【摘要】文章介紹了BIM技術與裝配式建筑之間的關系，分析了BIM技術在裝配式建筑施工階段應用中的可協(xié)同性、可視化和模擬性等方面的特點，并闡述了BIM技術在裝配式建筑施工階段的具體運用，包括前期準備、施工方案設計、場地布置規(guī)劃、構件生產(chǎn)和進度管理過程等方面。研究結果表明，通過引入BIM技術，可以利用三維模型動態(tài)展示其全過程，讓建筑施工管理變得更加便捷。

【關鍵詞】BIM技術；裝配式建筑；施工階段運用

【中圖分類號】TU17 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-6028（2024）10-0178-03

0 引言

隨著信息技術的持續(xù)發(fā)展和變化，BIM技術能夠與可持續(xù)設計、智慧施工等理念相結合，這對建筑項目的生命周期管理具有重要意義。與傳統(tǒng)的建造方式相比，裝配式建筑具有綠色、環(huán)保、節(jié)省勞動力、提高建造效率等優(yōu)點，能夠最大程度地滿足工程建設需求，但也對施工工藝提出了更高的要求。因此，為提升裝配式建筑施工全過程的質(zhì)量，通過引入BIM技術，可以利用三維模型動態(tài)展示其全過程，讓建筑施工管理變得更加方便，有效提升施工質(zhì)量和效率，進而提升建筑行業(yè)的建設管理水平，推動建筑行業(yè)健康發(fā)展。

1 BIM技術與裝配式建筑間的關系

裝配式建筑是指將一部分或所有的構件部件運送到施工場地，經(jīng)過機械組裝和裝配過程，最終成為可供使用的建筑形式。為進一步提高建筑模式的質(zhì)量，這種全新的建筑方式需要將BIM技術應用到建筑工程施工準備、方案設計、場地規(guī)劃、質(zhì)量管理、過程控制等方面，以保證裝配式建筑施工的整體質(zhì)量得到提高。

2 BIM技術在裝配式建筑施工階段的運用特點

2.1 可協(xié)同性

裝配式建筑施工所涉及的工序和工藝較為復雜，構建類型也較為多樣，因此施工各單位間的工作協(xié)同性變得尤為重要。如果施工單位不加以注意，可能會導致施工混亂，甚至影響施工質(zhì)量，造成經(jīng)濟效益的損失。隨著工程的開展會逐步暴露許多問題，這就需要通過合作來解決。而BIM技術的有效應用可以減少沖突并避免重復工作，高效、高質(zhì)量地處理比較復雜的問題，為整個工程的質(zhì)量提供根本保證[1]。例如，在暖通工程中通常要提高對管線布局的關注，設計人員應該利用BIM技術在圖紙上清晰地標明路線，避免出現(xiàn)交叉重疊問題。

2.2 可視化

在傳統(tǒng)建造模式下，工程施工所需的操作模型無法完整地呈現(xiàn)在三維空間中，一般需要設計人員將2D和3D融合來展示模型的整體面貌。在這個過程中，2D和3D模型會不斷變換，最后也僅僅是在頭腦中模擬出3D圖，施工建設等方面的工作基本是以2D設計圖為工作基礎，這不僅會延長設計時間，還會讓整個過程變得更加復雜。BIM技術的出現(xiàn)為設計模式轉(zhuǎn)型提供了契機，工作人員可以利用這種技術設計工程模型模擬3D圖像，打破2D平面的限制，縮短設計時間，提高工程建設的效率和質(zhì)量。此外，在過去的設計方案中，實際效果圖一般都是由專業(yè)的生產(chǎn)公司來完成，設計師對這個過程的干預并不多，更多的是要等效果圖做好后才能得到反饋，這樣的設計方案缺乏一定的互動性和反饋性[2]。BIM技術的運用，使得設計人員可以在任意一個階段對設計效果進行調(diào)整，借助可視化的優(yōu)點，能夠及時、有效地對圖紙進行修改，從而將不可預見的風險問題降到最低。

