BIM技术在装配式建筑中的应用研究

BIM技术在装配式建筑中的应用研究

高 靖

陕西省土地工程建设集团有限责任公司黄河西岸土地整治分公司 陕西 西安 710000

摘 要：随着技术的进步，我国的建筑行业也在积极地寻求新的转型和升级技术。BIM技术作为装配式建筑施工管理的一个重要依托，无论是在装配式施工的前期准备、图纸设计还是构件的管控、施工进度、效率的管理方面都起到了非常积极的作用。通过BIM的协同平台模拟。可以对整个施工过程进行进度以及工序的优化，确保现场布置的合理性，使得预制装配式工程建设的全生命周期管理更加可靠。本文主要对BIM技术在装配式施工中的应用进行了分析，以供参考。

关键词：BIM；装配式；进度；质量；预制构件

中图分类号：TU-02；文献标识码：A

Application Research of BIM Technology in Prefabricated Building

GAO Jing

(Yellow River Branch of Shaanxi Land Construction Group, Xi'an 710000, China)

Abstract: With the progress of technology, China's construction industry is also actively seeking new transformation and upgrading technology. As an important support for the construction management of the assembly construction, BIM technology has played an active role in the preliminary preparation, drawing design, control of components, construction progress and efficiency management of the assembly construction. Through BIM collaborative platform simulation. The whole construction process can be optimized to ensure the rationality of site layout and make the whole life cycle management of prefabricated engineering construction more reliable. This paper analyzes the application of BIMJ technology in assembly construction for reference.

Key words: BIM; Fabricated; Progress; Quality; Prefabricated member

0 引言

建筑行业普遍存在高能耗、信息集成度较低的一些问题。而BIM技术为依托的装配式建筑。能够在很大程度上改善传统建筑行业的一些缺点,是建筑行业的重要转型之一。BIM技术作为一种多维模型信息集成，在建筑施工的全生命周期具有重要的作用^[1]。本文对于装配式建筑施工中BIM技术在各个过程中的应用进行了分析，希望BIM技术更好地服务于装配式建筑施工，也能为同类建筑提供一定的技术参考。

1 BIM技术及装配式建筑基本概述

1.1 BIM技术介绍

所谓的BIM，是建筑结构模型的简称。他通过对于建筑项目各项相关信息和数据作为基础，以数字信息的仿真模拟技术对建筑结构的所有信息进行真实性的模拟。其模型的创建服务于整个建筑工程的生命周期，方便项目参与的所有单位进行信息技术的项目管理。BIM主要是应用数字信息技术对整个项目的设计、前期准备、施工管理进行集成化的统筹。将施工参与各方集中的同一个平台进行建筑信息模型的共享。无论是在提升建筑工程施工质量，还是在提升建筑工程施工进度方面都有非常显著的效果。并且通过BIM的模型创建，使整个建筑工程的实施过程得到真实的展现，从而可以更好地应对施工中的风险和一些技术性的难题，有效的确保工程的建设质量。

1.2什么是装配式建筑

装配式建筑与传统建筑不同之处在于，装配式建筑的各个结构组件是通过在工厂进行批量预制的形式制作的，在构件制作完成之后运输到现场进行装配。从装配式结构的形式来说，主要有混凝土、钢材以及木质结构。装配式建筑在当前的工业厂房建设中非常重要。装配式结构也有一些自身的优点，制作效率快，能够节约劳动力，建筑质量和效率高效，受气候的影响比较小。从简单意义来讲，装配式结构就使得房屋建筑像汽车一样在工厂进行生产。

2 BIM技术在工程图纸规划中的应用

对建筑工程预制装配进行提前的施工规划也就是施工图的设计是第一步。预制装配式建筑与普通图纸化只能在进行信息反馈后，不断地对图纸进行反复修改，在设计效率上比较低下。而借助BIM技术，不需要再对整个建筑结构进行平面的图纸分析，而是直接将整个图纸的设计呈现三维模型化。三维模型中可以较为准确的表达二维图纸的各类数据信息。设计师可以借助BIM的三维可视化图纸项目承建单位以及构建厂商和施工方进行更直观的展示。方便各方结合实际的设计模型进行意见的给出。而需要进行修改的地方可以通过对三维模型数据的改变同步传输到各个结构组成中，使得整个施工图纸的设计更加高效。

3 BIM技术应用于施工初期准备阶段

在装配式建筑施工之前，可以借助BIM技术进行前期的准备策划。结合BIM模型进行施工的深入和细化，通过不同维度上的扩展对可能性的施工问题进行遇见，从而可以为后期的施工带来较大的指导。BIM技术在装配式建筑施工准备阶段的作用表现如下。

