周永超
中铁建大桥工程局集团西北工程有限公司
宁夏 银川 750000
摘要：近年来，我国的建筑行业发展快速，推动了我国各个行业领域的进步，目前，工业化进程的不断加快，对环境质量要求的不断提高，对建筑工程的要求越来越高；装配式建筑因其工业化制做，施工速度快，施工现场对环境影响小等特点，近年来备受瞩目，已成为发展的必然；而BIM技术由于其精准、直观、后期便于管理等优点，在装配式工程中利用BIM进行设计施工及后期管理得到了关注，将BIM技术应用于装配式建筑施工设计中已成为必然趋势。
关键词：装配式建筑；BIM技术；应用
引言
装配式建筑结构在施工形式上与传统建筑有所不同，改变了原有在施工现场配比混凝土并浇筑的形式，转变为预先将混凝土建筑构件生产完成后再送至施工现场直接装配。包含施工中涉及阳台、立柱、隔板、梁等构件，直接在施工现场拼装即可。在安装方面只需通过构件预留的孔洞和钢筋匹配后再灌浆浇筑即可完成。装配施工形式工期短、工艺简单、环境影响小、施工成本低，因此具有较广泛发展空间。BIM技术是建立在3D基础上的数字模型，通过将建设项目信息加以改进实现技术支撑，属于建筑信息模型技术，可极大提升工作效率，并让内部工作结构得以优化，提升施工的安全保障。本文以装配式建筑结构施工和BIM技术为主线展开相关讨论。
1 BIM技术
BIM是建筑的信息化模型，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。它不是简单地将数字信息进行集成，而是一种数字信息的应用，并可以用于设计、建造、管理的数字化方法。随着国内建筑设计领域的发展，BIM已经初步应用于建筑工程行业并彰显了其巨大的商业价值，但目前BIM的应用现状，还存在很大的局限性，BIM引领的建筑工程领域的革命所应创造的经济效益和社会效益只是冰山一角。国内不少具有前瞻性与战略眼光的工程类企业开始思考如何应用BIM技术来提升项目管理水平与企业核心竞争力。BIM技术应用的最大价值就是在于打通建筑的全生命周期。这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险。
2 BIM技术的优势
2.1优化完善装配式建筑
设计环节会直接决定装配式建筑是否顺利开展，对工程造价以及工程的整体质量产生深远影响。对于传统的装配式建筑来说，其主要是在CAD软件中落实完成的，以至于在这一工作背景下，部分工作人员很难全面细致的对设计图纸全面掌握，以至于技术交底存在的限制因素，而在采用BIM技术时，会在第一时间掌握设计环节中所存在的薄弱环节，及时指出以及调整。BIM技术的采用会落实建筑模型可视化，让工作人员更加准确地理解所设计的关键内容，采用建筑模型的可视化来全面掌握工程的个性化需求，在开展必要的设计审核来进一步明确设计意图。需要注意的是，在实际的实践中如果发现存在不合理以及不专业的问题，应采取有效手段落实改正来显著提升设计方案的整体效果。
2.2可模拟
设计阶段，设计师利用软件对建筑物模型进行日照、节能分析，对建筑物造型、外立面进行优化。施工阶段，可以进行堆场、施工路线和次序的模拟，优化现场施工，提高效率。运营阶段，运用模型对建筑物进行全程监控，也可以为突发状况进行模拟，提前准备应对方案。改建阶段，对改建过程进行模拟，建立改建后模型，方便指导施工。
2.3 BIM技术在PC构件存储质量管理的应用
当预制构件到达施工现场后，要根据现场情况合理安排仓储、吊装等布局，并根据生产需求合理安排施工设施设备，同时需要注意的是，对于结构复杂、体积较大等特殊构件，还要考虑在仓储环节不会被施工影响破坏，过重过大的构件要考虑对场地的加固处理，并且还要为后期吊装机械的位置预留好构件周转的空间。BIM技术在仓储环节中起到的信息化作用主要在于构件的识别与定位，根据施工吊装的先后顺序合理安排仓储顺序，通过植入芯片将构件信息录入信息系统后，可以直接从信息化软件或平台上直观地操作模拟构件堆放以及施工的流程，便于作业人员进行施工方案的编制与交底工作。
