BIM 技术在装配式建筑施工管理中的应用探讨

黄慧，黄晓玲

（广西理工职业技术学院，崇左532200）

1 前言

装配式施工建设的施工方式也出现了变革，引入了干法施工的方式，打破了以往的湿法施工方法，用装配式代替以现浇为主的方法，这一施工方式的变革，将对工程质量控制方法产生一个重大变革。国家有关部门为了促进预制装配式建设工业化的推进，专门制定了相应措施来改进施工技术与工地的质量管理，以降低施工中产生的环境污染问题。现阶段的预制装配式施工场所已经不同于传统模式受限于场地，而是延伸到了建筑构件预制厂。由于装配式施工建设的方法越来越繁杂，质量控制的难点也相应增多了，而如何通过BIM方法改善预制装配式施工的质量控制方面的问题也就变成了一个很热门的探讨课题。

2 BIM 技术概述

BIM技术，主要是以当前科学技术发展趋势为依据的一门的新兴科学技术，但随着现代科技的日益发达，该技术已经进行了优化，在通常意义下是指利用数字化建筑设计应用软件技术来实现BIM技术的实际功能，它在很大意义上也是对各种建筑设计应用软件的统称。而BIM技术的具体工作功能则大多是利用应用软件技术来实现，作为该技术运用的基础组成部分，可以为在房屋的实际施工活动中进行评价、方案设计和控制等提供相应支持，并由此可以对房屋方案设计过程进行更有效的管理。BIM技术中，比较关键的是3D 数字模型的软件设计，在此基础上还可以对施工过程的受力部分作出整体评价，这在很大程度上提高了建筑行业施工技术水平和质量，也降低了企业画图成本并节省了建设资金。

3 BIM 技术在装配式建筑的应用原则

3.1 模数化设计

现阶段的所有行业都已经初步实现了数字化连接，并通过数字化的方式为施工过程控制创造了便利环境。同时，通过相应的技术手段和方法以及通过大数据分析工具，建设了良好的施工环境和管理系统，能够大大提高施工作业管理效率，这不仅简化了施工流程，并且也增强了控制能力。而BIM的模数化运用，已经充分体现出了当前我国建筑行业的全球领先水平和信息化建设技术水平。在国内很多建筑行业中都是BIM技术应用的例子，包括广州迪士尼乐园，北京凤凰传媒中心等等。装配式建筑设计的数字信息化设计，指的是通过采用基本数字信息、扩展弹性模数，以及利用部分基础数字信息中的RNG 信息，对基本预制构件、建筑构成构件的设计范围和标准进行规定，以便实现建筑设计工业化、标准化和智能化，这样使基本结构和建筑主体结构之间能够比较均衡。此外，建筑数字信息化设计的另一种作用，是能够增强建筑设计构件的规格化程度和通用性，以便达到建筑构件多样化的设计条件并减少设计成本。而按照《建筑模数协调标准》的相关要求以及建筑数字信息的合理制定方法，我们在建造平面设计中可考虑采用基础数字信息或是使用弹性模量，以确保建筑物从设计建造到最后的使用过程中都能满足相应尺寸的设计要求。

3.2 标准化设计

标准化工程一直是中国建筑产业化的重点研究方向，而且由于它可以使建筑中所有的结构都实现工业化生产，也因此大大减少了建筑现场的施工操作以提高工程质量。也因此，建筑标准化工程同时也需要根据各种形式的建筑结构和组件、连接方式等来建立系统化的建筑设计方式和建设流程。需要注意的是，因为考虑到气候条件和施工环境等客观因素，而且由于装配式结构本身就具有地域性，所以很难通过全部规范的建筑结构方式来实现建筑标准化，而有些建筑物又只可以在较小区域内实现标准化建筑。这一点我们还能够通过环境视角进行判断，例如由于中国的北部与南部区域的气候差别较为突出，对于房屋的保温、防腐蚀、防水等方面的特性需求也相当高，外墙面在工程设计中并不能进行全部区域内的标准化工程设计，仅需根据不同区域特征建立相应的技术标准而已。而在开展施工模拟方案设计中，我们能够根据特定地区的不同环境特征，来建立对比环境的工程建设场地时，对特殊性问题进行处理，由此保证了标准化工程设计的效率。

4 BIM 技术在现代装配式建筑中的广泛应用过程

4.1 前期准备阶段

BIM 技术在装配式建筑的前期准备阶段具有广泛的应用和深远的影响。在装配式建筑的设计、生产和施工等各个环节，BIM技术都发挥着重要的作用。

首先，BIM技术在装配式建筑的设计阶段具有显著的优势。在设计初期，BIM技术可以帮助设计师更好地理解基地环境和周边环境，进行更为准确的设计。通过建立三维模型，设计师可以更直观地看到建筑物的外观、内部结构和空间布局，从而更好地把握设计方向和细节。同时，BIM技术还可以实现各专业之间的协同设计，避免不同专业之间的冲突和碰撞，提高设计效率和质量。

其次，BIM技术在装配式建筑的施工阶段也发挥着重要作用。在施工前，BIM技术可以通过三维模型对施工过程进行模拟，预测可能出现的问题和风险，提前进行应对和调整。同时，BIM技术还可以对施工过程进行精细化管理，提高施工效率和质量。此外，BIM技术还可以实现施工过程中的数据管理和信息共享，提高施工过程的透明度和可追溯性。

