件時(shí)，需要消耗大量人力、物力，而且還容易導(dǎo)致構(gòu)件受到不同程度的損壞，影響后期的使用。引入BIM技術(shù)后，可先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況展開模擬，并結(jié)合工程項(xiàng)目的具體要求，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)空間實(shí)行功能劃分，預(yù)先設(shè)定好材料存放位置和空間，之后再借助系統(tǒng)軟件分析，對(duì)所需材料實(shí)行分類處理，設(shè)計(jì)合理的存管方式。這樣在材料進(jìn)場(chǎng)后，可直接擺放到預(yù)先設(shè)定好的位置，節(jié)省更多的資源和時(shí)間，也避免材料隨意堆積帶來的問題。另外，利用BIM技術(shù)，可對(duì)材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)間展開規(guī)劃計(jì)算，靈活處理構(gòu)件材料，以免長時(shí)間堆積。在BIM技術(shù)作用下，可加快構(gòu)件材料的驗(yàn)收，并隨著施工作業(yè)的改變，及時(shí)調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)資源供應(yīng)情況，降低危險(xiǎn)系數(shù)。在施工完成后，施工方可以借助BIM軟件統(tǒng)計(jì)施工過程中構(gòu)件和材料的實(shí)際消耗量，還可以將構(gòu)件和材料的計(jì)劃用量與實(shí)際用量展開對(duì)比，為后續(xù)的材料管控打下基礎(chǔ)。

結(jié)語：

綜上所述，將BIM技術(shù)應(yīng)用在裝配式建筑工程施工中，二者特性的有機(jī)結(jié)合可以形成諸多優(yōu)勢(shì)，助力工程項(xiàng)目的高質(zhì)量施工。首先，可以利用三維模型對(duì)各施工節(jié)點(diǎn)的情況進(jìn)行可視化模擬，便于項(xiàng)目的各參建方及時(shí)了解流程和現(xiàn)場(chǎng)情況。其次，在預(yù)制裝配式構(gòu)件中，用BIM進(jìn)行深化設(shè)計(jì)可以提高預(yù)制構(gòu)件的精確度。再次，基于BIM信息模型可以實(shí)現(xiàn)綜合管線的碰撞檢查，可以避免返工、修改、延誤工期等情況。最后，應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行各專業(yè)協(xié)同作業(yè)，可以進(jìn)一步細(xì)化施工管理工作。提高施工效率及質(zhì)量。

總之，BIM技術(shù)在裝配式建筑工程施工中的應(yīng)用將會(huì)加快裝配式建筑在全國推廣，BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)也將在工程實(shí)踐中不斷體現(xiàn)。BIM技術(shù)與裝配式建筑的結(jié)合，有效地提高了裝配式建筑的生產(chǎn)效率和工程質(zhì)量，將來一定會(huì)把生產(chǎn)過程的上下游企業(yè)聯(lián)系起來，真正實(shí)現(xiàn)以信息化促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化，借助BIM技術(shù)三維模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)，中國裝配式建筑的發(fā)展必將會(huì)邁出一大步?！癇IM+裝配式建筑”必將為我國建筑行業(yè)的發(fā)展推波助瀾。