BIM技術在裝配式建筑施工管理中的應用

練水泉

摘要：裝配式建筑的發展，打破并創新了原有的傳統施工建造模式，提升了建筑施工效率，并降低了工程施工成本;BIM技術，即建筑信息模型技術，是實施裝配式建筑的有效手段，在裝配式建筑的材料、質量、安全、進度、技術交底和工程變更等施工階段各個環節的管理中均可起到重要的作用。

關鍵詞：BIM技術;裝配式建筑;施工階段;管理應用

引言

裝配式建筑是近幾年建筑行業開始流行的建筑方式，相對于傳統建筑施工流程，裝配式建筑減少了現場施工工作量。由于建筑構件是在專門的工廠中加工而成，因此省去了對應的現場現澆施工環節，并降低了現場施工作業所產生的污染，有效提升了建筑工程的生態功能，并起到了節約生產成本的作用。建筑構件在工廠生產完成后，運輸到施工現場，然后進行拼裝連接工作，該項工作作為裝配式建筑施工階段的核心工作，對于裝配方式以及安裝精度均有著較高的要求，若在拼裝連接過程中出現較大失誤，大多數情況下只能通過重建的方式進行處理?；诖?，在安裝前要展開精確的建模工作，以此確保工程能夠順利完成。

一、裝配式建筑施工中BIM技術概述

（一）BIM技術概述

BIM技術最早起源于美國，早期對于BIM的定義為產品模型，隨著科學技術的發展，BIM也被賦予了新的意義，由此BIM技術在建筑領域中發揮的作用也越來越大，尤其是近幾年裝配式建筑的出現和興起，更是為該技術帶來了新的發展機遇。隨著建筑行業的不斷完善以及信息技術應用水平的提升，建筑工程施工環節對于信息技術的依賴程度越來越高，計算機技術手段逐步代替傳統的手工圖紙繪制。在20世紀90年代，這個產品的模型被正式命名為BIM?，F階段的BIM技術在裝配式建筑工程領域應用較多的主要為建模以及碰撞檢查，實際上這兩個功能僅僅是BIM技術的一部分，其在建筑工程中的應用形式具有多元性，以BIM技術為手段可以將建筑相關信息生成模型，工程負責人員可以依據生成的建筑模型統籌規劃整個工程項目，進而實現對于工程項目的全周期管理。

（二）BIM技術特點分析

首先，BIM技術的最大優勢在于形象性，建筑工程中可視化的圖像可對施工管理產生極大的提升效果，因為傳統建筑工程當中的形象資料雖然可視，但是形象資料大多為二維平面，而建筑工程當中的三維形象只能夠通過工作人員在頭腦中的加工與想象形成，由于建筑構造的復雜性和多樣性，尤其是某些復雜程度較高的建筑工程，僅僅憑想象難以達到預期效果?；诖?，通過BIM技術將復雜的平面設計轉變成為三維立體形象（圖1），將更加便于管理人員理解設計意圖和構造方式，從而提升施工效率和準確性。

其次，無論何種形式的建筑工程均具有復雜程度高、施工難度大以及長期施工的特征，在施工過程中各個施工部門的相互配合就顯得尤為重要，因此各個部門與工種之間的協調配合就成為制約建筑品質的重要因素?；贐IM技術的施工技術則能夠完美解決這類協調問題，如在傳統施工的暖通管道布置作業當中，施工人員所要面臨的重要問題就是結構與管線的碰撞問題，通過BIM技術建立施工模型，能夠提前發現并解決施工過程中可能出現的碰撞問題（圖2），因此，BIM技術對于協調各項施工工作也具有重要意義。

再次，在裝配式建筑工程施工過程中會可能會受到某些外界因素的影響，通過BIM技術，能夠在工程前利用三維模型展開模擬，例如模擬風力、光照以及降水等外部原因對工程產生的影響，并通過5D模型模擬確定最為合適的施工方案。5D模型相對于3D模型增加了進度維度與成本維度兩個方面，通過模擬不僅能夠提升施工質量以及建筑物品質，而且還能夠有效地降低施工成本，且在工程運營階段還可以通過緊急疏散模擬，從而對大型自然災害來臨時為人員疏散提供建議和指導。

最后，現代建筑的復雜性決定了其在施工過程中需要對施工環節進行不斷地優化和升級，傳統的優化方式大多都借鑒先前的工程經驗，且在針對某些極其復雜的工程環節進行優化時需要投入大量的人力物力，但是通過BIM能夠對高復雜的項目進行優化，幫助管理人員探索可行的優化方案，這能夠使得建筑企業在確保建筑工程質量的前提下壓縮成本支出。

二、BIM技術在裝配式建筑中的應用分析

（一）施工技術交底時的應用

在裝配式建筑當中需要依照建筑特征生產預制構件，裝配式建筑所需要的結構構件數量較大，生產較為復雜，尤其是隨著技術的進步現階段已經出現了眾多復雜的新工藝和新技術，這些工藝和技術在生產應用過程中若操作不當極易引發問題，如管理和施工人員自身專業能力不強，在安裝過程中可能會出現少裝以及漏裝等現象，此外在安裝過程中缺乏技術指導還容易導致某些構件的損壞。除此之外，管理人員因不擅長數據監管等方面的工作，也會導致問題頻發。但是，隨著計算機等技術在建筑領域中的應用，通過將BIM技術融入到MSProjecet工程軟件當中，使得各類工程數據得到有效傳遞，此外，通過BIM技術下的工程模擬等技術能夠再現工程施工過程，以此為依據進行施工計劃圖的設計，并向模型中加入標準時間等因素，在這種情況下，裝配式建筑中不同的構件屬性就能夠通過可視的形象展現出來，通過借助直觀、可視的施工模擬能夠在工程前期向一線工程人員、管理人員以及施工人員進行精準的交底工作，并促使施工人員更容易把握住裝配式建筑的施工要點、工藝特點以及工程關鍵節點。

