BIM技术在装配式建筑施工管理中的应用

BIM技术在装配式建筑施工管理中的应用

陈曾

中国建筑第二工程局有限公司华东分公司 上海市 200315

摘要：建筑行业高速发展的时期对于经济的作用显而易见，在建筑行业步入平稳发展期之后，生态文明建设开始成为国家层面的战略。作为我国的支柱性产业，建筑行业一方面贡献了大量的生产总值并促进了城乡建设的快速发展，另一方面却因为传统的作业方式导致资源浪费问题和其他污染问题。对此，我们需要以提升生产效率和产品标准化水平为目标，有效地解决生产环节和生态环节存在的矛盾，在推进新型城镇化的过程当中起到良好的辅助效用。

关键词：BIM;装配式建筑;施工管理;

建筑行业是我国国民经济发展过程当中的物质基础，从改革开放以后，我国建筑行业就一直处于稳定扩张的状态。但随之而来的问题就是资源浪费严重以及建筑消耗过大，与可持续发展的要求之间出现了明显矛盾。BIM作为建筑全生命周期信息管理的主要工具，可以有效地让我国建筑行业转型阶段的装配式建筑类型克服原有缺陷。因此，本次研究也旨在通过BIM技术在施工管理环节的应用方案，指明其未来的发展路径从而实现生产方式的针对性改进。

1 BIM技术在装配式建筑的应用原则

1.1 模数化设计

现阶段社会各个行业都实现了信息化接轨，采用信息化生产技术给施工带来了便利条件。借助相应的技术手段和平台资源数据分析方法，搭建建筑施工场景进行管理能够保障现场工作管理效率，不仅简化了施工流程，而且提升控制能力。BIM的模数化设计充分体现了我国建筑行业的领先水平和现代化发展水准。我国很多建筑也是BIM技术应用的典型，例如上海迪士尼乐园，北京凤凰传媒中心等。

装配式建筑的模数化设计指的是利用基本模数、扩大模数和分模数的RNG方法将预制构件、建筑组合件等内容和尺寸进行设计，实现建筑工业化、标准化和智能化，确保主体结构和整体协调之间能够更加和谐。此外，模数化设计的另一作用在于确保建筑构件的规格化与通用化从而达到多层次的建造要求降低生产成本。按照《建筑模数协调标准》的相关要求以及模数协调标准制定比例，在平面设计时可以考虑采用基本模数或是扩大模数，保障构件从设计生产到最终的组装阶段都能实现尺寸协调要求。构配件在使用多种材料时，不同的材料要和建筑的整体尺寸关系之间保持和谐。

1.2 标准化设计

标准化设计是建筑工业化的主要发展目标，同时也能让大部分构件完成工业化生产从而减少现场的施工作业以提升工程建设效率。对此，建筑标准化设计应该针对不同类型的建筑和配件、连接要求来制定系统化的设计方法和设计过程。在这里需要注意的是，考虑到气候环境和生产条件等客观因素，装配式建筑本身存在地域性，很难采取完全标准化的结构来进行统一，且部分构件只能够在小范围内进行标准化设计。这一点我们可以从环境角度做出评估，例如我国的北方和南方地区气候差异明显，建筑物外墙保温、抗腐蚀、防水等方面的性能要求比较大，外墙板在设计时便无法实现全国范围内的标准化设计，只需要按照各个地区制定各自的标准即可。在进行施工模拟时，也可以基于某个区域的特殊环境特征来设置对比条件布置施工场地等，发现特殊性问题作出调整，确保标准化设计的质量。

1.3 协同设计

装配式建筑的协同设计指的是各个生产单位在配合和协同工作的前提下完成专业化设计和一体化设计，一方面保障设计质量，另一方面及时发现可能存在的各类问题提升专业配合度。特别是对于装配式建筑而言，与传统混凝土现浇建筑模式相比，其现场组装方式决定了很多构件之内可能存在预埋件，如果设计阶段没有考虑到这些方面的内容，那么现场组装时可能很难采取后续处理方式。这说明协同设计阶段建筑师和工程师们需要明确各自的协同责任，利用BIM技术搭建系统化平台，让各个专业都可以在平台上设计并共享设计成果，生产方和施工企业也可以在早期进入平台内完成工作协调。