3 BIM技术在装配式建筑中的应用
3.1施工方案设计
对装配式建筑施工方案进行深化设计时，应保证各专业部门之间协调配合和力度，使得各个部门可以在相互配合条件下构建详细可靠的装配式建筑模型，必要时还应借助BIM技术对装配式建筑模型进行细化处理，保证装配式建筑模型和施工方案的完善性，方便有关部门灵活应用设计方案和相关模型开展装配式建筑建设施工。而应用BIM技术进行装配式建筑施工方案设计，还能在保证预制构件结构和功能完整合理条件下减少装配式建筑中预制构件种类，避免有关部门在预制构件加工制作时因种类繁多而出现问题。有效提高各类预制构件加工制造精度，并在保证预制构件节点和预留孔等精细部位可视化效果条件下，强化装配式建筑中各部位预制构件安装效果和综合施工质量。发挥BIM技术在装配式建筑施工方案协同深化设计中的作用效果，为推进装配式建筑施工稳步开展提供有力支持。
3.2构件管控工作中BIM技术的应用
建筑工程中混凝土构件的质量对工程整体质量有重要影响，关系到整个工程的安全性，根据相应《指导意见》的要求应保证装配式建筑工程的生产和质量安全。BIM技术以及RFID技术在装配式建筑中的应用起到至关重要的作用。RFID技术为无线电频率识别技术，通过对该技术进行应用，可以使工程构件的各方面信息及时有效地传递，通过BIM技术对各项相关信息进行整合，使装配式工程各部位构件的质量和进度得到及时有效的控制，有利于相关工作人员对构件的生产、运输、储存、安装等各个过程进行及时追溯。
在装配式建筑的施工过程中，预制构件的储存状况会在一定程度上影响构件的质量和转配效率，通过RFID和BIM两项技术的结合，施工人员可以由构件出厂之后开始，对构件的存放环境及存放位置进行合理选择，可以有效缩短构件运输距离，从而提升施工效率和降低人员工作强度。以此技术为基础，在施工过程中，工作人员可以将构件的名称、规格以及安装位置等信息，全部使用RFID标签进行记录，并使用BIM技术对其安装位置的合理性进行判断，若发现问题，可以及时有效地采取合理的措施进行处理。
3.3施工阶段
传统二维平面设计往往是不同专业独立设计，很少进行全专业整合，即使设计中会相互沟通交流，但还是会遗留很多问题，例如:结构梁标高出错、柱上下没对齐、水电风管碰撞等，以上问题大都是在施工阶段才会发现，此时施工已经进行了一部分，只能通过设计单位给出修改方案进行现场返工，这种建造方式不仅效率低下，施工质量无法保证，同时拖延施工工期。此时BIM技术的可视化显得尤为重要，不同专业可选择在同一个模型协同工作，也可在不同的模型中各自建模，然后通过IFC格式数据进行传递、整合信息。通过BIM模型的全专业整合及碰撞检查，可以实现设计阶段就发现图纸上的“错漏碰缺”问题，同时借助软件对这些问题进行标记，生成碰撞报告，然后集合全专业设计师共同协商解决。在装配式建筑施工中提倡模板先行的原则，即在预制构件未进行现场施工时，先在现场拼装出一个户型，这样可以让工人更好地了解不同构件的施工次序及节点施工工艺，但是鉴于现场施工场地的限制，很多施工单位并未进行模板组装就开始预制构件的安装，导致预制构件施工中碰到不同情况的问题，然后再连同设计单位协商解决，导致项目工期延迟，施工质量无法保证。通过BIM技术在软件中进行预制构件的预拼装演示，再将预拼装过程做成视频交由施工单位进行现场宣贯。对于涉及防水、灌浆等较为复杂的节点时，通过BIM模型的演示，可以让工人了解规范的施工流程，提高工人对施工措施的熟练度，从而提高了施工效率和质量，保证项目顺利完成。