最后，BIM技术在装配式建筑的运营和维护阶段也具有重要作用。通过BIM技术建立的三维模型，可以对建筑物进行全面的数据管理和信息共享，方便运营和维护人员进行管理和维护。同时，BIM技术还可以对建筑物进行健康监测和预测性维护，及时发现和解决问题，延长建筑物的使用寿命。

通过BIM技术的应用，可以提高装配式建筑的设计效率和质量，优化施工过程，提高施工效率和质量，实现建筑物全生命周期的数据管理和信息共享。

4.2 施工设计阶段

传统的施工组织方式采用的DBB 方式按先后顺序由各个参与方顺序进行的作业，但是因为很多企业都不能及时投入到整体的设计环节中，这就会导致企业在后期设计中可能和具体的施工流程之间出现偏离或者脱节现象，轻则阻碍了实际的施工进度，重则可能使得企业整个施工过程以及整体运输成本的效率遭到了很大损失。在BIM技术的帮助下，企业客户们能够通过直接地对构件来进行了数据化的资料家族库构建，当基本的操作完成以后，企业公司的技术人员们也能够通过快速使用一些已经提前准备好的资料迅速地进行了文件的绘制。装配式设计的概念在设计初期，就可以罗列出建筑整体所需的设计结构，然后存储在相关的设计信息库之中，包含建筑外立面、内墙、电梯等的设计构件等，并按照建筑户型、功能等的不同而进行模块的设计，从而产生不同的建筑风格形式。但对整体设计阶段来说，设计方需要顾及的重点也只有设计方的经济性以及其他功能，保证了整体设计方案实现预定目标。当整体设计工作完成以后，就必须先对部分结构进行拆除，再根据结构库数据选取适当的结构进行组装。在结构可以达到组装的条件以后才能进行拆除，并且在拆卸的同时还必须确认建筑物的结构数据，以及实际使用情况。在BIM模式形成以后，又针对其中的预制构件进行了深入的研究，对其中的设计参数重新进行了设置。

4.3 生产阶段

BIM技术在装配式建筑的生产阶段同样具有不可替代的作用。首先，BIM技术有助于实现生产过程的精细化管理。在装配式建筑的生产阶段，生产过程涉及到多个环节和大量的数据信息。BIM技术可以通过建立三维模型，将生产过程中的所有数据信息进行整合和关联，实现数据的共享和协同管理。这使得生产人员可以更加直观地了解生产进度、物料需求、设备状态等信息，从而更加精准地掌控生产过程，提高生产效率和质量。其次，BIM技术有助于优化生产流程。在装配式建筑的生产阶段，生产流程的优化对于提高生产效率和降低成本具有重要意义。BIM技术可以通过模拟和分析生产流程，找出流程中的瓶颈和问题，提出优化建议。同时，BIM技术还可以实现生产过程中的自动化和智能化，减少人工干预，提高生产过程的稳定性和可靠性。此外，BIM技术还有助于提高生产过程中的质量控制水平。在装配式建筑的生产阶段，质量控制是至关重要的环节。BIM技术可以通过建立质量管理体系，对生产过程中的各个环节进行严格的质量控制和监督。同时，BIM技术还可以实现质量数据的实时采集和共享，方便管理人员及时了解质量状况，采取相应的措施进行改进和优化。最后，BIM技术还有助于实现与上游和下游企业的协同合作。在装配式建筑的生产阶段，与上游和下游企业的协同合作对于提高生产效率和降低成本具有重要意义。BIM技术可以实现与上游企业的设计数据共享和协同设计，减少设计变更和返工；同时，BIM技术还可以实现与下游企业的施工数据共享和协同施工，提高施工效率和质量。综上所述，BIM技术在装配式建筑的生产阶段具有广泛的应用和深远的影响。通过BIM技术的应用，可以实现生产过程的精细化管理、优化生产流程、提高质量控制水平以及实现与上游和下游企业的协同合作。因此，在未来的装配式建筑发展中，BIM技术将在生产阶段发挥更加重要的作用。

4.4 现场施工阶段

现场施工控制是BIM 工程技术运用的重要组成部分，通过BIM 工程技术能够对构件时间、品质等问题实现整体控制。从具体而言，在设计阶段的施工信息都能够通过RFID 方式进行信息收集，同时根据施工控制流程中的数据特征提供时间控制体系结构，由此进行全面的动态时间控制。而在结构施工管理当中，则必须根据在结构进度管理流程当中所提供的信息需求来设计进度控制体系结构，对整个建筑的动态流程进行整体控制。在确定计划生产时间和计划装配时间之后，要将基于构件的计划进度信息统计出计划生产时间和装配时间，以表格的形式做好了记录，而最关键的节点构件则通过RFID 标签形式做好记录。以现浇式建筑项目为例，其质量控制工作一般都围绕着施工现场来进行，但是对于装配式构件施工项目而言，构件生产区域和施工地点通常都是质量管理的核心区域，因此通过标准化生产过程可以更有效地提升构件生产效率，在整个建筑项目过程当中，也涉及不同流程的质量管控。

5 结论

常规施工方法不仅能耗过大且实施时间一般较长，施工中复杂度较高，各个环节发生差错的风险很高。而BIM方法投入使用后，所有施工当中的关键环节都能够通过模拟给出的依据。此项研究从BIM技术使用的基本理论需求出发，根据不同的建设全过程管理层次开展了技术使用方法的整合研究，以期解析其在建设协同管理工作当中的实际使用意义。而未来在新型城市化的建设语境下，建筑工业化也将更加推动BIM技术的应用，重点在对平台建设与管理中确定各个层次的控制目标，进行针对性的技术辅助。