黄文超
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摘 要：装配式建筑具有高效、环保、安全的特点，是建筑行业的发展趋势。在我国装配式建筑的实际应用中，它面临着设计成果不合理、信息共享困难、施工率低的问题。随着信息化技术的不断发展，BIM技术的应用可以帮助装配式建筑解决现有问题，并促进智能化建筑发展。本文针对面向BIM技术下装配式建筑精细化施工管理进行探讨，分析了BIM技术在装配式建筑中的优势，介绍了BIM在装配式建筑的设计生产和施工中的应用，阐述了装配式建筑未来发展趋势，仅供相关人员参考。
关键词：BIM装配式建筑；智慧建造；施工模拟
随着我国社会的不断发展，人们的生活水平日益变好，对建筑行业也有了新的要求。因此，近年来，我国先后推出了一系列鼓励BIM装配式建筑的发展。随着国家和社会对建筑质量、节能环保的重视，建筑业逐步转型和升级已经是大势所趋。但是装配式建筑仍存在设计成果可能不合理、信息共享困难、施工率低等问题。在这种情况下，必须对传统技术进行优化，创新管理方法，将BIM技术与装配式建筑有效地进行结合，利用BIM技术为装配式建筑精细化管理提供更多支持。
1 传统装配式建筑存在的问题
随着建筑工业化的到来传统装配式建筑被现代装配式建筑所取代。装配式建筑可以分为三种，分别是混凝土结构建筑、钢结构建筑以及木结构建筑，当前，我国装配式建筑发展越来越快。据相关数据显示，2019年就有4.2亿平方米新开工的建筑，占新开工的建筑面积13.4%；而2020年就增加到了6.3亿新开工的装配式建筑，占新开工建筑面积高达20.5%。但是，传统装配式建筑有许多优点，但是也存在如下问题。
1.1传统装配式建筑在设计管理上的不足
建筑工程包含建筑、结构、安装、室内精装、门窗幕墙、园林景观等多专业，需要多专业协同以实现工程建设目标。但是，传统的装配式建筑主要依靠人工审图，难以确保各专业图纸交圈、难以确保图纸质量，这会给后续的开发报建、施工进度、质量安全管理等方面留下潜在的问题。
1.2传统装配式建筑在成本管理上的不足
传统的装配建筑施工成本的管理过程中，有很多因素制约了成本管理。例如：在施工管理的过程中，大多施工企业对成本管理，是以一个月为周期进行管理。而且主要是通过事会计核算的方式对成本进行控制。这样的成本控制手段不能够直观看到各个环节中的错误，而且数据也不是最新数据，不能够按照需求及时调整成本。
1.3传统装配式建筑施工过程中的安全管理问题
现阶段，装配式建筑的施工过程中，安全监督管理人员的技术水平偏低，不能够及时发现施工过程中施工人员的操作错误，为建筑施工埋下了安全隐患。同时，一些工程管理人员缺乏责任感且没有良好的安全意识，对装配式建筑施工未进行有效安全监督。另外，一些施工单位没有建立相应的施工安全管理制度，施工人员的自觉性较差，没有按照项目的标准进行施工，进而出现了一系列的问题。
2 BIM技术在装配式建筑中的优势
BIM技术通常被用在整个装配式建筑工程中，有助于对其进行精细化管理。有助于施工人员了解各环节的施工信息，给各环节之间的人员提供了沟通平台，有效地节省施工成本，为生产效率提升、工程质量安全提供了保障。
2.1 BIM技术成本管理优势
运用BIM技术，有助于施工人员了解各个环节施工情况，对设计方案、招标图纸、施工图纸的深化起到良好的促进作用，进而显著改善成本管理。 BIM技术成本控制具有快速分析，准确分析和强大分析的优点。
（1）快速准确精细。重复使用可用建筑物以形成模块库，帮助建立建筑物的标准规模，并基于BIM建立5D数据库的动态维护，这大大提高了准确性，汇总和分析的能力得到了很大增强，可以快速定位项目每个部分的成本数据，以控制项目每个部分的实际成本[1]。