（二）材料和場地管理中BIM技術的應用

現階段，在裝配式建筑施工現場中存在很多問題亟待解決，如施工過程中有時會產生需要臨時堆放大量預制構件的現象，產生這一現象的原因首先與施工人員的管理方式有關，另一方面也與構件數量過多有關，此外與施工現場工區、工種劃分不科學也存在較大聯系，在這種情況下，管理人員應當積極引入BIM技術解決現有問題，從而實現構件的科學統籌管理。在管理過程中可以將芯片安置在施工現場的預制構件當中，專用芯片承擔著記錄構件存放位置、構件尺寸材料信息以及使用時間等基礎資料，將專用芯片中的信息導入到立體模型當中，能夠實現現場構件的高效管理，有效地避免由于構件隨意堆放導致的問題，并降低構件二次搬運問題;在構件材料進場以及場地管理過程中應用信息化和自動化技術還能夠有效地避免由于人工錄入所導致的問題，極大地提升構件的使用效率。其次，通過模擬能夠確定出構件最為合理的交通運輸線路以及施工現場可能出現的突發事件，據此通過提前設定突發事件應急預案能夠有效地保障施工現場的安全性。

（三）有效應對工程變更

裝配式建筑工程施工前雖然會制定詳細的施工方案，但是受到各類主觀和客觀因素的制約，施工過程中難免要對原有施工方案進行調整，而裝配式建筑所生產的構件又具有特殊性，若出現大面積的更改則會出現構件無法使用的現象，這種情況不僅會拖慢工程工期，而且還會造成成本浪費。通過BIM技術，能夠極大地降低上述問題出現的機率，能夠實現多個施工部門的交流與配合，并且還能夠通過遠程協助管理對現場工程施工進行監督和指導，提升施工人員構件的安裝效率，并詳細記錄構件相關的數據，在這其中包括構件的生產、進場以及存放順序，一旦工程出現調整，所記錄的數據也會相應地發生改變，并對整個施工流程進行優化。

（四）在施工現場安全管理中的應用

裝配式建筑工程施工現場存在較多的不確定因素，這些因素極易產生安全隱患，尤其是在通過垂直運輸設備對預制構件進行吊裝過程中的安全隱患更大，傳統的建筑工程施工安全培訓方式大多都集中在紙面文字以及安全事故案例分析的方式，不同的施工現場有著不同的特征以及安全隱患，施工人員在不了解施工現場的情況下貿然進入也必將增大風險。其次，傳統現澆混凝土施工現場中會存在大量的混凝土運輸車輛以及鋼筋車輛，而在裝配式建筑施工現場中除了基礎建筑耗材以外，還會存在大量的建筑預制構件，所以在施工過程中如何做好人員與運輸車輛以及構件之間的安全管理工作就成為管理人員需要深入思考的問題。最后，在通過垂直運輸設備進行吊裝作業中，由于受到吊運能力不足等問題的影響可能會使起重設備損壞甚至傾覆，這將會對吊車作業范圍內的施工人員產生嚴重的安全隱患。綜上所述，可以通過BIM技術解決傳統施工安全培訓中的不足，通過BIM技術模擬再現現場施工環境，并針對施工現場中的危險源對施工人員展開培訓，避免傳統理論型安全培訓中的說教形式。此外，還可以通過BIM技術對不同的工種進行培訓，并借助于虛擬現實技術進行安全事故發生體驗，提升施工人員的安全施工意識，此種安全培訓方式不僅能夠縮短培訓時間，而且還能夠提升培訓效果，強化施工人員的安全責任意識。

（五）在施工進度管理中的應用

傳統建筑工程當中施工進度的管理主要依靠網絡進度管理的形式，此種進度控制方式往往是由管理階層向施工執行階層進行層層傳達，基層施工人員往往無法及時獲取到進度信息，且在施工過程中存在較多流水作業，這些作業需要多個工種、部門以及工序的配合，尤其是對于某些復雜程度較高的工作，需要施工人員反復穿插，為了確保工期，部門之間需要密切的配合和交流，這種過于依賴管理層決策的進度協調方式效率往往比較低下，但是通過BIM技術能夠在工程流水施工過程中實時顯示工程施工進度，能夠極大地提升各個工種和工序的配合效率，且通過云BIM技術管理平臺能夠實現信息的高效共享，并使得管理人員更加及時、高效地理解工程信息，并減少階層以及部門之間在信息傳遞過程中的干擾。

結語

BIM技術在裝配式建筑工程施工中有著非常廣闊的應用前景，借助該技術能夠有效地實現裝配式建筑施工管理的信息化、高效化。未來，應通過持續推動BIM技術與裝配式建筑施工技術的發展和融合，促進我國建筑行業的發展進步。

參考文獻：

[1]吳大江.BIM技術在裝配式建筑中的一體化集成應用[J].建筑結構，2019（24）：98-101+97.

[2]李東松.基于BIM技術的裝配式建筑施工階段管理應用[J].居舍，2020（22）：141-142.

[3]白庶.BIM技術在裝配式建筑中的應用價值分析[J].建筑經濟，2015（11）：106-109.

[4]刁尚東，蘇巖，馬柔珠，陳愛華，呂兵兵，戴振偉.BIM技術在預制裝配式建筑施工安全管理中的應用[J].廣東土木與建筑，2020（03）：61-64.