刘冰 胡泊

【关键词】装配式建筑;绿色施工;BIM综合应用方法

【中图分类号】TU741 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2021）07-0077-03

1 BIM技术简介

随着建筑行业的快速发展，为提高建筑工程的建设效率和建设质量，建筑施工过程中采用的技术不断发展。相比传统建筑，装配式建筑更符合當前节能环保的建筑要求，更符合绿色施工的建筑理念，所以被更广泛地采用。这种新型的建筑形式与BIM技术紧密地联系，通过BIM技术优化建筑设计、建筑施工、管理及后期运营维护等建筑环节，提高建筑施工效率及建设工程质量[1]。

BIM（Building Information Modeling）技术指建筑信息模型，它主要依托三维数字技术，采集建筑在整个生命周期内的信息，进而确定工程的三维设计模型及参数，同时采用多种工艺机电分析软件等对工程进行辅助设计检测、造价分析等，最终设计出符合需求的建筑设计方案。BIM技术可以将建筑设计方案三维可视化，通过贯穿建筑工程的整个生命周期的数字信息，达到各个设计环节统筹协调的作用，实现建筑工程的数字化，提高建筑工程质量，降低建筑过程中的人力沟通成本及物力消费成本，缩短建筑工期，提高建筑工程效率。

在绿色理念下产生的装配式建筑绿色施工，最大限度地减少对环境的污染和资源的消耗。采用预制装配的方式，其方案设计和施工过程都有一定的难度[2]。此时，BIM技术就可以发挥重要作用，在设计阶段，可以采用设计方案的可视化数据分析、工程三维设计等技术优化建筑设计和组织过程;在施工阶段，可以采用三维化信息管理、施工工艺三维动态展示及虚拟建造等技术有效管理施工过程，为绿色施工做出重要贡献。

2 装配式建筑绿色施工中BIM技术的综合应用

2.1 BIM技术在装配式建筑方案设计中的应用

预制构件预埋和预留流程是装配式建筑设计需要解决的两大主要问题。在建筑工程设计的过程中，要解决这两大问题，需要投入大量的人力，并且对人员之间的配合有着很高的要求。在BIM技术指引下的装配式建筑设计，可以搭建规范化的设计平台，帮助设计人员进行对接。设计人员将设计方案BIM模型信息传输到平台上，可以实现设计方案、参数信息的同步完善、协同设计。设计人员之间既可以通过平台进行有效的沟通，还可以通过平台自身的实验功能和纠错功能发现并消除设计方案中存在的不足，帮助设计人员及时对设计方案进行针对性的调整，优化预制构件，弥补设计中的漏洞[3]。

BIM技术可以优化预制构件的生产流程。采用BIM进行建筑设计时，设计方案完成或大部分完成时，BIM模型中会存有预制构件的具体形状和尺寸信息。预制构件的详细尺寸信息可以通过BIM搭建的平台同步传输给生产厂家和施工企业。这样可以保证预制构件信息的准确性，减少人员沟通耗费的时间，保证生产和施工的一致性，大大缩短了工期，避免人员信息传递失误导致的损失。同时，生产厂家可以通过BIM技术将预制构件的尺寸、制作材料、安装位置等信息通过条形码进行储存，实现自动化生产，极大地便利了后期的施工和维护等环节。

2.2 BIM技术在装配式建筑施工布置中的应用

BIM技术除了在装配式建筑方案设计中起到不可代替的重要作用，在施工过程中也能发挥优势。在装配式建筑的施工布置过程中，BIM技术的作用主要体现在建筑施工流程优化、施工现场综合管理及库存管理3个方面。

（1）对建筑施工流程进行优化。BIM技术可以模拟现场设施布置，结合场地合理地安排施工通道，设置不同工种的施工区域，完善场地的整体布置，尽可能地解决施工过程中出现的问题。预制构件的堆场设置是否合理会影响施工效率，通过BIM模型建设将预制构建的堆场设置在合适的位置，避免二次搬运带来的影响，提高工作效率及场地的运用率。模拟预制构件的进场速度及资源消耗，找出设计方案中的不足进行优化设计，提高工程质量。通过BIM模型可以模拟各施工阶段不同场地的模型，可以更直观地选择最优的布置方案，合理布置施工设备及工作区域，全面准确地把握工程进展，及时优化设计方案，合理地调用资金和资源并合理地分配施工人员，保证方案满足施工需求，将施工质量、施工效率及施工效益尽可能达到最大化[4]。

