閻文瑞 山西省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司

1 前言

BIM技術(shù)在裝配式建筑中的使用，不但能夠提升裝配式建筑施工的質(zhì)量和效率，同時(shí)也能夠盡可能的幫助施工單位減少施工成本，避免浪費(fèi)現(xiàn)象，并提升施工效率，加快施工進(jìn)度，也就能夠促使整個(gè)裝配式建筑行業(yè)得到更加良性的發(fā)展。由此可見(jiàn)，BIM 技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值在裝配式建筑設(shè)計(jì)中是多方面的，只是需要施工技術(shù)人員加強(qiáng)自身的BIM技術(shù)應(yīng)用水平。

2 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)又被稱(chēng)作建筑信息模型，是施工技術(shù)人員的輔助工具，其主要功能是可以利用信息數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個(gè)建筑模型，解決實(shí)踐中遇到的不同問(wèn)題。將BIM 技術(shù)應(yīng)用在裝配式建筑中，一方面可以實(shí)現(xiàn)對(duì)煩瑣、龐大的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集中管理，另一方面可顯著提高信息共享效率。

BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)有以下幾點(diǎn)：（1）模擬化：BIM技術(shù)可對(duì)裝配式建筑的整個(gè)建設(shè)周期進(jìn)行全方位模擬，以便相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行監(jiān)督和及時(shí)解決問(wèn)題，從而節(jié)約維修成本，有效優(yōu)化裝配式建筑整體的質(zhì)量。（2）可出圖性：BIM技術(shù)可利用模型進(jìn)行評(píng)估試驗(yàn)，以便根據(jù)問(wèn)題及時(shí)改進(jìn)工作，減少重復(fù)性、機(jī)械性的檢修工作，使預(yù)埋套管圖或管線綜合圖的出圖效率提升。（3）協(xié)調(diào)性：利用BIM技術(shù)模擬施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中的各個(gè)環(huán)節(jié)，使之相互配合、協(xié)調(diào)，避免后期操作中出現(xiàn)各種問(wèn)題，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本投入的同時(shí)，也可促使裝配式建筑的整體效率顯著提升。（4）可視性：BIM技術(shù)的三維特點(diǎn)相比一般二維圖紙圖紙來(lái)說(shuō)，精確性、可靠性和指導(dǎo)性更好，可以幫助相關(guān)技術(shù)人員有效掌握裝配式建筑的設(shè)計(jì)、施工、后期運(yùn)行等各個(gè)階段的不同情況，使得整個(gè)裝配式建筑呈現(xiàn)出更好的施工效果。

3 裝配式建筑特點(diǎn)

相較于傳統(tǒng)鋼筋混凝土建筑以施工圖為導(dǎo)向，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行澆筑的理念，裝配式建筑更注重構(gòu)件在工廠預(yù)制化生產(chǎn)，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行構(gòu)件安裝組裝。在工廠按照所給的尺寸、材料等信息進(jìn)行所需構(gòu)件的加工生產(chǎn)，也就是預(yù)制。裝配式建筑可以簡(jiǎn)單地理解為：把建筑的各個(gè)組成構(gòu)件在施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)組裝而成的建筑。裝配式建筑相較于傳統(tǒng)建筑建造的優(yōu)勢(shì)在于：建造速度快，節(jié)省人工，而且BIM 技術(shù)的特性，如可視性、協(xié)調(diào)性、模擬性、可優(yōu)化性及可出圖性等，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)建筑的可視化設(shè)計(jì)、數(shù)字化生產(chǎn)、精細(xì)化施工，還可以解決裝配式建筑發(fā)展中的管理問(wèn)題。

