關(guān)鍵詞： BIM 技術(shù) 裝配式建筑 施工全過程 應(yīng)用措施

裝配式建筑工程中集成了新技術(shù)和新理念，是建筑施工行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要技術(shù)，施工技術(shù)體系較為成熟，目前得到廣泛應(yīng)用。但是由于傳統(tǒng)的施工現(xiàn)場工作方式過于落后，不能直觀、及時地發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場施工的問題，難以確保施工全過程工作的效果。因此，建議在裝配式建筑的施工全過程，積極采用先進(jìn)的BIM（Building Information Mdeling）技術(shù)，充分發(fā)揮技術(shù)的價值和作用，為施工全過程各項工作的高質(zhì)量和可靠性落實夯實基礎(chǔ)。

1 BIM 技術(shù)的應(yīng)用功能

1.1 可視化

就本質(zhì)層面而言，裝配式建筑主要是在預(yù)制工廠進(jìn)行不同建筑部件的加工和生產(chǎn)，運輸?shù)浆F(xiàn)場拼裝，所涉及的施工部門、環(huán)節(jié)和專業(yè)較多，信息溝通和傳遞的難度大，而在采用BIM 技術(shù)后，就可以通過BIM 系統(tǒng)進(jìn)行各個部門和各個專業(yè)的數(shù)據(jù)共享、功能協(xié)調(diào)，使施工部門和其他專業(yè)、部門的人員良好進(jìn)行可視化溝通，共同開展施工作業(yè)的工作，集中化、統(tǒng)一性進(jìn)行數(shù)據(jù)的管控、施工工作統(tǒng)籌規(guī)劃，確保施工效果和進(jìn)度控制在合理范圍內(nèi)。與此同時，BIM 技術(shù)具有建模功能，能夠為各個部門提供工程項目施工模型，使各個部門可視化、直觀化地了解工程的施工計劃和施工內(nèi)容，有效完成自身的施工工作。

1.2 模擬性

BIM 技術(shù)在裝配式建筑工程的應(yīng)用中，具有模擬性的功能，可精細(xì)化模擬裝配式建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部形態(tài)，構(gòu)建數(shù)字化三維模型，使施工部門對工程項目細(xì)節(jié)情況、整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生深入的理解，準(zhǔn)確評估工程項目施工風(fēng)險問題。例如：準(zhǔn)確模擬和評估工程的裂縫風(fēng)險、基礎(chǔ)沉降風(fēng)險和其他風(fēng)險問題，提前制訂完善的風(fēng)險預(yù)防和控制方案，避免影響工程的正常施工。另外，BIM 技術(shù)還能模擬裝配式建筑的危險作業(yè)環(huán)境、危險系數(shù)，便于施工部門對施工參數(shù)和數(shù)據(jù)方案進(jìn)行優(yōu)化，確保工程項目施工的安全性。

2 BIM技術(shù)在裝配式建筑施工全過程的應(yīng)用措施

2.1 施工前期階段

裝配式建筑工程的施工前期階段，重視BIM 技術(shù)的應(yīng)用，確保前期設(shè)計工作和預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)工作的有效開展。

2.1.1 前期設(shè)計階段

裝配式建筑工程的設(shè)計過程中，需重點采用先進(jìn)的BIM 技術(shù)，提升設(shè)計工作質(zhì)量和效果，如圖1 所示。

（1）二維設(shè)計轉(zhuǎn)三維設(shè)計。工程設(shè)計階段需淘汰傳統(tǒng)的二維設(shè)計模式，采用BIM 技術(shù)構(gòu)建工程的三維設(shè)計模型，利用模型實現(xiàn)設(shè)計內(nèi)容的直觀、清晰表達(dá)。例如：工程設(shè)計的過程中直接采用BIM 族庫繪制三維模型，將數(shù)據(jù)信息和設(shè)計內(nèi)容輸入模型，使三維設(shè)計的模型投入二維圖紙，有效進(jìn)行工程的正向設(shè)計，全面發(fā)揮設(shè)計人員的創(chuàng)造力和創(chuàng)新力。