2.3 模擬性

一些建筑設計師所要傳達的信息，在傳統(tǒng)方法中通常無法得到充分展現(xiàn)，比如照明仿真和房屋導熱等，這就會降低設計的效率。而BIM技術的模擬性特征則能充分地表現(xiàn)出這些內(nèi)容，不僅能模擬試驗某些設計內(nèi)容，還能使設計人員更好地表達自身的思想，提高設計效率和建設工程的總體質(zhì)量。在實踐中，利用BIM技術的模擬功能可以對現(xiàn)實中難以實現(xiàn)的場景進行試驗和驗證，從而使設計人員找到更實用、更合適的解決方案。同時，在投標的時候，也可以將各個階段的工程項目進行仿真，以達到更好的競標效果。

3 BIM技術在裝配式建筑施工階段的運用

3.1 前期施工準備階段的運用

目前，建筑業(yè)普遍采用的BIM裝配方式有基于圖紙或模型以及圖紙和模型協(xié)同設計三種。其中，以模型為核心的BIM技術應用模式，主要是指在建筑項目設計過程中，通過調(diào)查、測量獲得的各種數(shù)據(jù)，并基于這些數(shù)據(jù)建立模型。在運用BIM技術時，首先需要利用CAD軟件進行施工制圖，其特點是專業(yè)、直觀，能夠更好地協(xié)助BIM技術進行施工管理，達到集中管理的目的。此外，在材料管理方面，采用BIM技術能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場所需要的材料進行分析，這將方便材料的采購和管理，避免各種施工材料和大型機械設備的浪費。

3.2 在施工方案設計中的運用

為保證裝配式建筑施工能夠快速進行，需要對其進行科學、合理的方案設計，尤其是在部分預制件的尺寸規(guī)范、外形構造等方面，以防止在實際施工過程中出現(xiàn)錯位，導致建筑企業(yè)遭受經(jīng)濟損失。設計人員在進行裝配式建筑施工設計前，要對用戶的基本需要及場地條件進行全面了解。而BIM技術可以構建3D模型，便于設計人員、用戶清晰認識到工程需求及功能[3]。例如，在裝配式建筑工程建設過程中，因為管道走向緊密且復雜，如果在施工過程中出現(xiàn)碰撞，不僅要拆卸和返工，還要重新設計，造成材料浪費，延誤工期。而在建筑工程開始前，以BIM技術為基礎的管道布局設計，主要是利用計算機輔助繪圖方法，對施工前的管道布局進行模擬，找出存在的設備管道位置沖突、高程重疊等問題。在此基礎上，結合原設計圖中的規(guī)范與方向，在綜合考量后對施工圖進行改進，既能有效控制各個專業(yè)及分包的施工過程，又能有效降低返工率，控制項目質(zhì)量及費用。通過BIM管線綜合技術可以讓現(xiàn)場的安裝工程師快速地對圖紙進行熟悉，明確設計目的，對管道中的輸送介質(zhì)和特性有大致把握，了解管道材料、直徑或截面尺寸以及弱電系統(tǒng)的敷設要求等，從而提高裝配式建筑的施工總體效果。同時，在運用BIM技術進行施工方案設計和施工時，能夠?qū)κ┕み^程中的各個環(huán)節(jié)進行仿真，檢查相關技術與要求是否符合實際需要，并對某些環(huán)節(jié)進行反復檢驗，保證裝配式建筑施工能夠安全有序進行。此外，在裝配式建筑施工方案設計過程中，某些細節(jié)的規(guī)劃以及預制件拼接要經(jīng)過多次試驗進行優(yōu)化，以保證設計的合理性。因此，設計人員要充分考慮工程施工的實際情況，對精細的構件應選用較高的加工精度，以便為工程的實施做好前期準備工作。

