裝配式建筑設(shè)計(jì)施工中BIM技術(shù)的整合運(yùn)用研究

于海濱，尹海松，李澤蘭，劉伯江，安偉東

（中建二局第一建筑工程有限公司，北京100176）

1 引言

伴隨建筑行業(yè)的運(yùn)行及發(fā)展，通過(guò)裝配式建筑設(shè)計(jì)方案的確定，可以結(jié)合工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，融入BIM 技術(shù)形式。但是，由于裝配式建筑項(xiàng)目的特殊性，在實(shí)際的施工管理中會(huì)遇到施工水平不足的問(wèn)題，若不能進(jìn)行施工項(xiàng)目協(xié)調(diào)，會(huì)增加施工項(xiàng)目的管理難度。因此，施工企業(yè)應(yīng)結(jié)合工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，規(guī)范裝配式建筑設(shè)計(jì)施工中BIM 技術(shù)的使用方案，穩(wěn)步提升施工質(zhì)量，充分滿(mǎn)足行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展需求。

2 裝配式建筑及BIM技術(shù)

2.1 裝配式建筑

所謂裝配式建筑，主要是根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)建筑的各類(lèi)構(gòu)件進(jìn)行施工處理，在工廠(chǎng)完成加工，然后將構(gòu)件運(yùn)輸?shù)绞┕?chǎng)地，并在施工場(chǎng)地完成吊裝、組裝的建筑。裝配式建筑施工最大的特點(diǎn)是通過(guò)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)，在生產(chǎn)項(xiàng)目協(xié)調(diào)中實(shí)現(xiàn)縮短施工工期及實(shí)現(xiàn)綠色施工的目的，逐步提升工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量，展現(xiàn)裝配式建筑施工的優(yōu)勢(shì)。

2.2 BIM技術(shù)

所謂BIM 技術(shù)，指的是建筑信息模型，通過(guò)建筑工程項(xiàng)目全周期的分析，利用數(shù)字技術(shù)設(shè)置特性的信息模塊，之后按照模塊的內(nèi)容完成設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行工作，展現(xiàn)BIM 技術(shù)的使用優(yōu)勢(shì)。而且，在BIM 可視化模型設(shè)置中，通過(guò)信息資源的協(xié)調(diào)，可以按照工程項(xiàng)目的基本特點(diǎn)建立數(shù)字模型，實(shí)現(xiàn)信息交互及協(xié)同發(fā)展的目的，逐步提升建筑工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量，滿(mǎn)足行業(yè)的經(jīng)濟(jì)化發(fā)展需求[1]。

2.3 裝配式建筑設(shè)計(jì)施工中BIM技術(shù)整合的必要性

根據(jù)裝配式建筑工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，通過(guò)BIM 技術(shù)的融合，其施工必要性如下：（1）穩(wěn)步提升工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量。在裝配式建筑施工中，通過(guò)BIM 技術(shù)的融合，可以根據(jù)工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，融入信息化的管理方案，之后通過(guò)信息資源的整合、數(shù)據(jù)資源的共享等，避免施工安全隱患的出現(xiàn)，逐步提升施工質(zhì)量，滿(mǎn)足行業(yè)的持續(xù)化發(fā)展需求。（2）減小施工誤差。結(jié)合裝配式建筑設(shè)計(jì)施工的特點(diǎn)，通過(guò)與BIM 技術(shù)的融合，可以將建筑結(jié)構(gòu)的施工作為重點(diǎn)，之后通過(guò)施工誤差方案的確定，保證建筑結(jié)構(gòu)施工的精密性，如在BIM 技術(shù)使用中，通過(guò)三維視圖功能的設(shè)定，可以幫助施工人員直觀(guān)地掌握施工情況，對(duì)施工工序進(jìn)行協(xié)調(diào)，展現(xiàn)裝配式建筑施工的優(yōu)勢(shì)。

3 裝配式建筑設(shè)計(jì)施工中BIM技術(shù)應(yīng)用中存在的問(wèn)題

3.1 行業(yè)管理標(biāo)準(zhǔn)不完善

通過(guò)對(duì)裝配式建筑施工工序的分析，在實(shí)際的工程項(xiàng)目管理中，裝配式建筑施工中存在著法律、法規(guī)等政策不完善的問(wèn)題，在這些因素的影響下，無(wú)法實(shí)現(xiàn)新技術(shù)及新概念的運(yùn)用。雖然部分地區(qū)認(rèn)識(shí)到BIM 技術(shù)與裝配式建筑施工的重要性，但是，在實(shí)際的施工管理中，仍然存在著技術(shù)相對(duì)落后的問(wèn)題，最終導(dǎo)致綠色建筑及裝配式建筑的標(biāo)準(zhǔn)化水平不足，從而增加施工管理風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)法滿(mǎn)足行業(yè)的持續(xù)化、統(tǒng)一化發(fā)展需求[2]。

