夏祝炜，王建峰，徐 涛，曹小凤

中建一局第一建筑工程有限公司，上海 201100

装配式建筑大部分的预制构件是在工厂制造完成的，后期运输到施工现象进行装配。为优化装配式建筑设计、生产、运输等环节，加强对装配式建筑全过程的管理，就需要借助BIM技术来实现。因此，相关建筑企业需要提高对BIM技术应用价值的重视，发挥BIM技术在装配式建筑全生命周期中的作用，更好地整合资源，提高资源利用率，进而为装配式建筑各个环节提供技术支持。

1 装配式建筑中BIM技术的应用价值

当前，在城市化进程快速推进的背景下，建筑工程规模不断扩大，工程数量不断增加，行业内已广泛应用BIM技术，并在建筑行业掀起技术革命，在实践应用中产生了显著性的成效，具有较大的应用价值。BIM技术改变了传统建筑设计、生产等环节模式，通过构建三维模型实现对场景的仿真设计，加强主体结构、预制构件等参数信息的碰撞和分析，从而保证工程信息的完整性，推动项目的高效开展。BIM技术在装配式建筑中的应用价值主要体现在工程信息的整合和共享上，能实现协同设计目标，确保设计与施工同步，降低误差，还能通过4D模型模拟和评估，实现对项目的管理。BIM技术的应用减少了人工方面的干预，实现了二维图纸向三维无纸化的转化，提高了设计、出图精细化管理水平，还提高了项目全流程的管理水平；通过精准定位构件的位置，为建筑企业提供了高度集成的信息化平台，使企业加强了对装配式建筑项目的指导和管理。

建筑行业的迅速发展扩大了BIM技术的应用范围，保证了项目质量，实现了对施工进度的管理，可利用技术可视化、全面化、协同性优势，结合具体的工程信息建立参数模型，并实现对装配式建筑的数字化管理，加强对工程中不足之处的纠正和指导，及时提供具有针对性的解决措施，推动装配式建筑项目的高质量开展。此外，还能减少设计变更，保证设计与施工的一致性，通过建立BIM信息管理平台实现工程信息共享，提高信息数据传递时效，促进各部门之间的沟通和交流，进而提高工作效率，并根据模型碰撞检验加强对具体环节的优化和调整，实现BIM技术在装配式建筑全生命周期中的管理目标。

BIM技术与装配式建筑的融合与国家提出的宏观经济政策相吻合，是国家中长期发展规划的重要目标。技术的融合推动了建筑行业向建筑产业化方向发展，加快了城市现代化进程，促使产业链的复合式发展。未来，建筑行业将依托现代化技术带动建筑产业发展，掀起建筑领域的巨大变革。

2 BIM技术在装配式建筑全生命周期中的具体应用

2.1 BIM技术在装配式建筑设计阶段的应用

利用BIM技术，通过建立装配式建筑3D模型，为设计人员提供了设计指导，进一步优化了方案设计、初步设计、施工图设计、预制构件设计环节；相关人员根据装配式预制构件各项参数信息创建模型，能加强对参数信息的控制和分析，将构件的尺寸、型号、材质等参数信息录入模型中，通常，在参数信息改变的情况下，模型中的信息也随之改变。以某装配式建筑项目为例，在设计阶段应用了BIM技术，加强了对2D图纸信息内容的检验和校验，并创建了三维图纸，弥补了2D图纸的缺陷，建筑设计单位根据BIM可视化优势进行分析和验证，显著提升了方案设计的合理性和科学性。BIM技术应用在施工深化阶段，通过施工模型的设计，纳入了工程实体信息，能清晰地标识关键点施工办法，进一步深化设计图，并借助施工深化设计模型输出施工图，最终进行碰撞检查报告分析和工程量清单计算。

2.2 BIM技术在装配式建筑生产阶段的应用

装配式预制构件生产阶段的图纸设计包括了模具设计、加工模具等环节，在BIM技术支持下，能实现对异形构件缺陷的弥补，解决了钢筋碰撞问题。同时，BIM技术为施工单位和构件生产商提供了信息交流平台，装配式预制构件生产商通过BIM信息平台直接获取生产信息，加快信息传递时效，保证设计阶段的合理性，高效衔接了设计和施工环节。在预制构件的生产过程中，设计单位结合用户实际需求，在BIM技术中引入了RFID技术，实现了构件编码的编订，保证了预制构件信息的准确性，并为预制构件后续运输工作夯实了基础，避免出现疏漏和停工待料的情况。通过加强对预制钢筋构件的碰撞检查，能对钢筋排布进行校核。借助BIM模型可将符合零件加工要求的预制件筛选出来，确保满足工程建造和构件安装要求，并生成生产批次构件清单，实时跟踪构件入库和移库以及运输相关信息，合理规划部署构件堆放的位置，保证构件位置信息的有效性，从而为后续的施工管理提供数据参考。