4 BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用

4.1 設(shè)計(jì)階段

在設(shè)計(jì)階段，傳統(tǒng)的CAD 在進(jìn)行裝配式建筑制圖過(guò)程中無(wú)法同步整合信息，導(dǎo)致溝通容易出錯(cuò)，只要有一部分發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，就要將所有圖紙分類(lèi)進(jìn)行重新檢查，一一更正。不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且效率低下。在裝配式建筑中，BIM 技術(shù)要求將墻、柱、梁板等進(jìn)行統(tǒng)一模型族庫(kù)的建立，這些族庫(kù)模型的建立有助于之后的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的順利進(jìn)行，節(jié)約時(shí)間。裝配式建筑借助BIM 技術(shù)建立模型，多方共享，聯(lián)合建造，實(shí)現(xiàn)多專(zhuān)業(yè)溝通交流；應(yīng)用BIM技術(shù)的可視化功能，在構(gòu)建三維立體模型完成之后，可以使用漫游功能，對(duì)模型進(jìn)行全方位模擬探查，可提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并修改，減少繁重的工作，節(jié)約時(shí)間和精力；建模完成后，在BIM技術(shù)中碰撞檢查，可更加全面地分析模型合理化設(shè)計(jì)，如有問(wèn)題，只需調(diào)整，重新輸入?yún)?shù)即可重新生成。

例如，某裝配式建筑，建筑面積15000m2，建筑高度91m，地上30 層。結(jié)構(gòu)體系為裝配式鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，利用BIM技術(shù)進(jìn)行模型設(shè)計(jì)。先進(jìn)行相應(yīng)族庫(kù)的建立，將所需要的構(gòu)件族事先建立好，如端柱、疊合梁、疊合板、預(yù)制樓梯，建立時(shí)確保每個(gè)族的參數(shù)輸入完整，包括材料信息、構(gòu)件尺寸、抹灰面層等的做法等。之后建立軸網(wǎng)標(biāo)高，在每層的相應(yīng)的位置插入與之相對(duì)的族元件。接著進(jìn)行細(xì)部節(jié)點(diǎn)鋼筋碰撞，確保鋼筋連接。通過(guò)漫游我們可以還原整個(gè)模型的建立過(guò)程，給人以最直觀的感受。

4.2 BIM技術(shù)在裝配式建筑施工中的應(yīng)用

4.2.1 改善預(yù)制構(gòu)件中庫(kù)存與現(xiàn)場(chǎng)管理

因?yàn)樵谘b配式建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，所能牽涉到的因素非常多，因此設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)也需要考慮到不同因素所給裝配式建筑帶來(lái)的影響，并且深入分析這些因素對(duì)于裝配式建筑相關(guān)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的影響，預(yù)制構(gòu)件本身就需要利用非常多的資源才能夠進(jìn)行相應(yīng)的生產(chǎn)和儲(chǔ)存，所以如果在生產(chǎn)和儲(chǔ)存預(yù)制構(gòu)件的過(guò)程中這些資源出現(xiàn)問(wèn)題，也就必然會(huì)有所浪費(fèi)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)技術(shù)和RFID技術(shù)，就能夠更加有效的對(duì)預(yù)制構(gòu)件中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行了解，并且盡可能的減少在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)和儲(chǔ)存過(guò)程中的步驟，節(jié)省更多的成本，盡可能的避免資源浪費(fèi)的情況。而除此之外，施工工作人員也可以利用RFID技術(shù)，提升在裝配式建筑中預(yù)支構(gòu)建的效率。

4.3 預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段

預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)過(guò)程在整個(gè)裝配式建筑的生產(chǎn)過(guò)程中占有很大的比重，是實(shí)現(xiàn)裝配式建筑生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件的準(zhǔn)確性是后續(xù)裝配式構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)施工連接的重中之重。因此，在排除工廠建造之外，為了確保構(gòu)件生產(chǎn)加工信息的準(zhǔn)確，工廠廠家要先從實(shí)現(xiàn)建立好的裝配式建筑BIM 模型中導(dǎo)出所需要的相應(yīng)的構(gòu)件的尺寸信息及材料信息，根據(jù)所得的信息制定相應(yīng)的生產(chǎn)計(jì)劃，并且及時(shí)和施工單位進(jìn)行溝通，確保及時(shí)、有效地進(jìn)行銜接工作。