3.2 整合協(xié)調(diào)技術(shù)不健全

根據(jù)裝配式建筑施工的基本特點(diǎn)，通過(guò)裝配式建筑與BIM 技術(shù)的融合，可以在工程項(xiàng)目管理及項(xiàng)目協(xié)調(diào)中規(guī)范施工方案。但是，在BIM 技術(shù)融合中，存在著協(xié)調(diào)機(jī)制不健全的問(wèn)題。這種情況會(huì)增加施工項(xiàng)目的管理效果，無(wú)法實(shí)現(xiàn)建筑項(xiàng)目與周?chē)h(huán)境融合的目的。而且，受到市場(chǎng)引導(dǎo)及監(jiān)管制度融合不足的影響，施工單位在實(shí)際的施工管理中仍然以傳統(tǒng)管理方法為主，導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件缺少深化設(shè)計(jì)。因此，將裝配式建筑施工與BIM 技術(shù)融合中，應(yīng)該確定施工管理方案、施工項(xiàng)目的規(guī)范整合等，逐步提升施工項(xiàng)目的管理效果，為行業(yè)的持續(xù)運(yùn)行及經(jīng)濟(jì)化發(fā)展提供保障[3]。

3.3 預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸問(wèn)題

結(jié)合裝配式建筑工程的特點(diǎn)，在實(shí)際的施工管理中，預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸問(wèn)題是較為常見(jiàn)的。（1）由于裝配式建筑構(gòu)件的特殊性，在實(shí)際的施工管理中，預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)、尺寸的設(shè)計(jì)是較為重要的，通過(guò)各項(xiàng)施工管理方案的確定，需要結(jié)合工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，設(shè)置科學(xué)化的施工管理方案，滿(mǎn)足行業(yè)的發(fā)展需求。但是，在部分預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸中，由于標(biāo)識(shí)不清晰、預(yù)留孔位不準(zhǔn)確等，會(huì)增加預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸難度，最終降低構(gòu)件使用質(zhì)量。（2）在實(shí)際的預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸中，受到施工場(chǎng)地管理問(wèn)題的限制，工程項(xiàng)目的管理難度增加[4]。

4 裝配式建筑設(shè)計(jì)施工中BIM技術(shù)的整合運(yùn)用

4.1 設(shè)計(jì)階段的技術(shù)運(yùn)用

根據(jù)裝配式建筑施工的基本特點(diǎn)，施工單位應(yīng)該結(jié)合BIM 技術(shù)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)完善性的施工管理計(jì)劃，穩(wěn)步提升工程項(xiàng)目的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目管理及施工設(shè)計(jì)項(xiàng)目協(xié)調(diào)的目的。通常情況下，在裝配式建筑設(shè)計(jì)階段應(yīng)用BIM 技術(shù)需要做到以下內(nèi)容：（1）建立BIM 仿真模型。在裝配式建筑項(xiàng)目施工中，施工人員要結(jié)合BIM 模型設(shè)置三維獨(dú)立空間，之后通過(guò)數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)及輸入系統(tǒng)的調(diào)整，明確BIM 建筑模型結(jié)構(gòu)的變化方向，為裝配式預(yù)制構(gòu)件的可視化信息模塊提供參數(shù)支持，有效避免施工隱患的出現(xiàn)。（2）明確工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)及協(xié)調(diào)方案。根據(jù)裝配式建筑設(shè)計(jì)與施工的基本特點(diǎn)，施工人員應(yīng)該將工程項(xiàng)目管理作為核心，分析施工中的矛盾問(wèn)題及施工隱患，并通過(guò)BIM 技術(shù)及計(jì)算模板的運(yùn)用，規(guī)范施工管理過(guò)程。（3）在工程量統(tǒng)計(jì)及造價(jià)管理中，利用BIM 技術(shù)、智能化技術(shù)，可以合理控制工程造價(jià)中的錯(cuò)誤問(wèn)題，保證設(shè)計(jì)工序正常進(jìn)行[5]。