3.3 在施工場地布置規(guī)劃中的運用

BIM技術能夠?qū)ρb配式建筑施工場平面布局進行優(yōu)化。在裝配式建筑施工前期，需要將地質(zhì)分析數(shù)據(jù)報告上傳到BIM技術平臺，通過BIM技術構建出工地的3D布局模型，工作人員可以依據(jù)模型來進一步研究施工場地的布局是否合理和科學，從而為工地布局計劃實施提供有力的保證。同時也可以讓工作人員發(fā)現(xiàn)其中的不合理之處，從而主動采取有效的措施，對其進行適當調(diào)整，提高施工場地布置計劃工作的整體水平。例如，利用BIM技術能夠?qū)Υ笮蜋C械設備、物料運輸車輛交通路徑進行仿真模擬，并對預制構件的堆放位置進行科學規(guī)劃，確定臨時便道，規(guī)劃路面寬度，防止一些臨時設施、機械設備進場后造成損傷。在仿真過程中，能夠?qū)F(xiàn)場數(shù)據(jù)信息實時上傳至相關技術平臺，從而使建筑信息模型和數(shù)據(jù)庫不斷得到完善[4]。

3.4 在構件生產(chǎn)中的應用

裝配式建筑的核心是以預制件為基礎。使用BIM技術可以提升構件設計和生產(chǎn)企業(yè)間的數(shù)據(jù)精確度，有助于提高機械加工效率和縮短生產(chǎn)周期。首先，通過BIM技術建模和射頻識別等方法獲取準確的構件信息，然后制造企業(yè)根據(jù)這些精確信息判斷構件的結構并制定原料采購計劃。在制造完成并養(yǎng)護后，將其運往施工現(xiàn)場。在此過程中需要考慮時間與空間問題，因此需要根據(jù)項目的具體情況，確定最佳的運輸路徑及道路條件，并根據(jù)施工進度做好運輸時間的安排。同時，如果預制構件在運輸過程中出現(xiàn)變形或損壞，會對工程進度和施工成本產(chǎn)生影響。因此，在運送構件前，需要利用BIM技術的信息管控體系和組件管理體系之間的信息共享來制定詳細的運輸方案，實現(xiàn)構件零積壓。組件管理系統(tǒng)利用射頻識別技術實時反饋工程進展情況給工作人員，使管理人員可以隨時掌握工程進展情況以及預制件的生產(chǎn)情況。在此基礎上，通過BIM技術對各工序的施工狀態(tài)進行仿真建模，并將各工序的工期參數(shù)進行關聯(lián)，實現(xiàn)對整個施工流程的可視化。通過向施工工人提供詳細的仿真說明，可以有效提高現(xiàn)場的施工效率，防止出現(xiàn)差錯，并且能夠?qū)⒄麄€施工過程實時上傳到BIM技術信息平臺。

3.5 在質(zhì)量管理當中的具體應用

在裝配式建筑工程中應用BIM技術，可以幫助管理人員更清晰地認識到質(zhì)量管理過程中需要重點注意的問題。通過其可視化手段，對工程施工過程中較為復雜的工作面進行仿真建模，使管理人員能夠更好地理解項目建設的關鍵點。例如，在相對復雜的節(jié)點建設階段，通過BIM技術，不僅可以展示項目的具體施工流程，還可以通過手機終端與BIM技術數(shù)據(jù)庫對接，實現(xiàn)遠程實時監(jiān)測。在裝配式建筑建設過程中，如果施工人員對施工圖紙有疑問，或者設計內(nèi)容與實際情況有出入，可以通過BIM技術平臺提出問題，這樣設計人員就可以根據(jù)施工人員的問題，制定出相應的應對措施，確保在裝配式建筑工程建設過程中所面臨的各種困難能夠得到有效解決[5]。此外，在質(zhì)量管理過程中面臨的一些問題，管理人員可以通過應用BIM技術，對存在問題的地方進行可視化建模，找出問題的根本原因，并且可以結合項目變更信息對可視化模式進行調(diào)整，確保項目建設中各種因素的平衡與協(xié)調(diào)。同時，從裝配式建筑施工管理工作的進展來看，因為各種預制構件都是廠家統(tǒng)一生產(chǎn)，所以管理人員可以利用BIM技術，將RFID標簽放置于預制構件上，隨后在模型中輸入該標簽，實現(xiàn)對預制構件進場狀態(tài)的監(jiān)控，從而提升整個工程的精細化管理。