（2）分析能力强，提高企业对成本的控制能力。利用BIM技术，我们可以收集和分析具有更多统计分析条件的各种成本报告，更好地了解不同时间的资金需求，模拟和优化资金的收集和分配，每个项目都可以直接查看，公司可以完全控制该项目的建设成本。
（3）虚拟施工。通过BIM技术结合施工计划模拟实际施工，可以利用BIM技术的视觉效果直观地了解施工过程和结果，在施工前识别并有效解决大多数施工风险问题，并大大减少了返工情况的出现。
2.2 BIM技术质量管理优势
BIM技术质量管理与传统的二维质量管理相比，提高了装配式建筑的质量管理效率，实现了装配式建筑质量的真实有效控制，提升质量责任的可追溯性。表1显示了传统的二维质量管理和BIM技术的质量管理的优缺点。
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2.3 BIM技术安全管理优势
（1）可视化的管理。在装配式建筑施工的过程中，3D模型提供了项目的可视信息，所有参与者都可以随时了解项目的动态变化，可以发现施工过程中容易发生安全问题的危险源，并预先建立适当的安全控制措施。
（2）优化施工方案。BIM技术可用于检查装配式建筑物的安全性，在BIM平台上模拟装配式建筑物的吊装，拼接等其他过程，并进行综合分析，从而发现施工过程中的潜在安全隐患，优化施工方案，并有效减少可能发生的安全事故[2]。
（3）制定安全应急措施。BIM技术不仅可以建立3D视觉模型，还可以进行4D施工模拟，根据实际施工过程，可以在施工过程的不同阶段进行不同的施工安全管理，在实际施工之前发现潜在的安全隐患，采取紧急安全措施。
2.4 BIM技术进度管理优势
（1）构件生产精细化。BIM技术在装配式建筑设计阶段进行了精细建模，建立了可重复使用构件的自由组合模块库，解决了确定装配式建筑构件中构件大小的问题，具有自动统计和图片加工功能。实现了装配式建筑构件工厂的精细生产。
（2）信息利用极大化。3D可视化模型可以实现高度共享的装配建筑施工信息，减少因为项目信息过多或丢失的影响，并提升信息利用价值。在进度计划过程中，施工部门可以大大减少检查图纸的人数和工作时间，加快施工进度的制定，提高施工进度表制定的准确性。
（3）施工管理可视化。BIM技术允许装配式建筑物模拟动态建筑物，确定覆盖节点的合适方案，在吊装和拼接装配式建筑物的过程中接受数字跟踪，并使用BIM技术模拟4D进度，以发现早期施工中潜在的问题，对早期施工进行修改，提高预制施工的管理效率。
3 BIM技术在装配式建筑中的应用
3.1 在成本管理方面的应用
基于BIM技术，可以建立5D关系成本数据库，可以快速进行多维成本分析，在项目规划阶段，BIM技术可以提高项目可行性分析的效率，进而降低成本。 在项目决策阶段，使用BIM技术和Revit软件对项目进行详细规划，以提高项目建设的成本效益管理；在项目的建设和安装阶段，BIM技术可以帮助建设和管理。目的是确保建设和安装的科学性和合理性[3]。
多项研究表明，项目进行的总时间的50％用于成本估算上，而BIM方法可节省近90％的时间并减少人为的预测误差，通过BIM技术识别模型，汇总并计算不同组件清单的数量。使用BIM技术对装配式建筑进行虚拟施工仿真，并以表格形式预览装配式建筑物的寿命周期，装配式建筑过程的成本将以可视化形式显示在整个项目生命周期过程中。
3.2在质量管理方面的应用
（1）建模前期协同设计。在建模的第一阶段，装配式建筑项目的每个参与者可以参与基于BIM平台的项目模型的设计，加强各方之间的沟通与合作，并可以在统一模型数据库中对图纸进行联合视觉检查不仅节省工程成本，而且提高了工程设计的效率。