（2）对施工现场进行综合管理。BIM技术可以帮助施工人员更好地掌握施工作业流程及实际操作技术要点，通过BIM技术对施工现场的路线进行规划，让施工人员熟悉工作路线，提高运输和工作效率。对于一些重要、复杂、精细的预制构件的安装，可以通过BIM的模拟系统对施工人员进行培训，工人们通过BIM模拟平台进行反复的练习，可以提高施工人员的工作效率，保证工程质量。

（3）对库存进行管理。通过BIM技术管理库存，可以实现大批量、快速、自动化验收，提高预制构件的验收效率，避免人工验收的误差。同时，通过条形码了解预制构件的尺寸及安装位置，帮助施工人员进行分类安置和实际安装，使整个库存管理具有准确性和条理性。

2.3 BIM技术在装配式建筑线路碰撞检查中的应用

建筑工程设计涉及给排水系统、通信系统、燃气系统、电力系统、供暖系统等各种管线，管线多，线路存在交叉现象，如果在施工过程中没有合理布置线路，可能导致施工过程中管线交叉，需要重新返工，增加建筑工程成本。建筑工程实体相交，实体间距小于设定公差，影响施工或者影响建筑特定要求情况称之为碰撞。在碰撞检查过程中，需要查看建筑结构梁、空调管道、给排水管道是否存在碰撞，或者为了施工安全和施工便利，需要在不同专业施工预留一定的施工空间，避免相互影响。碰撞检查是消除装配式建筑设计变更的一项主要工作，工作流程如下：第一阶段，需要提交土建工程、安装工程等各个专业模板;第二阶段，将提交的模板进行审核和修改;第三阶段，系统自动将各个专业模板进行碰撞检查，并输出碰撞检查报告;第四阶段，技术人员根据系统出示的碰撞报告优化各个模型。将BIM技术应用在装配式建筑线路碰撞检查中，可以及时发现构件制作和施工过程中可能出现的问题，从而及时返回到BIM模型进行优化，最终确保整个方案没有碰撞。BIM软件可以导入供暖管道、燃气管道、给排水管道等工程的数据信息，并综合各个子工程的数据信息，再将其导入Navisworks软件，软件组建各类模型，并创建图员集合，对不同的集合进行碰撞集合[5]。装配式建筑可以按照构件类别进行分类，将同类构件统一到一个集体进行碰撞检查。如果碰撞点比较少，可以直接对其进行优化分组，如果碰撞点多，则需要按照楼层进行细化分类再进行碰撞检查。在碰撞检查过程中，还可以设定预制构件吊装的轨迹，分析吊装过程中可能存在的碰撞，从而优化吊装线。机电安装是装配式建筑施工的重点和难点，如果土建施工预留的机电设备孔洞不符合施工要求，就可能影响机电设备的安装。利用BIM技术的可视化，在土建施工阶段直接将需要预留的孔洞位置和大小显示出来，并将其标注在相应坐标位置，确保整个建筑施工的顺利进行。