1.4 信息化综合设计

BIM当中除了具备模型搭建的主要功能之外，还可以实现信息化管理，现代装配式建筑需要解决的关键问题就是各个施工部门之间的信息沟通和信息协作。两者在进行结合时，就能有效解决装配式建筑施工环节的现存问题。例如BIM技术平台在使用过程当中会涉及一些施工阶段的数据信息，这些信息，包括建筑尺寸、使用材料情况、预制配件的搭接数据等，诸如此类的数据都需要完成综合应用，从而将数据导出，并且最终形成竣工报告。在信息化技术的支持之下，无论是施工开始阶段还是竣工阶段，都可以采取科学有效的管控方式完成可持续生产建设的要求，方便管理人员对设备信息进行监控，确保数据运行时的稳定采取动态化监控模式。例如，技术人员可以直接对输入设备运行数据进行提前设置，在设备产生故障之前及时发出预警情况，并且制定对应的研究方案，或是以可视化的功能通过模型检查定位故障产生的具体区域。

2 BIM技术在装配式建筑中的应用过程

2.1 前期准备阶段

前期阶段主要指的是项目的策划阶段，装配式建筑在推广过程当中是建筑行业转型的关键点，目前常见的BIM装配应用模式划分为三种类型，一种是以模型为主，第二种是以图形为主，第三种则是模型和图形共同配合。

以图形为主的BIM技术会先利用CAD软件等绘制建筑图纸，并且在图纸的基础之上建立模型以开展可视化分析与专业协调。而模型为主的应用模式则需要在设计过程同步建模，但图纸和模型之间应保持足够的关联性以避免匹配错误。在工程前期BIM技术可以实现全方位的集中管理。例如在材料管理方面，可以通过BIM技术来确定工程量清单积累工程基础数据，并且为后续的采购、生产和施工维护提供技术支持，虽然这会带来一定的工作量，但对于后期的合同进度管理、施工管理而言可以提供相对准确的依据，减少后期产生的成本消耗。假设一个正常运行的住宅施工，那么涉及的生产构建项目就包括楼梯、阳台、预制混凝土板、预制叠合梁柱、预制夹心保温板、预制飘窗等。在材料全部确定之后，我们会对于所有需求的材料和预制件进行计划和统计，特别是环保类的建筑材料使用范围不断加大，借助BIM技术则可以在单位成本控制的前提下降低材料应用时可能出现的风险，此外还可以记录过程信息，以数据处理为基础形成考核报告。

2.2 施工设计阶段

传统建筑施工管理采取的DBB模式按照顺序让各个参与方依次完成各项工作，但很多单位并没有提前参与到设计过程环节，这使得后期设计可能与施工过程之间存在差异甚至脱节，轻则影响到施工进度，重则会导致生产和运输成本的质量受到严重影响。在BIM技术的辅助之下，可以围绕构件来开展参数化的族库，在基础性的工作完成之后，设计人员可以直接调用这些提前准备好的数据快速完成图纸的绘制。装配式建筑的设计初期就可以罗列出整体需要的构件然后存放至相应的数据库之内，包括外墙、内墙、楼梯等部件等，根据户型、需求的差异来展开模块化设计形成不同的风格类型。

对于整个设计阶段而言，施工方要考虑到的内容是业主方的经济性和其他目标，让设计方案达到预期计划。在设计完毕之后，还需要对部分构件进行拆分，按照构件库信息选择相应的构件进行装配。如果构件能够满足装配的要求后再进行拆分，拆分时也应确定构件的参数和现场运作能力。BIM模型建立之后，还应对其中的预制构件展开深化设计，对其中的参数做好设计。

3 结语

传统建筑模式不仅能耗过高且施工周期普遍较长，管理过程难度较大，不同环节出现误差的概率较高。但BIM技术投入应用后，整个建筑施工当中的关键环节都可以通过仿真提供优化依据。本次研究也从BIM技术应用的基本原则要求入手，按照不同的全过程管理阶段进行了技术应用模式的综合分析，旨在分析其在协同管理当中的应用价值。未来新型城镇化的发展背景之下，建筑工业化将进一步推动BIM技术的广泛应用，重点围绕平台开发和管理确定不同阶段的管理目标提供针对性支持辅助。

参考文献

[1]肖阳，刘为.BIM技术在装配式建筑施工质量管理中的应用研究[J].价值工程，2018，37(6)：104-107.

[2]彭聪，李杏，乔亚昆.BIM技术在装配式建筑施工质量管理的应用探索[J].中小企业管理与科技(上旬刊)，2020(12)：173-174.