此外，BIM技术能持续推进施工进度计划，保证项目在预期时间内完工建设。经过构件生产阶段的深化设计，构件生产商全面掌握了相关的尺寸信息等，并进入标准化的生产作业中，就实际问题及时与施工方进行沟通，能加强对构件相关信息的调整，加强对构架制作质量的控制。施工方一般会采用P6编制施工进度计划，并采取BIM 4D模型对施工进度进行设计，及时调整工况，保证方案最优。

由于该项目施工过程中涉及的构件数量多，增加了吊装工作量，为保证装配式预制构件各项信息的精准性，在项目中借助BIM技术建立碰撞检验模型，实现了信息化协同管理，将项目参与各方集成到BIM信息平台中，并加强信息交流，进而实现协同管理。在BIM模型中导入了碰撞软件，加强对预制构件碰撞点的检验，促使设计与实际施工协同，避免出现二次返工或停工现象，提高了工作效率。

2.3 BIM技术在装配式建筑施工阶段的应用

BIM信息平台能实现工程信息的采集、存储和处理，提供了完整的工程信息链，能科学计算工程量信息，为材料采购提供参考，避免出现资源浪费现象，从而提高资源利用率。在该项目工程中，通过利用BIM技术进行工程量计算，加强对项目成本的控制，将造价控制在3%以下，节省了85%的造价估算；通过碰撞检验，解决了各专业之间的矛盾，显著降低了项目总成本。项目施工阶段，建筑设计单位借助BIM技术构建施工场景仿真模型，预先对该项目工程施工过程进行模拟，进一步优化了施工方案，保证预制构件在实际施工中合理化地进行安装，保障了构件安装质量。基于BIM技术支持虚拟和模拟仿真优化了施工现场的布设，包括人员布置、构配件以及机械设备布置等，通过仿真场景对预制构件运输线路进行模拟，优化了物料运输线路，化解了物料与机械设备之间的冲突，简化了搬运环节，提高了施工效率，保证了项目进度。同时，建筑单位利用BIM技术加强了对施工现场安全性的模拟，以及对动力学的计算和分析，制订了施工现场安全管理方案，最大化地实现了施工现场的安全管理。

另外，施工单位可借助ITWO系统在三维模式下进行整个施工装配过程模拟，加强对施工工序可操作性的校验，合理化分析各种不同方案的弊端和优势，进而筛选出最佳的施工方案，加强对方案中潜在隐患的识别和评估，包括起重机位置和作用，为施工进度计划的落实提供切实可行的数据支持。不同的构件需要不同的专业人士进行配备操作，借助BIM技术能实现对人工、材料等要素的设计和分析，进而选择出最优成本方案。

基于BIM模拟性和协调性优势，优化了项目施工图出图环节，将2D图纸转化为3D BIM模型，施工管理人员可实时掌握施工动态，实现对施工人员的定位，便于加强施工指导。为进一步实现项目的精细化管理，创建了5D BIM模型，施工单位可全程对装配式项目过程进行模拟，全面了解和分析投资情况，保证项目施工进度以及成本管理和质量的动态化管理。在模拟阶段，创建了施工吊装模型并对其进行模拟，能实现对施工现场和三维虚拟的排布，加强对预制构件和施工材料的优化整合，避免施工材料浪费，提高资源利用率。

2.4 BIM技术在装配式建筑施工质量控制和运营阶段的应用

结合该工程项目，可运用BIM技术进行工程质量检验，确保将误差控制在合理范围内。相关人员将施工图纸与三维模型进行对比，重点检查外挂板吊装后的平整度情况，并就出现的问题及时进行调整和更改。在项目运营阶段，将检验报告、工作清单以及相关设备清单等参数信息录入BIM模型中，实现了模型、图纸、数据信息一体化管理，确保项目竣工阶段信息与三维模型的一致。同时要加强对相关设备、管道、构件等部位的维护，借助BIM技术制订项目运营阶段的维护方案，显著降低了能耗和后期维护成本，提高了项目整体性能。利用BIM技术可展示项目施工全过程记录的信息和相关内容，并记录构件受损信息等，为相关维修人员提供可靠性参考。另外，还要定期进行构件耐久性检查，为项目运营创建良好的环境条件，保证项目管理的科学性。

3 结束语

装配式建筑全生命周期中涉及的环节较多，从设计到后期的维护是一个全循环过程，在不同的项目阶段产生的信息不同。为实现全过程的管理目标，应加强对BIM技术的应用，借助BIM技术可视化等优势构建三维模型，实现对装配式预制构件的碰撞检验、质量检验等，优化设计、生产、运输等诸多环节，加强对成本费用的把控以及对全过程的监督管理，为项目建设提供技术指导，保证装配式建筑品质。