淺析BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用

張志剛

中鼎國(guó)際建設(shè)集團(tuán)江西建筑工程有限責(zé)任公司 江西萍鄉(xiāng) 337000

BIM模型創(chuàng)建的過(guò)程，首先獲取建筑項(xiàng)目中的各類(lèi)信息和數(shù)據(jù)，然后使用數(shù)字信息虛擬技術(shù)模仿出真實(shí)建筑物的實(shí)際信息。BIM技術(shù)結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)信息采用三維模型為表現(xiàn)方式，突出的特點(diǎn)為高度可視化，多樣模擬化，多專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)化，可優(yōu)化性高，可出圖性等。BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑工程項(xiàng)目中，成為一種數(shù)字化工具，以參數(shù)化模型歸納集合工程中的各類(lèi)信息。

1 BIM技術(shù)

BIM技術(shù)的應(yīng)用不僅給傳統(tǒng)的建筑施工和圖紙識(shí)別帶來(lái)了方便，也給裝配式建筑的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工帶來(lái)了變化。BIM技術(shù)主要利用信息化手段，將建筑的所有信息進(jìn)行整合，建立從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工到運(yùn)行維護(hù)的相關(guān)數(shù)據(jù)模型，及時(shí)提供相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)建筑實(shí)體和各種功能特征的數(shù)字化。另一方面，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同部門(mén)在不同階段的數(shù)據(jù)共享，使模型更加直觀、協(xié)調(diào)、完整、一致、關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)多部門(mén)聯(lián)合作業(yè)，節(jié)省時(shí)間，提高效率。

BIM技術(shù)主要通過(guò)使用相關(guān)軟件完成，包括Revit、NavisWorks、Microsoft projectlumion3d Max和bim5d。Revit軟件是目前最常用的三維建模軟件之一，它不僅可以對(duì)建筑物進(jìn)行三維建模，還可以在結(jié)構(gòu)和機(jī)電方面進(jìn)行協(xié)同工作，主要用于與其他BIM軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和建立連接。NavisWorks軟件主要用于檢查管道、管道與建筑物之間的碰撞，減少設(shè)計(jì)中的主觀錯(cuò)誤。并且顯示的碰撞檢查可以與Revit同步，實(shí)時(shí)修改，改進(jìn)設(shè)計(jì)。microsoftproject軟件是一種進(jìn)度管理軟件，主要對(duì)目標(biāo)時(shí)間和預(yù)算時(shí)間進(jìn)行比較，從而制定詳細(xì)的進(jìn)度計(jì)劃，幫助項(xiàng)目經(jīng)理對(duì)進(jìn)度和成本進(jìn)行有效地控制和分析，為縮短工期、降低成本提供支持依據(jù)。Lumion軟件和3D Max軟件主要體現(xiàn)渲染功能，并及時(shí)導(dǎo)出高清效果的影響，為施工單位提供直觀的效果。Bim5d是在三維模型的基礎(chǔ)上從Revit導(dǎo)出的標(biāo)準(zhǔn)中間文件（IFC文件），然后使用Microsoft Project Progress文件形成4D。最后，將預(yù)算成本文件導(dǎo)入到項(xiàng)目中，實(shí)現(xiàn)bim5d，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目的及時(shí)控制。這對(duì)雙方都很方便[1]。

2 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

當(dāng)今社會(huì)市場(chǎng)對(duì)建筑的需求和標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，許多新的施工設(shè)備和施工技術(shù)被廣泛應(yīng)用于建筑中。BIM技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用廣泛的新技術(shù)，對(duì)建筑施工有著重要的影響。BIM是建筑信息模型。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，將建筑物的真實(shí)參數(shù)信息輸入其中，然后系統(tǒng)進(jìn)行仿真建模，為后續(xù)工程的施工提供有效的參考。BIM技術(shù)不是一個(gè)簡(jiǎn)單的工作流程，而是通過(guò)科學(xué)合理的布局為施工工作提供保障。