同时，结合BIM技术可集成的特性，将3D的BIM模型加上施工工期等时间信息，实现可用于施工模拟的4D模型，在模型中增加施工塔吊、脚手架、构件堆场、施工路线等信息，施工单位可以借助模型合理地安排施工工序。然后将模型导入轻量化管理平台中，工人借助移动设备实时查看施工情况，对于未施工的复杂部位和易错点，做到提前模拟、高效安排。总而言之，通过BIM技术的使用可以大大提高施工的效率和质量。
3.4施工阶段
施工现场管理长期以来是施工管理的重要组成部分。装配式建筑施工单位必须对施工现场环境实施统筹化全方位管理，增强管理严格性与预见性，确保预制构建能够合理摆放于施工现场，降低现场杂乱度，提升现场构件储存安全性。在传统建筑施工过程中，由于预制件在类型、材质等方面存在差异且需求数量较多，常由于编制和摆放的不规范性影响到构件使用质量，甚至影响施工项目进度与质量。而在BIM技术帮助下，施工现场管理可实现更精确化的安排。通过模拟管理让各项细节真实有效。施工现场管理计划和场地部署可在协调下统一完成，减少二次处理，避免出现操作不规范相应问题，控制人力成本并提升工作效率。在RFID技术和BIM技术共同使用下，装配结构管理模式可被不断优化，使之更符合施工现场调度需求。施工各阶段的实际信息可被及时了解并作出相应控制与调整，保障装配式建筑项目顺利进展。
3.5在进度管理方面的应用
运用BIM技术进行施工进度模拟，通过4D模型进行施工进度检查。BIM技术提供的建筑信息综合模型和模拟装配式建筑吊装和搭接过程，不仅能够对建设项目的施工过程进行控制，而且还能够实现对装配式建筑的场地布置，合理的场地布置能够节省很大的空间，也能够加快装配式建筑吊装和搭接的速度。
3.6 BIM技术在施工质量管理的综合应用
为实现装配式建筑施工的全过程管理、QC管理的目标，BIM技术可以从建设初期即设计阶段开始融合，通过在设计阶段进行构件编码后，采用清单式管理办法，将所有构件通过信息化识别后列出清单，清单包含构件的各项信息数据，并列明质量需求，作为后期施工的质量管理依据。之后可以通过BIM模型进行模拟分析，对某些二维图纸不便展示、难以标识的部位及施工工艺进行动画模拟，方便管理人员进行施工交底，并明确相关技术人员、管理人员的质量管理内容。随后BIM技术可以结合二次开发，与施工管理相结合，实现5D管理，为施工质量管理提供模型数据基础，提前做好质量管控重点分析，结合现场施工情况，对关键部位关键工序进行重点把控，也便于质检人员根据模型信息情况进行重点检查，保障项目质量。除此之外，BIM技术还可以为装配式建筑项目施工管理提供管理辅助功能，通过质量责任的分解，构建及不断完善质量管理组织结构，确定岗位人员的工作职责，为QC小组提供信息化数据，对质量过程信息的追溯、定位、施工整改等方案的制定提供数据支持。同时，BIM还可以结合IFC标准等构建企业标准，为企业的长期生产质量稳定性提供科学保障。
结语
通过上述问题的分析，我们充分地意识到在装配式建筑工作中落实采用BIM技术的价值和作用。在社会快速发展的背景下，我国建筑行业也取得了一定的发展成果，而装配式建筑在依托BIM技术的前提下始终处于高速发展状态中。BIM技术有着自身独特的优势和特征，在显著提升设计质量以及合理性的同时，会在本质上减少设计人员的工作量和负担，降低成本投入，优化完善整个生产流程，落实实现数字化、信息化以及现代化。为了确保在装配式建筑中发挥出BIM技术的利用价值，应当要提升工作人员的专业性技能、注重装配式建筑工程设计、生产以及施工实施监督管理，为确保我国装配式建筑行业有着更加广阔的发展空间奠定坚实的基础。
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