王煒平 王成成

（江蘇建科工程咨詢有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引言

裝配式建筑融合了設計、施工、裝配和管理等要素，施工中借助大數(shù)據(jù)等技術提升了應用的效果[1]?？梢?，裝配式建筑已經(jīng)成為建筑業(yè)轉型和發(fā)展的主要方向，設計人員根據(jù)具體的項目需求構建不同的3D模型，在直觀形象地與業(yè)主方開展溝通，做好協(xié)調工作。BIM在建筑建模和碰撞檢測、預算計算等方面具有較大優(yōu)勢，施工中可以通過三維模擬、碰撞檢測、材料計算等加強全過程的管理和加強進度控制、施工深化，將其應用到裝配式建筑施工中具有現(xiàn)實意義，實現(xiàn)了預制自動化，為預制結構建筑的可持續(xù)發(fā)展提供了強有力的保障[2]。

1 BIM技術在裝配式建筑工程施工中應用的價值

1.1 BIM實現(xiàn)了與物聯(lián)網(wǎng)平臺的建設

BIM技術與物聯(lián)網(wǎng)的平臺的應用主要是指使用BIM或者云數(shù)據(jù)等工具輔助施工管理的重要形式，借助BIM技術開展施工技術的模擬和質量的管控，通過結合項目實際需求建立項目管理協(xié)同工作平臺，利用二維碼技術開展對預制構件的加工和運輸、裝配等信息化的管控[3]。

1.1.1 施工過程中構建BIM平臺

施工單位還可以將項目BIM模型上傳到BIM平臺中，借助BIM平臺對項目實施過程中的一些工作指導和設計變更等進行指示，施工單位借助該平臺開展各項施工操作，在上傳施工進度后，通過PC端和移動手機端等完成平臺的構建。BIM平臺在構建后設置數(shù)據(jù)中心、資料管理、BIM協(xié)作和質量管理、材料管理和成本管理等模塊，以為開展施工管理等奠定堅實的基礎。

1.1.2 構件資料的上傳和應用二維碼

預制構件在投入生產之前，企業(yè)可以借助相關BIM平臺完成上傳資料的任務，將使用的一些預制構件上傳到建筑模型中，使各構件生成相應的二維碼。構件在生產之后需要噴上不易脫落的二維碼，將其同步在BIM模型中，以便于施工單位在施工中或者安裝這些構件時能夠安裝到正確的部位[4]。拼裝在完成之后，施工方也可以將施工進度等上傳到BIM平臺中，以實現(xiàn)信息的同步。如二維碼展示出工程的名稱、產品的類型、重量、方量、產品編碼以及生產單位等，再上傳構件資料，如構件安裝的各個部位和節(jié)點等，從而切實保障構件生產和安裝，使得施工企業(yè)在施工中能夠按照制定的設計方案進行施工。

1.2 施工模擬

在項目施工過程中會遇到很多的問題，在這種情況下，開展施工模擬的工作能夠實現(xiàn)預知和交互的功能。項目中各個參與方能夠借助BIM平臺積極應對出現(xiàn)的問題，在進行問題的分析、模擬和處理后，能夠達到標準要求。同時，BIM技術在項目建造過程中可以借助數(shù)字化建造對施工現(xiàn)場的各個工序進行模擬，通過施工后過程的模擬，使現(xiàn)場布置工作、建造過程、方案的預演和工序的預演等流程變得更加簡單，從而達到降低成本的目的。例如建筑企業(yè)可以借助BIM4D軟件進行施工階段的動態(tài)模擬，直觀地展示出施工階段過程中的一些重要施工工藝，在對多種施工方案的可實施性進行比較后，能夠為施工企業(yè)提供最終的方案。另外，BIM技術在應用后還能夠對施工材料進行動態(tài)的追蹤，加強對施工工期的估算等，從而幫助企業(yè)及時發(fā)現(xiàn)問題和提出解決的對策。

1.3 多層次的深化設計

對設計的圖紙進行優(yōu)化設計后，對PC構件施工階段的復雜節(jié)點或者可能存在的問題進行深化設計，幫助企業(yè)提前掌握設計中可能存在的不合理之處，通過提前解決的方案后，減少后期的變更。

1.3.1 PC構件的優(yōu)化設計

裝配式PC構件在拆分時需要根據(jù)拆分的標準，深化設計引用了BIM技術。憑借其可視化的演示和立體化的演示等，構建出三維信息模型。下面對主要深化設計的控制點進行分析，見表1。