（2）碰撞检测。BIM技术用于优化装配式建筑与3D模型之间的碰撞，并与BIM模型数据库比较生产的零部件，以确保生产质量，提高零部件吊装和拼接的准确性和效率，并消除潜在的冲突和组件在施工现场发生碰撞。
（3）施工工序管理控制。使用BIM技术，我们可以制定特殊的技术措施，以确保项目不同环节的质量，控制工作流程，设置过程质量控制点，尤其要注意容易出现问题的关键环节，预览装配式建筑的施工过程以及加强对施工流程的有效管理和控制。
3.3在安全管理方面的应用
传统的项目安全管理存在施工安全规划落后、缺乏对危险源针对性和动态的管理等问题。利用BIM技术对装配式建筑现场的要素进行预设和控制，可以对施工现场进行安全管理，减少施工现场的不安全行为。BIM技术在安全管理中的具体应用如图所示，包括施工准备阶段的安全控制，施工过程模拟，施工动态监控和灾害应急管理。
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图2 BIM技术在安全管理中的是体应用
3.4在进度管理方面的应用
BIM技术用于模拟施工进度，并通过4D模型验证施工进度； BIM技术提供了全面的建筑信息模型和模拟的安装过程，可以对建筑物进行吊装和拼接，不仅可以控制施工项目，还可以规划安装施工现场的布局，合理的场地延伸可以节省很多空间，并提高吊装和拼接速度。
4 装配式建筑未来发展趋势
4.1 一体化
建筑业的一体化建设是未来的趋势，装配式建筑也不例外。一体化发展具有两个含义：（1）各个专业的整体发展。设计、生产和安装的一体化发展，应用领域：用BIM设计建筑图纸，包括垂直截面和各种细节的图纸；使用BIM计算工程量；使用BIM以提升项目建设的整体质量，增加资源利用率并降低项目成本。（2）各种应用程序系统的集成开发。现在应用程序系统的类型很多，行业中很多人在长期工作中都习惯使用某些类型的软件，如果数据格式不同，一些文件就会出现打不开的现象。这要求在系统之间支持开放标准，并且可以在不同的软件系统之间直接共享数据[4]。
4.2精细化
精细化是建筑行业未来发展的视角和方向。将BIM运用在装配式建筑中提升进行细化管理水平，有助于施工人员了解整个项目的施工情况，而且还能了解子项目的情况。BIM可以准确地传递信息，提供相关模型的常规和局部信息，并提升质量管理。
4.3智能化
自动化技术可以使机器取代人类来完成简单的工作，由系统而不是由人类来做出决策。例如，专家系统拥有大量的数据的支撑，因此，具有特别高的专业性，且运用互联网技术可以检查建模的准确性，传统方法只能人工测量或用肉眼进行简单判断。BIM+信息技术可以自动检查组件的大小和距离，从而减轻了人们的负担。另外，可以在生产过程中使用智能系统替代生产中的人员。现阶段，我国面临劳动力短缺的问题，建筑工人的年龄通常较高，劳动力不足；自动机器人的应用势在必行，已成为建筑行业的新发展趋势。
5 结语
BIM技术在装配式建筑中的应用可以优化设计，提高设计效率，通过可视化生产和组件跟踪管理确保生产质量和安全。基于BIM的装配式建筑有效地改变了我国建筑业的发展模式，这是当前建筑业发展的重要方向。
参考文献
[1]张林,周文杰,冀诚,申张鹏,马志杨,李浩淼,梁存君. 装修一体化装配式建造技术研究现状及展望[J]. 山西建筑,2021,47(03):184-187.
[2]邱令乾,宋妮蔓. 装配式建筑BIM正向设计实践与思考[J]. 城市住宅,2020,27(12):104-109.
[3]陈明勇,郑璐,梁先军,李武,刘文珊. BIM在装配式建筑项目生产中的应用[J]. 广东土木与建筑,2020,27(10):51-53.
[4]马海英,邱令乾. 基于BIM的EPC装配式工程实践[J]. 城市住宅,2020,27(07):18-22.