BIM技術(shù)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：

第一，信息具有很強(qiáng)的真實(shí)性和完整性。在構(gòu)建信息模型的過(guò)程中，BIM技術(shù)可以在一定程度上掌握更多的信息，保證信息的真實(shí)性和完整性。這樣可以保證員工決策的合理性，提高信息的利用率，為今后的工作打下良好的基礎(chǔ)。

二是具有較強(qiáng)的可視化和仿真特性。在應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)，通過(guò)圖像或模型將整個(gè)施工過(guò)程和結(jié)構(gòu)更直接地展現(xiàn)在工作人員面前，使工作人員能夠正確了解實(shí)際施工情況，明確施工要點(diǎn)和施工方向。另外，在合理應(yīng)用BIM技術(shù)的過(guò)程中，可以通過(guò)施工模擬來(lái)預(yù)測(cè)施工過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題。根據(jù)預(yù)測(cè)內(nèi)容，提前做好施工風(fēng)險(xiǎn)防范等工作[2]。

3 研究背景與現(xiàn)狀

近幾十年來(lái)，現(xiàn)代裝配式建筑技術(shù)作為現(xiàn)澆混凝土施工的一種替代方法，引起了許多國(guó)家的重視、應(yīng)用和推廣。根據(jù)住建部和黨的十七大的現(xiàn)行政策，明確了我國(guó)裝配式建筑的發(fā)展目標(biāo)，即堅(jiān)持走中國(guó)特色新型工業(yè)化道路，推進(jìn)業(yè)主與信息的深度協(xié)調(diào)與融合。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)BIM技術(shù)的研究較多，包括：BIM技術(shù)體系研究、施工可視化協(xié)同研究、BIM應(yīng)用擴(kuò)展研究等，為BIM技術(shù)在裝配施工階段的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。目前研究的重點(diǎn)是BIM技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)和軟硬件的可行性，忽略了整體應(yīng)用實(shí)施方案，導(dǎo)致應(yīng)用過(guò)程中BIM管理實(shí)施內(nèi)容不清、應(yīng)用點(diǎn)不清的問(wèn)題，嚴(yán)重影響了BIM技術(shù)在裝配施工中應(yīng)用目標(biāo)和價(jià)值的實(shí)現(xiàn)。

4 BIM技術(shù)下裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)

裝配式建筑是指在建筑施工過(guò)程中，能夠提高工程質(zhì)量、保證安全生產(chǎn)、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、提高效率的技術(shù)和組織管理模式。BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用，倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保，強(qiáng)調(diào)建筑產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，強(qiáng)調(diào)建筑產(chǎn)業(yè)鏈的整合和項(xiàng)目全生命周期的一體化管理，以新的模式和理念實(shí)現(xiàn)效益最大化，最終形成產(chǎn)業(yè)鏈整合、組織整合、縮短工期的項(xiàng)目成本節(jié)約優(yōu)勢(shì)[3]。

5 影響裝配施工的因素

5.1 準(zhǔn)備

裝配式建筑的施工周期和方法不同于傳統(tǒng)的澆筑施工，它涉及到預(yù)制構(gòu)件的管理和后續(xù)的裝配工作。因此，施工前必須做好準(zhǔn)備。要保證預(yù)制構(gòu)件和施工現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件的順利裝配，就要保證預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量，精心選擇加工廠家和材料，從根本上保證建筑質(zhì)量。這樣也便于后期養(yǎng)護(hù)工作的開(kāi)展，避免了材料問(wèn)題影響施工質(zhì)量。

5.2 施工方式

由于裝配式建筑施工方法的特殊性，施工方法對(duì)建筑的整體質(zhì)量影響較大。在施工過(guò)程中，如果某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)，將對(duì)建筑產(chǎn)生安全隱患。例如，施工中的管線布置是最復(fù)雜的環(huán)節(jié)，也是最容易出錯(cuò)的環(huán)節(jié)。主要原因是施工過(guò)程中管線布置與設(shè)計(jì)圖紙不完全一致。而在實(shí)際施工過(guò)程中，往往由于天氣因素，零件變形或脫落，或由于施工方法不規(guī)范，造成管道堵塞。另外，施工現(xiàn)場(chǎng)人流大，會(huì)使建筑物產(chǎn)生振動(dòng)，造成建筑物構(gòu)件因振動(dòng)而錯(cuò)位，管線發(fā)生偏移。上述情況將影響建筑物的穩(wěn)定性，降低整個(gè)建筑物的質(zhì)量和使用壽命[4]。由此可見(jiàn)，施工方法對(duì)建筑質(zhì)量起著決定性的作用。優(yōu)化施工方法，規(guī)范施工顯得越來(lái)越重要。

