BIM技术在装配式建筑施工管理过程中的应用

1、BIM技术在装配式建筑施工管理过程中的应用作者：宋萱来源：决策探索收藏天下（中旬刊）2018年第10期摘要：随着我国社会经济的发展和对绿色可持续发展的诉求不断加深，追求降低能耗，减少污染，建设环境友好型成为我国建筑行业的发展目标。传统的混凝土浇筑建筑模式的弊端与绿色建筑及可持续的主题存在出入，面临着转型升级。与此同时预制装配式建筑渐渐进入了建筑行业的视野，并且进入了高速发展的时期。而BIM技术在国内兴起至今已经有近十年的发展历程，将BIM技术应用于预制装配式建筑，有利于攻克施工管理过程中的重要难题。关键词：BIM技术：装配式建筑：施工管理：应用一、装配式建筑的发展概况与特点（一）国外发展状况从

2、20世纪50年代开始，装配式建筑在欧洲兴起和发展，后来渐渐发展至亚洲地区，美国、法国、瑞典、日本等为典型代表国家。美国在20世纪末提出在不久的将来，装配式建筑将成为建筑行业的主流的观点，其房屋建筑的零件生产早已达到较高水平。而以高水准的工业标准著称的瑞典，研发了大型混凝土预制板系统，其具有标准化、体系化和工业化的特点。法国与瑞典在装配式建筑的发展方面的共同点在于着力于通用部件的标准化生产。在亚洲，日本的工业化住宅的比重早在20世纪90年代就已超过了30%。调查结果表明，在这些装配式建筑盛行的国家，有一个相同的发展条件即得到了政府相关政策的大力支持。政府为鼓励这种低碳环保型建筑产业的发展均采取了

3、相应的优惠政策。（二）国内发展现状在进入21世纪之前，我国对预制装配式建筑已有所涉及，在2006年以后，我国的预制装配式建筑进入了快速发展时期。近年来，住房部采取了试点的办法，促进了分布在全国各地的装配式建筑的发展，包括中部、东部和西部地区。据有关统计显示，中国装配式建筑面积在2015达到7260万平方米，2016上升了近57%。仅去年一年，新建装配式建筑面积达到1亿2700万平方米，装配式建筑的快速发展已成为必然趋势。（三）装配式建筑的特点装配式建筑是将预制构件进行工厂化生产，对地基进行相应处理后把构件直接运输至施工现场进行装配式施工。可以有效缩短工期，节约成本。在节能环保方面，使得建筑垃圾

4、、污水排放减少，噪声污染减轻，减少有害气体的产生，很好地提高能源利用率。与传统浇筑类建筑相比，由于是各个构件的拼装，墙体裂缝等问题得到了解决。但装配式建筑也存在许多缺陷，虽然整体1、生、耐久1、生得到了提高，但其建筑物的受力性能等不如浇筑式建筑。目前预制装配式建筑还面临着预制构件的种类复杂多样，行业还未形成标准化，建筑成品设计的多样性受到限制，在施工管理过程中面临着信息量大、信息不对称性突出等问题。二、BIM技术在装配式建筑项目施工管理过程中的应用预制构件的种类多，数量多，如果生产信息不能及时准确地传达极易导致返工，增加施工成本。从运输到入场的过程中，面临的一大施工管理难点就是大量的预制构件信

5、息需要收集整理并记录在案准确存档，在运输和搬运过程中很难对不合格或被损坏构件及时排查。预制建筑的施工管理过程主要分为工厂预制、运输、构件入库、仓储和吊装五个部分圈。在这些施工过程中，BIM技术则主要在预制构件入场方面、构件存储和管理方面、施工质量进度控制方面发挥着重要作用。BIM技术首先可以把将各个工程项目中单一构件集合成一个数据库，使数据自始至终保持一致性和共享性。其次集合PC构件的材料信息和几何图形等庞大的信息数据，利用这些信息建立该项目的数据化建筑图元。然后在建筑模型建立后，_旦有信息发生变化，与其相关联的信息对象会即时更新同时生成新的图形等。（一）在装配式建筑施工进度管理中的应用以BI

6、M技术建立的信息平台可以对项目进行进度管理，管理过程包括了总进度计划、单位工程进度计划。编制进度计划书可以利用信息平台获得信息，每次小模块的管理员都能够参与到计划书的编制中，促进各部门按时完成项目任务。利用BIM技术进行进度控制时表现在：控制PC构件的生产进度。从设计完成到构件生产厂家的选择再到构件生产过程都可以利用BIM技术对信息进行核查，在生产过程中在系统中即时更新进度情况，系统自动将所获取的进度信息进行核算，针对生产的实际情况对计划及时做出相应调整。施工现场的进度管理：建立进度曲线图或四维模型图等跟踪视图，从整体到部分模块对装配式建筑项目以工作分解结构（WB$为依据进行检查，更新施工作业