為了確保施工過(guò)程中各單位的施工進(jìn)度以及質(zhì)量，項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員需要在裝配式建筑設(shè)計(jì)方案確定之后，將BIM 模型中包含的各種構(gòu)件配件信息與生產(chǎn)廠商進(jìn)行共享，生產(chǎn)廠商根據(jù)獲得的產(chǎn)品的信息進(jìn)行加工，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件設(shè)計(jì)信息與生產(chǎn)信息的對(duì)接，提高生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)化水平和構(gòu)件生產(chǎn)效率。

4.4 運(yùn)維階段

4.4.1 提升運(yùn)行和維護(hù)設(shè)備管理水平

有效的結(jié)合BIM 技術(shù)和RFID 技術(shù)就能夠加強(qiáng)對(duì)于裝配式建筑中系統(tǒng)的維護(hù)，避免系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)突發(fā)情況，甚至影響到施工的結(jié)果。在建筑施工中最應(yīng)該避免的就是可能會(huì)影響到施工結(jié)果的因素，因?yàn)?，施工結(jié)果將會(huì)直接影響到建筑的安全性以及企業(yè)的收益。而如果能夠利用BIM技術(shù)創(chuàng)建信息資源庫(kù)，那么即使發(fā)生大火，消防人員也可以利用BIM技術(shù)定位火災(zāi)的具體發(fā)生位置，再根據(jù)火災(zāi)的具體情況實(shí)施明確的工作。在維護(hù)裝配式建筑以及其他設(shè)備時(shí)，施工人員必須利用別人的技術(shù)，了解更多與設(shè)備相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)備的具體情況提升設(shè)備的維修水平。

4.4.2 在運(yùn)行和維護(hù)階段中設(shè)備質(zhì)量與能耗管理分析

裝配式建筑管理人員可以利用RFID 技術(shù)獲取相關(guān)的市場(chǎng)廠家和安裝與輸入人員的具體信息，因此當(dāng)設(shè)備或是構(gòu)件出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，就可以及時(shí)的聯(lián)系市場(chǎng)廠家，對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。這樣也能夠幫助企業(yè)快速的明確責(zé)任的范圍，當(dāng)范圍得到了明確之后，企業(yè)也能夠在一定程度上降低成本，避免消耗，而且BIM技術(shù)也能夠幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)裝配式建筑的綠色運(yùn)行和維護(hù)，甚至可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建筑物中的材料消耗情況，根據(jù)材料消耗情況來(lái)做出具體的材料使用對(duì)策，處理嚴(yán)重的消耗問(wèn)題。

5 BIM技術(shù)在裝配式建筑中的運(yùn)用方案

5.1 構(gòu)建完善的信息模型

對(duì)于當(dāng)代大型裝配式建筑工程施工管理工作來(lái)講，優(yōu)化BIM技術(shù)在裝配式建筑工程施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用方案，首先要構(gòu)建基于BIM技術(shù)的大型裝配式建筑工程項(xiàng)目群信息集成管理模型，將所有重要信息收集到模型之中，做好模型的分層設(shè)置工作。一般來(lái)講，模型核心是BIM 技術(shù)，核心外層（由內(nèi)到外模型第一層）是項(xiàng)目成本、3D幾何信息、施工進(jìn)度、工程量清單、質(zhì)量維護(hù)信息、工程邏輯、人力需求、施工材料采購(gòu)，第二層是立項(xiàng)、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目啟動(dòng)、項(xiàng)目組織、項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目評(píng)估、項(xiàng)目解散，第一層是大型裝配式建筑項(xiàng)目群、項(xiàng)目群和子項(xiàng)目群以及單個(gè)項(xiàng)目。其次，構(gòu)建基于BIM 技術(shù)的大型裝配式建筑工程項(xiàng)目群信息集成管理模型，必須確保所有項(xiàng)目信息的完整性、一致性和共享性。所謂項(xiàng)目信息的完整性是指要將所有項(xiàng)目信息和工程邏輯關(guān)系納入模型之中；信息一致性則要求為信息輸入、信息處理、信息分析和信息輸出建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，完善信息源管理，確保輸入與輸出信息的一致性；信息共享性要求促進(jìn)不同專(zhuān)業(yè)、不同組織和不同系統(tǒng)的信息共享。