5.3 施工人員

裝配式建筑的施工過(guò)程比較復(fù)雜，要求施工人員嚴(yán)格按照相關(guān)制度進(jìn)行操作。但在實(shí)際施工過(guò)程中，受施工人員技術(shù)水平的影響，施工模式也不同于傳統(tǒng)的澆筑施工模式，從而導(dǎo)致施工人員組織模式的變化。在整個(gè)施工過(guò)程中，不同工種的人員數(shù)量也發(fā)生了很大變化，對(duì)普通工人的需求減少，新增了操作大型設(shè)備的技術(shù)人員和預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸人員，加大了管理人員的工作壓力。一旦某個(gè)環(huán)節(jié)操作失誤，就會(huì)影響建筑的施工進(jìn)度，埋下隱患。此外，施工人員的綜合素質(zhì)也是影響施工的重要因素。如果工人沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)到建筑安全的重要性，就會(huì)出現(xiàn)工作態(tài)度不端正或不按圖紙施工的情況，影響施工質(zhì)量和施工進(jìn)度。

5.4 管理模式

與現(xiàn)澆施工相比，預(yù)制施工對(duì)管理模式也提出了新的要求。管理部門(mén)在施工中要深入各部門(mén)，盡可能協(xié)調(diào)各部門(mén)之間的工作，促進(jìn)施工的順利進(jìn)行。管理部門(mén)還需要協(xié)調(diào)預(yù)制構(gòu)件制造商與現(xiàn)場(chǎng)安裝人員之間的關(guān)系，確保所有項(xiàng)目活動(dòng)都按照指標(biāo)進(jìn)行，確保建筑安全。管理人員要對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行備份，避免因圖紙丟失而無(wú)法施工的情況，嚴(yán)格控制驗(yàn)收環(huán)節(jié)的質(zhì)量，檢查建筑是否與圖紙相符，確保建筑質(zhì)量。

6 BIM施工過(guò)程管理應(yīng)用

6.1 BIM技術(shù)在項(xiàng)目進(jìn)度管理中的應(yīng)用

工程建設(shè)進(jìn)度能否達(dá)到預(yù)期要求，對(duì)工程的經(jīng)濟(jì)效益有著深遠(yuǎn)的影響。要有效控制工程進(jìn)度的各個(gè)環(huán)節(jié)，杜絕資源浪費(fèi)，從而更有效地掌握工程進(jìn)度。裝配式建筑具有構(gòu)件數(shù)量多、安裝工藝復(fù)雜的特點(diǎn)。為了突出裝配式建筑施工速度快的優(yōu)勢(shì)，有必要對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行有效地控制和管理。

由于建筑設(shè)計(jì)缺陷難以避免，且在施工過(guò)程中經(jīng)常暴露出來(lái)，設(shè)計(jì)變更不可避免；從變更需求、變更申請(qǐng)、監(jiān)理審批到建設(shè)單位審批，最后到建設(shè)單位實(shí)施；承包商需重新編制相關(guān)施工方案和進(jìn)度計(jì)劃，并進(jìn)行相關(guān)技術(shù)論證和技術(shù)交底；另外，對(duì)圖紙和技術(shù)方案的理解上的差異和不足，對(duì)施工工藝的熟悉程度和掌握技術(shù)的熟練程度也影響設(shè)計(jì)變更的實(shí)施；整個(gè)過(guò)程所需的時(shí)間往往難以估計(jì)，這很容易導(dǎo)致項(xiàng)目進(jìn)度的延誤。