（2）構(gòu)建預(yù)制構(gòu)件模型。工程項目的設(shè)計工作中，可采用BIM 技術(shù)的三維圖紙進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件模型的構(gòu)建。首先，在其中輸入各類構(gòu)件的空間參數(shù)，對各類預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行拆分設(shè)計，前置拆分設(shè)計的問題，通過不同預(yù)制構(gòu)件的良好設(shè)計，將所有帶空間參數(shù)的預(yù)制構(gòu)件有機整合，形成相應(yīng)的模型，達(dá)到直觀性和立體化設(shè)計的目的。其次，應(yīng)確保模型中各類參數(shù)的準(zhǔn)確性和精確性，深入分析和準(zhǔn)確計算預(yù)制構(gòu)件的數(shù)據(jù)信息，提前預(yù)測構(gòu)件的質(zhì)量或是其他風(fēng)險問題，提前進(jìn)行預(yù)防和控制，確保預(yù)制構(gòu)件模型的完善性和優(yōu)化性。

（3）設(shè)計數(shù)據(jù)的共享。設(shè)計人員可采用BIM 技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的共享，和建筑專業(yè)、暖通專業(yè)、電氣專業(yè)等全面進(jìn)行設(shè)計圖紙數(shù)據(jù)、設(shè)計變更數(shù)據(jù)的互通，更好地預(yù)防不同專業(yè)在設(shè)計方面的偏差問題和碰撞問題，減少后續(xù)的返工現(xiàn)象，提升設(shè)計的質(zhì)量水平。

2.1.2 前期預(yù)制生產(chǎn)階段

預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)質(zhì)量直接影響裝配式建筑工程質(zhì)量，如果不能合理開展工程前期的預(yù)制生產(chǎn)工作，整體工程項目的質(zhì)量會難以滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，因此建議裝配式建筑企業(yè)在工程項目前期預(yù)制生產(chǎn)階段，采用BIM技術(shù)進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量控制，提升工程的質(zhì)量水平。首先，向構(gòu)件預(yù)制生產(chǎn)的部門發(fā)送不同構(gòu)件的BIM 模型，在模型中標(biāo)記構(gòu)件的參數(shù)和尺寸信息等，使預(yù)制生產(chǎn)部門能夠直觀地了解不同構(gòu)件的預(yù)制生產(chǎn)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開展生產(chǎn)工作，預(yù)防出現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量或是性能問題。其次，預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)完成后需要進(jìn)行質(zhì)量和規(guī)格的檢驗檢測，將檢驗的數(shù)據(jù)信息輸入BIM 系統(tǒng)，對比分析檢驗數(shù)據(jù)和規(guī)范數(shù)據(jù)的偏差，準(zhǔn)確分析預(yù)制構(gòu)件的問題，合理進(jìn)行問題的應(yīng)對和處理，確保預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)質(zhì)量[1]。

2.2 施工中期階段

裝配式建筑施工期間也需要重點采用BIM 技術(shù)，利用三維建模和數(shù)字化、可視化的功能提升施工工作的效率、質(zhì)量、安全性。

2.2.1 制訂施工方案和計劃

為確保裝配式建筑工程項目的良好施工，應(yīng)重點采用BIM 技術(shù)制訂完善的施工計劃和方案。首先，采用BIM 技術(shù)提前進(jìn)行工程項目施工工作的安排，對各類構(gòu)件的運輸、拼裝等工作進(jìn)行模擬和優(yōu)化，實時性進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳輸和共享，調(diào)查研究各類數(shù)據(jù)信息，制訂預(yù)制構(gòu)件運輸計劃、場地布置技術(shù)、安裝拼裝技術(shù)等，提升裝配工作效果，確保裝配組織的效率。其次，采用BIM 技術(shù)構(gòu)建不同專業(yè)之間相互協(xié)調(diào)的裝配工程模型，可視化、動態(tài)化將工程施工的過程展現(xiàn)出來，提前預(yù)測施工風(fēng)險，合理進(jìn)行細(xì)節(jié)的模擬仿真，做好可視化的演示，按照模擬演示的內(nèi)容制訂完善施工計劃和方案，有效規(guī)避安全風(fēng)險和其他的施工問題。最后，利用BIM 平臺進(jìn)行工程施工方案和設(shè)計圖紙模型的關(guān)聯(lián)，將施工方案和設(shè)計圖紙相銜接，一旦設(shè)計圖紙發(fā)生變更，即可快速、對應(yīng)進(jìn)行施工方案計劃的變更，以免因為設(shè)計變更導(dǎo)致施工工作受到不利影響，切實提升施工方案的完整性和可靠性[2]。