4.2 生產(chǎn)階段的技術(shù)運(yùn)用

結(jié)合裝配式建筑工程的施工現(xiàn)狀，在實(shí)際管理及項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，施工人員應(yīng)按照生產(chǎn)階段的設(shè)計(jì)方案，細(xì)化裝配式施工的基本方案，之后通過(guò)施工管理方案的協(xié)調(diào)及管理工序的確定，發(fā)揮裝配式建筑與BIM 技術(shù)的融合優(yōu)勢(shì)，滿(mǎn)足行業(yè)的持續(xù)發(fā)展需求。通常情況下，在生產(chǎn)階段的技術(shù)運(yùn)用中需要做到：（1）在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)及制作中，裝配式建筑對(duì)構(gòu)件參數(shù)的規(guī)格要求較高，在這種情況下，施工單位應(yīng)按照工程項(xiàng)目的需求，設(shè)置精確化的施工參數(shù)，之后通過(guò)構(gòu)件生產(chǎn)數(shù)據(jù)的確定，提高BIM 技術(shù)的使用效果，為行業(yè)的高質(zhì)量運(yùn)行及發(fā)展提供保障[6]；（2）在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)中，為了降低裝配式施工的成本，施工單位在實(shí)際的施工管理中，應(yīng)利用BIM 技術(shù)進(jìn)行各項(xiàng)資源的整合，之后通過(guò)與第三方生產(chǎn)商的協(xié)調(diào)，對(duì)構(gòu)件生產(chǎn)方案進(jìn)行調(diào)整，避免BIM 數(shù)據(jù)信息不精準(zhǔn)問(wèn)題的出現(xiàn)，強(qiáng)化BIM構(gòu)件的生產(chǎn)及管理效果；（3）在特殊構(gòu)件生產(chǎn)方案的確定中，施工單位要對(duì)BIM 技術(shù)進(jìn)行協(xié)調(diào)，之后通過(guò)數(shù)據(jù)信息的詳細(xì)化處理，設(shè)置完善的數(shù)據(jù)管理信息管理方案，提升工程項(xiàng)目施工的整體效果，滿(mǎn)足行業(yè)的持續(xù)化、經(jīng)濟(jì)化發(fā)展需求；（4）在裝配式預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸中，施工單位應(yīng)掌握預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)及運(yùn)輸中存在的問(wèn)題，并通過(guò)BIM 技術(shù)的使用，發(fā)揮技術(shù)使用的兼容性?xún)r(jià)值，如在BIM 技術(shù)與預(yù)制構(gòu)件融合中，通過(guò)RFID 芯片數(shù)據(jù)共享、材質(zhì)內(nèi)容的確定等，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件運(yùn)輸及倉(cāng)儲(chǔ)管理的目的，以便為行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供保障[7]。

4.3 施工階段的技術(shù)運(yùn)用

裝配式建筑施工階段的BIM 技術(shù)使用中，需要做到兩方面的內(nèi)容：（1）施工工序的模擬仿真。根據(jù)裝配式建筑的施工特點(diǎn)，施工單位應(yīng)該進(jìn)行施工項(xiàng)目的整合、協(xié)調(diào)，之后通過(guò)機(jī)械化施工方案的確定，融入現(xiàn)代化的施工工藝，并按照不同施工內(nèi)容及施工方案，明確施工項(xiàng)目中的安全管理內(nèi)容。（2）在裝配式建筑中應(yīng)用BIM 技術(shù)，施工單位應(yīng)該結(jié)合工程項(xiàng)目的施工特點(diǎn)，通過(guò)成本數(shù)據(jù)資源的管理、RFID 芯片的數(shù)據(jù)追蹤等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，滿(mǎn)足行業(yè)的持續(xù)化發(fā)展需求。如在裝配式建筑的項(xiàng)目施工中，為實(shí)現(xiàn)成本控制的目的，可以融入5D BIM 模型，通過(guò)該模型的設(shè)置，并將施工進(jìn)度、施工質(zhì)量的控制等作為重點(diǎn)，充分發(fā)揮裝配式建筑施工的管理優(yōu)勢(shì)，以便為行業(yè)的運(yùn)行及科技創(chuàng)新提供參考，促進(jìn)裝配式建筑施工行業(yè)的經(jīng)濟(jì)化發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，為了更好地提高工程項(xiàng)目的質(zhì)量，施工單位應(yīng)將裝配式建筑施工與BIM 技術(shù)融合，逐步提升施工項(xiàng)目的管理效果。通常情況下，在實(shí)際的施工管理中，施工單位應(yīng)掌握施工中存在的問(wèn)題，通過(guò)各項(xiàng)影響因素的分析，在設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)階段以及裝配階段中加強(qiáng)BIM 技術(shù)的使用，發(fā)揮裝配式建筑工程的施工效果，滿(mǎn)足行業(yè)的持續(xù)運(yùn)行及穩(wěn)步發(fā)展需求。