7、的进度情况，及时删减或增加施工作业，这不仅能保证合理工期还能降低工程费用。对资金和资源的使用和进度进行分析，是进度控制分析的主要内容，监控施工进度的实际情况，并与计划值进行比较，分析偏差的原因。（二）在装配式建筑施工质量管理中的应用装配式建筑项目采用DBB模式组织施工，则BIM可以在事前、事中和事后三个不同阶段辅助施工过程的质量管理。开工前以施工合同、施工组织设计、施工标准规范等文件作为依据编制质量控制方案，在BIM信息模型中加入PC构件质量控制标准和存储、拼装、接头的质量标准，装配流程要求等内容，建立施工质量管理信息库，利用信息模型组织图纸会审直观展现质量控制要点，预先制定出风险防预方案。装

8、配式建筑项目的事中质量控制不仅有施工现场还有构件生产工厂的质量控制。在生产过程中用BIM技术模拟现场，检测构件之间、预埋钢筋之间发生碰撞的可能性，以结果为依据及时对构件图纸做出修改，一旦有变动，生产工厂会立即收到更新数据，同步调整生产计划；降低设计问题带来的质量缺陷。构件生产过程中会被植入RFID芯片，相当于每个构件都有自己的ID。芯片中包含了构件的材料质量管理信息，同时关联信息会被传输至BIM模型当中，由此便于工厂质检人员、项目管理人员掌握所有PC构件的质量情况。构配件在进入施工场地时相关人员会立即收到门禁系统传输出运输车辆进场的信息，进行验收之后，到场信息也会被录入RFID芯片中。构件入场

9、并被对方存储后，在之前建立的3D模型基础上加入时间参数和质量信息，建立5D模型模拟运行，发现施工中的重难点，并在BIM模型中标注岀来。一般则通过质量检验进行项目质量管理的事后控制。（三）在装配式建筑施工安全管理中的应用装配式建筑的特点决定了施工的特殊性。相比于传统浇筑工程，装配式建筑的吊装工序多，PC构件现场堆放安排、构件之间碰撞问题以及构件安装过程中需要的临时支撑等都是其所面临的施工安全问题。在吊装构件时，有必要使用塔式起重机吊装构件。在施工过程中，可能岀现预埋钢筋的长度不够等问题，吊装过程中，吊装构件、塔机故障等安全问题。为了尽可能避免这些问题，现场施工前通常先建立吊车使用模型进行三维参数

10、化模拟，Navisworks是常用到的软件。用此软件高效地模拟吊车运行过程，预先察觉施工中可能遇到的问题，同时在吊装模拟中安装一款名叫Tekla的钢结构设计软件来确定起重机模型，模拟PC构件吊装过程，切实解决预埋钢筋长度不足和构件脱钩的安全隐患。关于施工现场构件堆放，要考虑构件堆放量，控制进场量，要避免构件二次搬运，考虑塔吊旋转直径等因素，利用BIM技术建立的场地模型，结合施工计划确定出设备进场路径；结合网络图或横道图中的施工节点，对各个节点所需构件和其他材料机械进行清点，确定构件的进场量、进场顺序，选择最佳堆放位置。保证各施工节点之间有序衔接，避免因规划问题导致进度延误和安全问题。PC构件在

11、吊装过程中，会由于细微的位移导致其他构件不能安装到位，后续施工停滞，且其他正处在吊运中的构件因反复运输，可能发生碰撞、开裂，损坏等状况从而致使安全事故的发生。利用Revit建立三维模型进行可视化和参数化分析，模拟出动态施工过程，优化施工方案达到提高构件安全管理效果的目的。临时支撑体系在装配式建筑施工中扮演重要角色，在吊装PC构件时，需要根据后期受力状态和临时架设稳定性，利用钢管立柱、钢管斜撑等工具保持稳定，且在梁板柱等的安装过程中也需要临时架设体系起到支撑稳定的作用。BIM技术在这个过程中的主要应用即利用数据信息对整体和节点的受力情况分析，有针对性地将支撑结构优化，在设计阶段就把后期因支撑体系

12、不合理导致的安全隐患避免。三、BIM技术应用面临的问题及解决建议（一）面临的问题就国内目前的状况，一方面相关技术标准还不够完善，且与国家的设计规范还不能高度契合。近年来虽然国家大力支持工程信息技术的发展，但许多设计、施工单位还不能成为BIM技术下的受益者因而不愿冒险。另一方面每个项目都会涉及多个参与方，涉及的利益也错综复杂，出于自身利益最大化，许多参建方不愿参与到信息共享中，阻碍了数据共享平台的发展。此外，装配式建筑尚处在发展阶段，对BIM技术的应用也不够深入，还需要更多的应用实践使BIM技术等工程信息技术与装配式建筑相融合，推动施工技术的进一步飞跃。（二）意见与建议解决上述问题，首先离不开政府政策支持。相关部门出台应用标准、应用指南等文件，针对装配式建筑的发展，政府引进机制改变建筑产业结构，也可通过财税政策，如财政补贴等激励政策。其次推动BIM及相关技术的深入发展，使其更深更广地应用于装配式建筑中，面临的技术难题可以采取与高校技术合作的方式突破技术难关。另外着力培养相关技术的综合型人才，改革项目管理模式，使参建各方结合成为利益共同体，实现信息共享最