2.2.2 預(yù)制構(gòu)件的現(xiàn)場安裝

裝配式建筑是通過對提前生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行安裝，完成施工工作，因此，施工部門應(yīng)重點采用BIM 技術(shù)進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的安裝，確保能夠高質(zhì)量、有效性、可靠性地完成各項施工任務(wù)。

（1）采用BIM 技術(shù)和專業(yè)軟件，在不對結(jié)構(gòu)布局條件進(jìn)行改變的情況下，深入研究預(yù)制構(gòu)件的吊裝位置和加工性能，將建筑模型作為基礎(chǔ)部分，合理進(jìn)行預(yù)制外墻板的拆分，在吊裝的過程中，嚴(yán)格控制施工高度，降低預(yù)制樓板的拆分成本。與此同時，還需采用BIM軟件進(jìn)行各類構(gòu)件吊裝拼裝之前的模擬計算，按照計算結(jié)果和數(shù)據(jù)信息，對模型進(jìn)行調(diào)整，確定最終模型之后現(xiàn)場進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的吊裝和安裝，確保整體吊裝和安裝施工工作的效果。

（2）預(yù)制構(gòu)件主體結(jié)構(gòu)施工期間，將各類數(shù)據(jù)和參數(shù)輸入BIM 系統(tǒng)，明確預(yù)制構(gòu)件和鍵槽多種類型節(jié)點的連接措施，準(zhǔn)確分析和直觀顯示鋼筋排布的形式、混凝土施工形式、不同預(yù)制構(gòu)件的安裝形式等，使施工部門能夠按照系統(tǒng)中的各類數(shù)據(jù)和模擬結(jié)果，有效開展吊裝和安裝等工作，提升現(xiàn)場拼裝的質(zhì)量和水平。

（3）預(yù)制構(gòu)件安裝施工的過程中，采用BIM 技術(shù)進(jìn)行構(gòu)件鋼筋排布位置、錨固長度的設(shè)定，以免因為鋼筋和錨固不合理安裝而導(dǎo)致梁柱鋼梁碰撞或是梁板鋼筋碰撞。另外，還需采用BIM 技術(shù)進(jìn)行最高主梁底筋直徑的模擬，將標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)代入系統(tǒng)，降低模具的類型和數(shù)量，節(jié)約現(xiàn)場施工的成本。

（4）預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場拼裝和安裝期間，應(yīng)重點采用BIM技術(shù)進(jìn)行構(gòu)件的預(yù)埋和預(yù)留、防雷裝置的安裝施工通過三維模擬的方式明確各類預(yù)埋和預(yù)留部件的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)，制訂完善的防雷施工方案和計劃，確保整體施工工作的質(zhì)量和水平。與此同時，在現(xiàn)場安裝的過程中，需采用BIM技術(shù)進(jìn)行安裝模式和體系的分析，模擬仿真驗證不同安裝方案的可行性與合理性，預(yù)防因為施工方案不合理或是不完善導(dǎo)致出現(xiàn)施工質(zhì)量或是其他層面的問題，進(jìn)一步提升工程項目的施工建設(shè)效果和水平[3]。