5.2 設(shè)計(jì)精確的施工圖紙

建筑企業(yè)應(yīng)正確運(yùn)用BIM技術(shù)的三維建模功能和圖紙整合功能精確設(shè)計(jì)三維施工圖紙，不斷增強(qiáng)圖紙的可視性效果，將直觀化圖紙呈現(xiàn)給施工技術(shù)人員。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)師應(yīng)注意將大型裝配式建筑工程項(xiàng)目群的分部分項(xiàng)建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)所需要的材料直接標(biāo)注在直觀化圖紙與模型中，以便于施工技術(shù)人才、采購(gòu)人員和供料管理人員了解用料狀況。需要注意的是，初步完成圖紙?jiān)O(shè)計(jì)作業(yè)后，必須做好技術(shù)交底工作，審核通過(guò)后，圖紙方能使用于裝配式建筑工程項(xiàng)目施工建設(shè)中。

5.3 運(yùn)用BIM技術(shù)加強(qiáng)工程造價(jià)管理

運(yùn)用BIM 技術(shù)加強(qiáng)建筑工程造價(jià)管理工作，需要將該技術(shù)貫穿于裝配式建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)組織、項(xiàng)目決策、施工與竣工等階段。通常，在裝配式建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)組織階段，造價(jià)管理人員應(yīng)著手制定基于BIM技術(shù)的裝配式建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)管理方案，對(duì)所有信息資源進(jìn)行整合、分析與利用。為相關(guān)管理工作開(kāi)展提供參考信息，并在數(shù)據(jù)共享平臺(tái)的配合作用下，處理好項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)問(wèn)題，使得其設(shè)計(jì)過(guò)程能夠處于可控狀態(tài)，確保裝配式建筑工程項(xiàng)目實(shí)踐中的設(shè)計(jì)管理狀況良好性。在項(xiàng)目決策階段，應(yīng)注意制定完善的決策方案，確保造價(jià)管理制度能得以順利落實(shí)。在施工階段，應(yīng)充分利用BIM技術(shù)搭建造價(jià)信息管理平臺(tái)，及時(shí)了解施工信息，根據(jù)施工狀況和信息分析結(jié)果采取科學(xué)措施控制造價(jià)力度與施工成本，處理好突發(fā)性變更問(wèn)題。進(jìn)入竣工階段后，造價(jià)管理人員應(yīng)做好所有造價(jià)信息核對(duì)工作與計(jì)價(jià)管理工作，整合一切有價(jià)值的信息，不斷提升竣工時(shí)期的裝配式建筑工程項(xiàng)目造價(jià)管理效果。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及城市化程度的推進(jìn)，我國(guó)的建筑行業(yè)也迅猛發(fā)展。2016年2月國(guó)務(wù)院就有關(guān)裝配式建筑的相關(guān)事宜發(fā)表了《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見(jiàn)》；2017年3月住建部制定方案、辦法，要求全盤(pán)推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展。在裝配式建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用BIM 技術(shù)，構(gòu)建建筑的三維立體模型，全方位展示建筑的整體風(fēng)貌，檢驗(yàn)建筑設(shè)計(jì)的合理性，在開(kāi)展施工工作前調(diào)整和確定好方案，減少施工的壓力，提高建筑質(zhì)量。