1.3.2 構件預留孔洞的深化設計

BIM軟件能夠對機電管線的預留孔洞進行建模，借助BIM可視化技術對管道的走向或者預留洞口的高度等進行檢查后，能夠對碰撞點進行核對，施工企業(yè)在及時將設計院設計的圖紙進行完善和修改后，能夠避免后期出現(xiàn)施工返工或者變更等情況，從而使施工質量得到全面的提升[5]。如圖1所示。

圖1 預留孔洞深化設計

1.3.3 對管線進行綜合優(yōu)化設計

裝配式施工單體中管線的布局相對集中，在借助三維模型演示后，能夠幫助施工企業(yè)提前對管線開展檢查和瀏覽，從而在檢查后找出存在的問題，并及時進行完善和修改。

1.3.4 施工現(xiàn)場的安全管理

根據(jù)BIM對裝配式現(xiàn)場模型進行三維可視化模擬，能夠對安全風險因素進行明確，在確定不同等級的安全風險后，能夠開展指導性的施工工作[6]。由此可見，施工企業(yè)人員在對現(xiàn)場中存在的危險進行識別后，對危險源進行風險的評估，在確定風險等級后，確定風險預防和控制的措施。

2 案例分析

2.1 案例的概述

該文研究的案例是位于深圳的太廣風會項目，其主要是由本地某房地產公司建造。該項目由甲方提供相關的信息，并提供電子地形圖底圖文件或者相關的電子圖紙。該項目在施工前需要選用BIM三維建模技術做好撞擊檢測，通過模擬施工以降低建筑施工中存在的問題，降低不均勻的影響。該項目在使用BIM技術搭建好平臺后，在對應的施工進度中設置了不同的施工任務（生產進度、施工進度；質量的管控等）通過關聯(lián)模型構件或者相關的任務，對現(xiàn)場的真實情況進行精準定位，幫助管理人員借助BIM技術平臺進行查詢，做好處理的方案。同時，這一平臺的構建還能夠讓施工人員或者管理人員掌握工程動態(tài)信息，隨時核實現(xiàn)場施工的情況，有效保障施工現(xiàn)場的安全。

2.2 施工階段中BIM技術的應用

BIM模型主要是將裝配式構件的實施狀態(tài)和施工情況等直接反映到該平臺中，選擇不同的顏色進行區(qū)分。這樣做的目的就是管理人員通過該平臺進行跟蹤和定位，其主要從生產進度、施工等方面進行管理。

2.2.1 生產進度的管理

裝配式構件生產的工藝流程主要包括混凝土配置、模具安裝、預留預埋件放置和混凝土的澆筑、脫模和蒸汽室養(yǎng)護等幾個方面，各個參建人員通過對裝配式的構件生產流程等關鍵節(jié)點等進行跟蹤和分析，通過對這些生產流程等進行跟蹤和檢測能夠獲取生產過程中實際應用的進度。

生產管理人員借助手持終端對RFID標簽進行掃描，通過將構件當前的狀態(tài)上傳到管理平臺中，施工人員就能夠在該平臺中查詢到構件的信息。在施工前，施工方在開展下一步吊裝計劃時主要借助BIM共享的平臺將一些信息傳遞給專門的技術人員，從而有效避免現(xiàn)場中出現(xiàn)構件堆積現(xiàn)象，在構件生產之前，主要借助BIM技術對構件進行生產模擬。

表1 構件的深化設計

BIM模型在深入每個環(huán)節(jié)后，能夠借助信息的共享等對進度進行有效的管理。這些信息在反饋后主要包包括構件的生產節(jié)拍、構件的尺寸大小和預埋件安裝中所需要提供的時間、洞口的預留等，再借助現(xiàn)場生產反饋相關的信息開展生產模擬工作。另外，該公司借助BIM模型對深圳的太廣風會的5號樓剪力墻構件進行分析，尤其是對該構件的3個生產排版方案進行分析，其已知的標準層剪力墻構件長度見表2。

2.2.2 施工進度

管理人員在裝配過程中通過對構件的出庫時間裝配的時間、完成時間和驗收時間等對構件從入場到裝配合格的狀態(tài)信息進行查找，并制定責任人，確定信息追蹤機制。借助BIM軟件進行4D仿真，其主要得出的結論如下：衛(wèi)生間能夠進行試水、照明和插座引出線等工序；每個房間都能夠照明、插座引出線；客廳可以安裝吊頂龍骨。在傳統(tǒng)的施工過程中，技術人員不能對現(xiàn)場中出現(xiàn)的施工情況進行模擬，也無法實現(xiàn)現(xiàn)場的可視化施工和管理。深圳的太廣風會5號樓在施工過程中采用NavisworkS軟件中所具有的漫游功能和量測的功能等，對凈空高度進行有效地測量，以此對地下室能否進行機電管線的安裝與地面的施工等進行判斷。同時，這一應用還能夠對工作中存在的交叉工作面進行查找，進而直接找出隱藏安全問題，如圖2所示。