3.1对装配式的节点及碰撞进行检查和优化

通过BIM技术进行的网络协同平台搭建，可以将装配式施工中的多个专业施工方案在同一个模型中进行模拟。整个模拟过程是三维立体形式的，可以对各个连接的节点进行优化，避免在后期施工中连接节点出现一些不必要的碰撞。三维BIM模型建。能够使传统的二维图纸中很难想象的问题得到更加直观的展现，降低了图纸审核中的遗漏。在施工之前，可以对设计图纸中不足之处进行及时的发现，并借助三维模型对施工进行设计方案的优化，既避免了后期工程建设中的返工现象，也有效地降低了施工成本，有利于施工工期的控制。同时，还能够使施工中各类材料得到准确的消耗管控。目前在预置式装配施工中，通过BIM技术进行碰撞检查，已经得到了很好的效果，所以也具有广泛的应用价值。

3.2结合施工重点进行技术难点的预分析

在施工准备阶段，可以借助BIM技术将整个施工进行较为直观的模型展现，从而将一些重要的环节中所呈现的技术难点也得到展现，可以从施工计划，施工方案以及工艺流程，可操作性上进行抉择。通过对重点施工环节的问题分析、模型优化，可以有效的解决后期工程中的技术难点，从而提升整个施工过程的科学性，最大程度上避免后期施工中因技术难点的攻克而延误的工期。借助BIM技术的虚拟模型创建过程，项目管理人员可以对整个项目建造的过程中关键点进行现场布置，机械使用以及方案的提前规划，同时还能够对具体环节中所用到的材料，劳动力，资金进行较为准确的判断。基于BIM的模拟施工过程对前期准备工作中发挥了重要的指导作用，使得装配式建筑的施工更加精细。

3.3可以对具体的施工工序进行优化

通过BIM技术进行装配准备阶段的模拟建造。能够对整个工程建设的流水以及工艺进行统筹，测算在不同的工艺阶段所需要投入的资源以及施工效率，从而能够选择最优化的工序组合，确保后期施工方案的合理性。在工序优化上，可以结合不同环节的施工进度、计划、分包合同，图纸等信息对每一项即将实施的流水单情况进行了解。借助BIM技术对各项工作安排做到详尽，从而为后期工程的开展走向规范化和合理性打下基础。

4 BIM技术在施工过程的优化管理

4.1 BIM协同式平台应用于施工工期管理

为确保装配式建筑能够按期完成,可以借助BIM技术进行进度管理。结合BIM的施工模型对施工过程进行模拟。从而可以针对不同的施工组织方案进行对比,选择最合理的场地布置\构件进场顺序以及堆放布控方式，使整个装配式施工的工序更加科学有效。借助BIM技术可可以将总体的进度控制细化到局部的工程或者是节点，并根据进度计划进行BIM技术为依托的施工进展监督。当BIM监控的施工进度与计划进度出现差距时，通过差异分析来及时的进行工程进度的实施保障。

4.2以BIM技术为依托进行施工效率提升

随着现代科技技术的发展，BIM无论是在技术水平还是在配套软件方面都已经得到了很大提升。在建筑施工中通过BIM技术的应用，使得工程的施工效率得到很大提升。比如在施工前期，借助BIM的技术应用可以对整个设计进行更加完善的规划，减少后期施工中出现的一些困难。借助BIM的三维模型，施工人员可以对整个施工过程更好的了解,从而可以准确地进行工程的开展,以降低施工中的错误来提升整个工程的施工效率。同时，由于BIM技术能够在预制构件制造的过程中进行优化,也为施工企业降低了经济和时间成本投入。在生产过程中，可以根据工程的进度要求对各类预制构件进行提前的运输申请，而预制构件通过BIM技术可以及时的进行需求的配对，与施工现场进行高效的运输对接。并能够结合现场的预制构件搭配进行提前的堆放预演，提升现场预制构件搭配的准确性。所以，综合来讲，BIM技术能够在很大程度上提升装配式建筑施工效率。

4.3借助BIM技术进行施工质量管控

借助BIM技术可以对装配式施工过程进行模拟。装配式工程建设的施工工艺城乡相对复杂的特点。在现场的吊装过程中，很有可能遇见一些施工问题或者是构件的节点问题。而且住BIM技术可以对整个施工过程进行预先的模拟，模拟预制构件的吊装过程、模拟整个施工流程，在模拟的过程中，对一些突发的状况进行有效的应对，从而可以提前进行应急方案的制定，降低预制装配施工中的安全风险，避免预制装配的二次施工。BIM技术在提升预制装配式建筑的施工质量方面有着非常重要的作用。

4.4以BIM与RFID联合进行施工场地的动态规划

在装配式建筑的施工中，现场会有很多数量和型号的工厂预制构件。如何对现场的构件堆放以及管理进行科学规划是一项艰巨的工作。借助BIM技术可以对场地进行动态的布置监控。所以对进入到现场的预制构件，可以在BIM技术平台上进行分类。结合平台的分类对各类预制件进行实际场地的分布设置，对处在不同单栋主体的预制构件进行编号。并借助RFID信息扫描来进行构件入场情况的了解。同时对各类构件的堆放位置可以进行全面的跟踪，形成对构建储存位置和形态的预测分析，从而实现对场地的布置优化。