2.2.3 進(jìn)度和質(zhì)量的控制

目前，部分裝配式建筑工程施工過程中存在質(zhì)量和進(jìn)度的問題，不能確保工程施工的質(zhì)量，進(jìn)度延期的問題頻繁發(fā)生，嚴(yán)重影響工程的效益和水平，因此，建議施工企業(yè)在實際工作中采用BIM 技術(shù)有效完成進(jìn)度與質(zhì)量的控制。首先，采用BIM 模型進(jìn)行現(xiàn)場各道工序施工工作的模擬分析，按照模擬結(jié)果制訂完善的進(jìn)度控制方案（如圖2 所示），將進(jìn)度方案發(fā)送給各個施工部門，施工部門在完成每道施工工序后，將進(jìn)度數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)自動化對比進(jìn)度計劃和實際進(jìn)度的偏差，分析問題的原因，提出進(jìn)行進(jìn)度控制有效的建議和措施，使施工部門能夠進(jìn)一步進(jìn)行進(jìn)度的控制，確保工程項目施工進(jìn)度符合要求。其次，工程質(zhì)量控制的工作中也可采用BIM 三維模型，模擬預(yù)制生產(chǎn)和現(xiàn)場施工不同工序的情況，識別質(zhì)量薄弱的部分，提出能夠有效進(jìn)行質(zhì)量控制的措施，使施工部門按照BIM 模型直觀進(jìn)行質(zhì)量問題的分析和應(yīng)對，確保每道工序的施工質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，從而提升項目施工的水平[4]。

2.3 施工運維階段

裝配式建筑工程施工工作完成后，項目運維工作也非常重要，直接影響工程項目的發(fā)展水平和應(yīng)用水平，因此，在工程施工運維階段，也必須采用先進(jìn)的BIM 技術(shù)，有效完成施工后期的運維工作。首先，采用BIM 技術(shù)模擬項目運維的情景，自動化對比分析前期設(shè)計數(shù)據(jù)和工程運維的配套部品數(shù)據(jù)、設(shè)備來源數(shù)據(jù)和材料來源數(shù)據(jù)等，準(zhǔn)確了解工程項目設(shè)備維護(hù)問題、構(gòu)件使用問題和配套產(chǎn)品的問題，提出有效開展運維工作的可行性措施[5]。其次，項目運維的過程中制訂完善的計劃方案，在BIM 模型中輸入不同的運維方案計劃，對比分析不同計劃的應(yīng)用效果和水平，一旦發(fā)現(xiàn)工程運維計劃存在問題，即可快速、有效地進(jìn)行問題的應(yīng)對和處理，以此確保運維方案的科學(xué)性與合理性，促使施工運維工作的良好開展和落實。最后，項目運維的過程中采用BIM 模型技術(shù)，獲得全面且完整的運維數(shù)據(jù)信息，應(yīng)用在實際的運維工作中，提升整體工作效率，降低成本的消耗量，預(yù)防出現(xiàn)項目運維的問題。另外，在施工運維的工作中應(yīng)根據(jù)裝配式建筑工程的特點和具體情況，制訂完善的運維方案和計劃，通過BIM三維模擬的形式，明確施工運維的重點和難點，使施工運維的工作人員按照具體的情況科學(xué)有效開展工作，確保運維的效果和發(fā)展水平[6]。

3 BIM技術(shù)在裝配式建筑施工全過程應(yīng)用的基礎(chǔ)保障

3.1 優(yōu)化BIM 構(gòu)件庫

為確保在裝配式建筑工程施工全過程合理應(yīng)用BIM 技術(shù)，提升技術(shù)的應(yīng)用效果和水平，應(yīng)重點進(jìn)行BIM 構(gòu)件庫的優(yōu)化，通過建設(shè)構(gòu)件庫，為技術(shù)的良好應(yīng)用提供保障。

（1）根據(jù)裝配式建筑工程的特點和實際情況，搭建標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)制構(gòu)件庫，為工程項目預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)和安裝提供保障，有效預(yù)防信息安全問題的出現(xiàn)，并可提升構(gòu)件庫的開放性和信息共享性，為BIM 技術(shù)在工程施工中的應(yīng)用和推廣提供保障[7]。

（2）在開發(fā)BIM 構(gòu)件庫過程中，需確保整體系統(tǒng)具有可循環(huán)應(yīng)用的特點，在不同項目中構(gòu)件也能夠循環(huán)應(yīng)用，只要所需應(yīng)用的構(gòu)件規(guī)格、屬性相同，就可利用相同族文件進(jìn)行預(yù)制生產(chǎn)，簡化生產(chǎn)工作模式。

（3）應(yīng)確保構(gòu)件庫具有可更改性特點，施工部門可根據(jù)BIM技術(shù)的使用需求，在系統(tǒng)中添加需要更改的數(shù)據(jù)信息，以現(xiàn)有族庫作為特殊性生產(chǎn)的輔助，對構(gòu)件庫中的數(shù)據(jù)信息簡單修改以后，完成不同類型構(gòu)件的生產(chǎn)。