3.6 在進度管理過程中的應用

在傳統(tǒng)的建筑項目中，施工進度管理主要依賴于網(wǎng)絡進度管理手段，這種方法通常通過管理層傳遞給施工執(zhí)行層，基層施工人員難以得到及時的進展信息，并且過分依賴管理層決定的進度協(xié)調(diào)方法，其效率通常并不高。而BIM技術能在整個工程施工的全過程中實時展現(xiàn)工程進展情況，從而提高各工種和工序的協(xié)作效率。此外，BIM技術云技術管理平臺還可以有效地進行信息共享，使管理人員能及時、有效地理解工程信息，減少不同層級和部門在信息傳輸中的相互影響，對局部和總體進度進行多次施工仿真建模，及時識別出可能存在的風險，并對施工順序持續(xù)進行調(diào)整，最終制定出一套科學、合理的施工進度計劃。

3.7 在安全管理當中的具體應用

工程的安全管理工作作為施工管理中的首要任務，在該階段，靈活運用BIM技術可以發(fā)現(xiàn)并及時預防施工過程中的安全隱患。對存在安全問題的施工節(jié)點，及時利用BIM技術進行識別，并強化施工過程中的安全監(jiān)控，保障施工的安全進行。在施工前，管理人員需要深入了解工程安全管理的關鍵環(huán)節(jié)，并對具體的施工工序做出相應的調(diào)整，既能提升裝配式建筑施工的安全管理水平，又能最大限度地減少外部環(huán)境對工程正常建設造成的不良影響。在此基礎上，施工和管理人員還需要通過3D投影技術，對整個工程的具體施工過程進行仿真模擬，提前識別在施工過程中可能存在的安全風險[6]。對于施工管理人員而言，利用BIM技術對各施工安全設施的安全參數(shù)進行分析，同時強化施工安全保護措施，降低施工安全事故。

4 結語

綜上所述，隨著社會的不斷發(fā)展和進步，在建筑業(yè)中，裝配式建筑施工也越來越成熟和完善，以更好地適應現(xiàn)代社會的飛速發(fā)展。在實踐中，對施工設計、優(yōu)化、生產(chǎn)和運維等階段的工作提出了更高要求。BIM技術的合理運用不僅能幫助裝配式建筑施工更有效地開展工作，還能提升施工管理質(zhì)量，使整個工程質(zhì)量得到有效提高。因此，建筑企業(yè)應不斷拓展BIM技術在施工全過程中的應用途徑，從而確保建筑業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻

[1] 張玉秀.BIM技術在裝配式建筑結構施工中的應用探討[J].中國住宅設施，2023（3）：133-135.

[2] 鄒歡.BIM技術在裝配式建筑施工階段的應用研究[J].工程與建設，2023，37（3）：1002-1005.

[3] 張雙雙.關于BIM技術在裝配式建筑施工管理中的應用探析[J].中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（全文版）工程技術，2022（3）：4.

[4] 代霞，皮海洋.BIM技術在裝配式建筑施工階段的應用研究[J].重慶建筑，2022，21（S1）：177-179.

[5] 楊志成，程琦杰，杜志鵬.BIM技術在裝配式建筑施工階段中的應用研究[J].城市建筑空間，2022，29（S1）：159-160.

[6] 楊艷麗.BIM技術在裝配式建筑施工過程中的應用分析[J].現(xiàn)代物業(yè)，2022（34）：193-195.

[作者簡介]吳東玉（1982—），男，遼寧蓋州人，本科，工程師，研究方向：建筑工程管理。