首先，利用RIFIT和NavISWork等軟件對(duì)預(yù)制建筑的基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件、建筑結(jié)構(gòu)、水電管線、裝飾裝修等進(jìn)行建模[5]。然后將BIM模型導(dǎo)入到軟件中。在施工管理過(guò)程中，一方面將涉及所有施工過(guò)程的施工進(jìn)度計(jì)劃加載到模型中，并關(guān)聯(lián)所有BIM模型信息，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)施工的動(dòng)態(tài)三維仿真，直觀地監(jiān)控工程的實(shí)時(shí)進(jìn)度；另一方面，由于BIM模型中各種信息的準(zhǔn)確性和相關(guān)性，一旦參數(shù)發(fā)生變化，其他相關(guān)信息就會(huì)自動(dòng)實(shí)時(shí)更新。當(dāng)施工活動(dòng)中遇到設(shè)計(jì)變更時(shí)，可根據(jù)變更要求和施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變更；變更后的施工進(jìn)度也進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整。

通過(guò)BIM技術(shù)實(shí)施施工進(jìn)度管理，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵參數(shù)的動(dòng)態(tài)調(diào)整，控制關(guān)鍵路徑，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)施工進(jìn)度。它具有直觀易控、管理更加科學(xué)、有效、智能化、可視化等優(yōu)點(diǎn)。它能更好地控制整個(gè)工程的施工進(jìn)度，有效地縮短工期，進(jìn)一步降低工程造價(jià)和投資。

6.2 BIM模型在施工技術(shù)交底中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理中，技術(shù)交底通常是以文字描述為基礎(chǔ)，項(xiàng)目管理人員以口頭教學(xué)的方式向職工進(jìn)行交底。這樣，不同的管理人員往往對(duì)同一個(gè)過(guò)程有不同的理解，口語(yǔ)教學(xué)方法也多種多樣。經(jīng)營(yíng)者文化水平和技術(shù)水平參差不齊，理解程度不一。認(rèn)識(shí)上容易出錯(cuò)，導(dǎo)致施工技術(shù)上的錯(cuò)誤，給工程帶來(lái)很大的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)和安全風(fēng)險(xiǎn)，不利于工程安全控制和質(zhì)量管理。

通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用，管理人員可以快速、更直接地對(duì)施工人員進(jìn)行三維可視化技術(shù)交底，對(duì)施工人員進(jìn)行三維直觀教育，使其更容易接受和理解交底內(nèi)容，迅速了解和掌握施工工藝和要求，使交底效果顯著增強(qiáng)。

將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑工程的可視化交底中，可以優(yōu)化和模擬復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的施工過(guò)程，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。模型優(yōu)化完成后，通過(guò)視景仿真演示，對(duì)裝配構(gòu)件吊裝作業(yè)人員進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)技術(shù)交底。與抽象的技術(shù)術(shù)語(yǔ)相比，操作人員更容易理解，交底活動(dòng)更深入，操作人員的操作活動(dòng)更順暢，符合要求，從而加快構(gòu)件安裝的施工進(jìn)度，可有效節(jié)約工程造價(jià)和投資。

7 結(jié)語(yǔ)

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，BIM技術(shù)取得了一定的進(jìn)步，在我國(guó)建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。它能有效地實(shí)現(xiàn)不同階段、不同部門(mén)之間的數(shù)據(jù)共享和傳輸，在預(yù)制施工中發(fā)揮著重要的作用。因此，在實(shí)際施工工作中，施工人員應(yīng)正確認(rèn)識(shí)BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和技術(shù)特點(diǎn)，并對(duì)實(shí)際施工情況進(jìn)行詳細(xì)分析，以便在不同的工作環(huán)節(jié)更合理地應(yīng)用BIM技術(shù)，從而有效保證工程質(zhì)量，提高施工階段銜接，促進(jìn)施工工作有序進(jìn)行，提高工作效率。同時(shí)，在應(yīng)用BIM技術(shù)的同時(shí)，也需要關(guān)注實(shí)際情況，從而推動(dòng)建筑設(shè)計(jì)生產(chǎn)模式和管理理念的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)我國(guó)建筑業(yè)的更好發(fā)展。