BIM技术在装配式建筑智慧建造中的应用研究

BIM技术在装配式建筑智慧建造中的应用研究

陈甲林

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摘要：现如今，我国科技水平迅速发展，BIM技术在装配式建筑中运用广泛。随着BIM技术的发展，装配式建筑的施工管理问题逐渐成为行业关注的焦点。文章首先梳理了装配式建筑、BIM技术、精益建造及其融合应用的理论，分析了三者融合应用实现的可能性以及优势，并对BIM技术在装配式建筑项目全⽣命周期各阶段的应用进行了分析，使精益建造成为可能，在满⾜客户需求、缩短工期、节约资源等方面创造更⼤价值；为建筑业向着工业化、信息化、绿色化发展提供借鉴意义。

关键词：BIM技术；装配式建筑；智慧建造；应用研究

引言

装配式建筑作为工程领域内一种新型的建筑表现形式，在建筑市场中优势已十分突出。相比砖混建筑，开发装配式建筑，能够减少施工中人工成本的投入，提高工程的施工效率以及工程质量。装配式建筑目前在我国建筑市场上还处于发展的初级阶段，为实现在建筑工程领域内加大对装配式结构建筑的推广，减少施工中的返修、返工次数，合理控制施工成本的投入，应根据工程设计施工的具体需求，设计完善建筑虚拟施工方案。

1相关概念

BIM技术是以建筑的建模为核心，它可以对信息的收集、转换、储存、共享等进行信息的传输，从而对项目的可行性进行仿真，并对项目的进度、质量、成本进行控制。BIM系统可以迅速地产⽣各种方案，并进行模拟，分析各种方案的可信度，并进行比较，得出最佳的方案，它主要有以下几个功能：

①协作设计，各专业之间的信息沟通更加方便，可以在设计阶段进行需求分享，并进行设计，以减少因信息堵塞引起的误差；

②功能分析，应用BIM系统，可以分析建筑物的照明、耗能、造价控制、工程量计算等，从而改善模型；

③通过BIM技术进行分析，使各参与方能够从不同的角度进行分析，并进行动态的分析，以达到最佳的效果；

④4D进度控制和5D费用控制，5D就是在4D的基础上，引入了成本的维度，实现了实时的成本控制，避免了浪费。

精益施工是指结合建筑⽣产和建筑的特性，运用精益⽣产管理思想和建筑管理思想对工程施工进行全程管理，消除不增值的劳动，减少浪费，以顾客的利益为中心，使项目的价值最⼤化，从而形成⼀个完整的工程运作和交付体系。精益施工的概念在各个行业有着不同的定义，但是其核心内容却是⼀致的：精益制造是基于精益制造的理念，它引导着建筑施工的全过程，使建筑的各个环节在某种程度上趋向于工厂化生产，减少浪费，最大化满足客户需要。

2装配式建筑的特点

预制装配式建筑有着建筑设计标准化、构件生产工厂化、现场施工装配化、结构装修一体化和过程管理信息化等特点，是建筑业发展的必然趋势。从设计到施工，装配式建筑构件在车间实行流水加工、机械化制造，更易于进行有效管理，可避免部分工程质量通病。另外，装配式建筑物通过预制的钢结构或水泥构件进行建筑主体安装，并辅以轻型建筑材料，可使之具有优异的保温、隔热、耐火、防虫、节能、抗震和防水等功能。传统施工作业效率低下、废弃物多，浪费资源；工人夜班较频繁，光污染严重。预制装配式建筑凭借自身优势有效地改善了以上问题，也可以说其是绿色建筑施工的一部分，以高科技制造业模式引领传统建筑的转型升级。

3 BIM技术在装配式建筑智慧建造中的应用研究

3.1加强BIM装配式建筑施工安全管理

通过建立安全管理组织机构，配备专职安全管理⼈员。以BIM技术为基础，通过信息化的手段实现管理⽬标，对建筑中的施工⼈员进行相应的智能化管理；对相关构建信息实行跟踪，提升建造效率；利用BIM技术对施工过程中的信息传达进行监管，促进管理之间的信息交流，帮助信息更好地融合。在BIM技术使用的过程中，还需要确保BIM技术三维建模能够满⾜实际的施工要求，提高整个建筑施工的质量，促进管理工作的有序开展。

集中采购中心根据BIM技术软件提取数据进行物资采购，工程管理部根据施工图纸进行施工管理。⼀次性将材料运输至现场，避免了砌体的二次转运。同时，将排版图粘贴在对应砌体墙附近的主体结构上，工⼈按照图纸施工，有效加快了施工进度及施工质量，⼤⼤减少了砌体排砖废料的产⽣，实现砌体整体损耗率基本控制在2%的水平。⼤幅度提高建筑工程质量和安全技术标准，真正实现精细化的安全管理标准。

3.2构件生产阶段

由于工程所需要的预制件是在预制工厂⽣产和加工后才能运送到施工和安装现场，因此，在产品的⽣产过程中，精益管理对工程的整体成本控制起着不可忽视的作用。本项目建立并实施了准时制造系统，并利用BIM平台对装配过程中的实际情况进行实时了解，并根据需要及时做出相应的调整。通过BIM预制构件标准化图库，可以获得构件的平面、立面、剖面和详细的说明，通过BIM的三维建模，可以将构件的全部设计参数显示出来，从而为企业的⽣产制造提供可靠的数据支持。

合理的零件制造能节约存货，减少管理费用。由于构件数量众多、数量庞⼤，因此在制造过程中必须遵循合理的制造次序和需求，这就需要供应商与承包商的协作。要通过BIM的工作流程来确保供求的均衡。尽量减少库存，包括建筑构件，供应商原材料库存等。合理的⽣产计划是保障供求关系的根本，在实施过程中，应对员工或车间的⽣产能力进行全面的评价，并做出相应的规划。原材料或制品应按规定的顺序摆放，并将标签标识的⼀侧面向通道，以方便识别部件。

3.3优化施工技术方案，避免返工成本

利用工况模拟预先熟悉和掌握后期安装环节的时间和工序节点，为现场构件堆放、配送、安装、仓储保管等相关工作提供参考依据。通过三维模拟、动画演示技术交底至现场施工安装班组人员，定位重要节点制作动态样板，利用碰撞检查提前解决潜在风险隐患，优化吊装方案。并通过RFID芯片建立预制构件数据库，可随时调取构件相关信息，在施工安装过程中校验复核构件参数及安装位置，提高构件的吊装和拼接效率，大大降低了施工过程中的损耗、返工成本。

3.4施工进度模拟

在传统3D模型中，增加时间维度，形成BIM-4D模型，借助Naviswork对施工进度进行可视化模拟，有利于现场管理人员审视施工流程的合理性，充分了解建造时序与流程，加强施工进度的可控性，做到施工工期的事前控制，以利于完成预定工期目标。

结语

（1）BIM技术应用后，建筑工程项目施工的成本、质量、进度均得到了有效保障。因此，结合上述研究与论证分析，证实了BIM技术在工程领域中应用是十分可行的。

（2）BIM技术的应用研究是一项长期而艰巨的课题，需要工程方、承包企业、科研机构等多方协同努力实现。虚拟施工在建筑行业中属于一个全新研究领域，未来还需要根据产业的建设与发展方向，对与之相关的工作进行深入的研究，以期通过此种方式，为建筑行业的发展给予全面的帮助。

参考文献

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