表2 剪力墻構件尺寸參數(shù)值

2.2.3 質量的管理

該文主要采用BIM技術對復雜的構件生產過程或者裝配的方法等運用模型或者視頻等直觀地展示出來，施工人員通過采用這一技術全面把握施工中存在的問題，在把握難點后，對其中潛在的質量問題等進行有效的處理。因此，這種可視化的展示模式，不僅便于施工人員的理解，還能夠直觀地體現(xiàn)技術人員所展示的流程等。在運輸完成后，質量運輸人員通過采用專門的設備進行采集和監(jiān)測裝配式構件，技術人員再將產生的信息、圖片和數(shù)字化信息等傳遞到BIM平臺中，以全面加強對這些信息的管控，并建立追求質量責任機制。

在傳統(tǒng)的建筑模式中，在施工現(xiàn)場中如果發(fā)現(xiàn)這些問題，不能及時解決出現(xiàn)的問題，其在解決這些問題時都需要經(jīng)過更長的時間，只有將存在的問題進行一一的剖析后向上級提出相關的反饋，這樣才能有效解決存在的問題。但是該項目的施工單位借助BIM模型進行施工管理時，能夠幫助技術人員和管理人員隨時掌握構件質量和一些安全信息，進而對現(xiàn)場中存在的一些不安全因素和質量影響因素等進行明確，從而有效控制裝配式現(xiàn)場施工。例如采用BIM技術所建立的模型對比設備的模型數(shù)據(jù)和所使用構件的模型數(shù)據(jù)，在深度審核后對預制構件和相關的設備等加強檢測和控制。BIM建模技術的應用能夠實時監(jiān)控質量，把控施工的動態(tài)，這樣才能有效避免出現(xiàn)質量事故問題。

2.2.4 成本動態(tài)的管理

某棟樓通過構建1個動態(tài)成本管理方案，在使用過程中借助施工模型能夠輸入一些企業(yè)施工中關于成本方面的信息，如物資消耗和物資支出、物資費用等方面的信息，將成本信息都輸入每個構件中，然后借助已有建立的模型對預算成本進行有效的運算，如下所述。

預算成本=計劃完成工作量×預算價格

已完成的工作預算成本=實際完成工作量×預算價格

實際完成工作的實際成本=實際完成工作量×實際的價格

在對這3種成本開展比較時，主要借助BIM5D預算模型和BIM5D模型、BIM5D實際模型進行成本動態(tài)的分析和管理。

2.3 運營階段中應用BIM技術

某棟樓在完成交付之后，借助BIM技術在內部構建空間信息化管理系統(tǒng)和設備等，在保證這些運維管理人員能夠隨時掌握這些設備的運行情況后，能夠幫助企業(yè)及時開展維護和保修，相關的設備在對整個施工設備進行掃描后，能夠指定位置的二維碼，幫助維修人員在現(xiàn)場進行檢查和管理，通過使用BIM技術進行信息化管理，及時對設備的運行能耗進行把控。以該樓的空調設備為案例進行分析，BIM系統(tǒng)能夠對室內和室外溫度傳感器進行的維護和保修，維修人員在根據(jù)設備制定的二維碼等進行指定后，對現(xiàn)場中存在的問題進行維修，即開展自動化的識別和智能化的調節(jié)、控制室內的溫度，從而能夠達到更加舒適的要求，滿足智能化和綠色化的要求。同時，BIM技術的信息共享功能較強，能夠給予施工人員或者技術人員等更多的便利。例如方便這些人員找到更多的建筑施工信息和工作的信息等，進而在施工中加強對各個環(huán)節(jié)的有效管理。管理人員借助三維模型等及時對管線碰撞的問題進行處理，能夠有效節(jié)省檢查的時間，增強碰撞檢查的效率。另外，裝配式建筑建筑工程在安全施工時也需要借助BIM技術實時定位施工現(xiàn)場，在獲取更多明確的信息后，對這些信息進行分析和整理，進而幫助管理人員及時做好相關的準備，使得建筑物的運行工作更有保障。

3 結語

將BIM技術融入項目中，能夠達到建筑綠色化需求，BIM技術在構建出三維模型后，借助數(shù)字化的手段為裝配式建筑施工全過程提供了重要依據(jù)和保障，由此可見，將BIM技術應用到裝配式建筑中已經(jīng)成為未來建筑領域中的1種主要發(fā)展趨勢。