（4）應(yīng)確保構(gòu)件庫具有獨立性，每個構(gòu)件之間相互獨立，不會由于使用的場景不同而使其屬性發(fā)生改變。另外，為使預(yù)制構(gòu)件的性能和質(zhì)量符合裝配式建筑工程施工需求，在對BIM 構(gòu)件庫中構(gòu)件進(jìn)行調(diào)用期間，應(yīng)合理進(jìn)行優(yōu)化處理，將模型轉(zhuǎn)變成為ifc 的格式，按照具體情況導(dǎo)入Tekla 軟件，整體分析和研究，及時發(fā)現(xiàn)不符合要求的構(gòu)件，替換處理或修改處理，確保能夠滿足要求，提升各項施工工作效果[8]。

3.2 完善碰撞檢查模式

目前，在裝配式建筑工程設(shè)計工作中，傳統(tǒng)的圖紙設(shè)計很難有效預(yù)防管線和建筑工程之間發(fā)生碰撞的問題，甚至還會有不同位置管線交接，部分重疊的現(xiàn)象，管線交接位置在建筑結(jié)構(gòu)之間，如果距離過高，也會導(dǎo)致裝配式建筑工程項目存在安全風(fēng)險。在此過程中，采用先進(jìn)的BIM 技術(shù)，即可預(yù)防傳統(tǒng)圖紙設(shè)計的問題，自動化進(jìn)行建筑工程碰撞檢測分析，生成相應(yīng)的檢測報告，及時發(fā)現(xiàn)建筑工程設(shè)計不合理的問題和碰撞問題，提前制訂完善的方案，各部門協(xié)同施工，有效預(yù)防發(fā)生碰撞問題。與此同時，在施工過程中也可以采用BIM 技術(shù)進(jìn)行建筑工程的碰撞檢查，快速、有效解決管線和建筑結(jié)構(gòu)碰撞等問題，提升建筑施工的安全性，如圖3 所示。首先，采用BIM 技術(shù)進(jìn)行建筑工程的吊裝模擬，合理開發(fā)設(shè)計全預(yù)制的裝配體系，通過三維模型進(jìn)行吊裝全過程的模擬，快速識別吊裝施工中的碰撞問題，提出能夠有效預(yù)防碰撞現(xiàn)象的措施，確保施工部門在預(yù)制構(gòu)件吊裝期間能夠預(yù)防碰撞的問題；其次，采用BIM 技術(shù)軟件進(jìn)行工程結(jié)構(gòu)模擬，利用漫游的形式快速發(fā)現(xiàn)構(gòu)件應(yīng)用問題和碰撞問題，將問題反饋到軟件系統(tǒng)，使施工部門直觀了解實際情況，科學(xué)、有效地完成施工工作；最后，利用BIM 技術(shù)開展碰撞測試的工作，按照裝配式建筑工程的特點和情況，提前進(jìn)行不同施工階段的三維模擬仿真碰撞測試，自動化生成測試結(jié)果的表格，使施工部門根據(jù)測試結(jié)果，在施工過程中預(yù)防碰撞問題的發(fā)生，提前做好準(zhǔn)備工作，避免因為施工碰撞問題導(dǎo)致工程質(zhì)量受到不利影響[9]。

4 結(jié)語

綜上所述，BIM 技術(shù)具有可視化和模擬性的應(yīng)用功能，在裝配式建筑工程施工中的應(yīng)用效果較高，因此，裝配式建筑施工全過程應(yīng)重點使用BIM 技術(shù)，在前期設(shè)計階段、中期施工階段和后期的運維階段，合理采用BIM 技術(shù)開展工作，提升各項工作的水平和效果，同時，還需完善BIM 技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)保障，全面進(jìn)行BIM構(gòu)件庫的優(yōu)化，健全相關(guān)碰撞檢查的模式和機制，提升BIM 技術(shù)在施工全過程中的應(yīng)用效果，確保裝配式建筑工程的良好施工和發(fā)展。