在BIM平台进行预制构件的进场计算时，可以对现场的容纳量、构件的运输以及塔吊的占用空间进行综合考虑。BIM技术与RFID的扫描进行配合，可以对现场的构件吊装以及安装情况进行监控，并将相关的信息输入到BIM的协同平台上，确保构建使用的信息及时更新，同时，能够方便工程参与各方对施工进度进行了解，确保构件进场顺序与现场实际应用的良好衔接。在进行现场的动态布置上，必须借助BIM技术进行构建相关信息的完整输入，因为这样才可以对构件进行运送进度和时间做更准确的规划。BIM技术下的现场构件堆放不会出现杂乱无序的现象，能够使得现场的空间得到合理使用，不会给建筑构件的装配带来场地上的不便，能能够为施工效率提升做好保障。

5 将BIM技术用于预制构件的质量管控

在装配式建筑施工中，预制构件制作是否精确直接关系到工程的建设质量。借助BIM技术的信息云端共享技术，可以将同类的构建进行优化，从而形成一类的预制构件，为设计及人员进行构建的优化提供参考，也利于构建的规范性生产。

5.1 BIM技术对预制构件生产过程的优化

在预制构件的生产中以BIM模型为基础的图纸输出都是已经对材料、面积进行了数据的确定之后得的。可以按照实际的预制构件参数表并结合构建的三维模型对预制构件进行准确的生产制作。同时，借助BIM模型，还可以对预制构件进行时间维度的制作顺序控制，并通过信息共享平台便于施工单位及时的了解构件生产情况。BIM模型可以对同类预制构件进行编号，在制作过程中将编号进行同步。并借助RFID技术将构件生产信息进行云端同步，这使得构件的设计厂商以及施工方都能够及时的对构件进行详细的了解，从而提升了构件的生产效率。

5.2提升了预制构件的运输效率

预制构件加工完成之后都植入了RFID芯片。根据施工方在工程进度上的要求，对于需要的构件，可以通过查找芯片进行对应。了解构件的大小以及所处的位置，从而能够快速准确的匹配运输车辆。根据施工要求进行构件的有序性运输，确保即到即用，及时送达。既降低了运输的成本，也使现场的堆放更加合理，为工程施工进度的优化提供了保障。

6 将BIM技术用于工程的施工成本管控

装配式建筑的构件如果利用传统的工程量计算规则，那么就会出现较为繁琐的计算过程。同时在图纸和规范之间不断分析中，难免的会因为人为失误而出现计算错误。将BIM技术用于现场的施工成本管理，可以结合建筑模型以及工程进度进行施工的了解。通过对工程施工进展，楼层建设，构建类型的信息的考虑，能够对所需要的工程量进行一个准确的统计。无论是在施工技术的方案优化，还是在生产材料的准备方法都有着较为准确的工程量参考。所以基于BIM技术上的模型成本管理，其工程量的统计更加准确，客观。而且信息随着工程建设进度的变化而及时的更新，使管理层能够更好的掌握工程的进度，从而可以合理地进行施工成本的规划。

7 BIM技术在后期建筑使用维护中的应用

装配式建筑施工结束后，BIM技术仍然可以得到有效的应用，它还可以应用到装配式建筑的安全及耐用性维护上，能够对建筑结构中的预制构件进行细节的安全分析，并对设备损耗进行检测，确保建筑环境下的人员安全。当建筑构件出现问题，维修人员可以借助三维模型对故障位置进行准确确定和做进一步的详细的了解，从而进行高效维修。借助BIM技术能够对设备能耗进行检测，及时对高能耗位置来优化，确保设备集构件的耐用性，保障装配式建筑的绿色安全。

8 总 结

总而言之，在国家大力推进装配式建筑施工的基础上，将BIM技术进行装配式建筑的过程管理具有非常重要的意义。装配式建筑与BIM技术具有天然合一的特点，装配式建筑施工中常见的问题和挑战通过BIM技术也得到迎刃而解。BIM技术在建筑施工中的应用实现了整体工程建设的合理布局，优化了施工进度和效率，使工程建设走向精细化管理。BIM技术在构件管控、场地规划以及成本管理方面也有着巨大的作用。所以通过BIM技术在装配式建筑中的应用能够有效提升工程的施工管理水平。

参考文献：

［1］刘北胜．基于云渲染的三维BIM模型可视化技术研究［J］．北京交通大学学报，2017，41(6):107-113．

［2］刘智敏，王英，孙静，等．BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用研究［J］．北京交通大学学报，2015，39(6):80-84．

［3］杨刘．BIM技术在预制装配式住宅中的应用研究［J］．分析研究与探讨，2015，(3):202-204．

［4］杜弁．BIM技术在总承包单位工程管理中的应用研究［D］．安徽理工大学，2017．

1作者简介：高靖（1989-），男，陕西延安人，工程师，主要从事土地工程研究。E-mail: 383648506@qq.com