2.4 BIM技术在装配式建筑施工管理中的应用

与传统建筑施工作业不同，装配式建筑的管理方式也存在一定的差异。装配式建筑的构件大多是预制的，运输到现场后需要直接吊装安装。因此，装配式建筑施工管理主要集中在预制构件制作、运输、入場、存储和吊装，确保整个工程项目如期完工[6]。装配式建筑施工管理的关键在于施工单位是否可以第一时间了解整个装配式建筑施工过程中的构件制造、运输、入场信息，以免影响整个建筑施工进度。传统的建筑工程物料管理方式存在一定的滞后性，无法满足装配式建筑施工要求。因此，将BIM技术与预制构件RFID技术结合，建立现代化施工信息管理平台，便于施工管理人员及运行操作人员都能及时掌握预制构件的运行状态及具体数据。在构件生产制造阶段，装配式建筑预制场工作人员将构件的尺寸、型号、材质等信息写入RFID芯片中，并按照业主单位的要求或者合同清单的编码规则对构件进行编码，生产人员将含有构件信息的芯片植入构件中，有助于后期采购、施工人员读取和查询预制构件的信息。将RFID芯片采集的构件信息导入BIM模型数据库，并按照定义的位置和进度信息与模型进行配对。预制构件生产完成后，厂家将生产的构件运输到施工现场，通过RFID芯片可以第一时间了解构件运输位置，并根据车辆的实际情况，合理规划线路。构件运输到施工现场后，施工现场的门禁系统读卡机读取运输车辆的信息后，第一时间通知采购人员和物控人员进行现场验收，验收合格后将材料堆放在指定位置，然后将构件的现场信息录入RFID芯片，并传输到BIM模型数据库，将构件的位置和进度与BIM模型进行匹配，避免信息错误。根据构件的RFID芯片数据信息，BIM模型可以显示构件在仓库的位置，从而实现构件点对点堆放和使用。在构件吊装阶段，施工人员通过阅读器和显示器，可以及时了解构件的信息，操作人员根据读取器读取的信息，按照构件吊装轨迹土进行吊装，提高吊装的准确性，提高整个装配式建筑的施工效率，缩短建筑工程的施工周期。如果现场发生重大灾难及设备运行出现故障时，管理人员可以准确定位故障位置，根据BIM模型中显示的预制构件的尺寸及材料确定补救或维修措施，及时联系厂家生产或调用库存，可以最大限度地避免损失。同时，预制构件存在质量问题也可以通过BIM技术快速掌握构件信息，找到生产厂家精准追责。

2.5 BIM技术在装配式建筑后期运营管理中的应用

BIM技术构建装配式建筑模型，实现装配式建筑设计、生产、建设、竣工验收及后期运营管理等各个阶段的信息共享，实现装配式建筑全生命周期信息化管理。在装配式建筑运营管理阶段，管理人员通过预制构件RFID芯片，了解构件的生产时间、生产厂家、运输人员和安装人员等大量信息，一旦预制构件出现质量问题，运营管理人员可以第一时间找到责任人，避免人员相互推诿。如果建筑突发火灾，消防人员可以根据BIM信息管理系统的数据信息，精准定位火灾发生位置，了解起火位置使用材料的特点，并采用针对性的灭火的措施，提高消防救援的效力。如果装配式建筑和设备出现问题时，维修人员通过BIM信息模型，找到预制构件或者设备的生产厂家、型号和参数等信息，提高维修效率。在建筑拆除的过程，可以根据BIM中的预制构件信息选取合适的拆除手段，方便拆除后进行资源分类。

3 结语

本文从绿色理念出发，探寻装配式建筑绿色施工中BIM技术的综合应用方法。通过BIM技术搭建规范化的设计平台帮助设计人员进行对接实现设计方案、参数信息的同步完善、协同设计，优化预制构件的生产流程，保证预制构件信息的准确性，同时可以实现对建筑施工流程的优化、施工现场综合管理及高效的库存管理。通过BIM技术与预制构件RFID技术的结合，及时掌握预制构件的运行状态及具体数据，方便设备运行维护及管理。从BIM技术所具有的三维可视化展现、数字化表达、可多方协同作业、可数据信息共享及储存等特点出发，逐步挖掘出其在装配式建筑方案设计、施工布置、施工管理及后期运营维护等多个阶段都能发挥重要作用，对降低成本、提高建筑工程质量、推动建筑行业发展具有积极意义。

参 考 文 献

[1]刘建军.装配式建筑绿色施工中BIM综合应用研究[J].门窗，2020（5）：42，44.

[2]梁雪波.装配式建筑绿色施工中BIM综合应用研究[J].建筑与装饰，2020（11）：175.

[3]张立，张海明，王斌成.装配式建筑绿色施工中BIM综合应用研究[J].装饰装修天地，2020（21）：72.

[4]黄时锋.装配式建筑绿色施工中BIM综合应用研究[J].项目管理技术，2020，18（2）：82-85.

[5]金康.装配式建筑绿色施工中BIM综合应用[J].建筑工程技术与设计，2020（20）：1278.

[6]聂杰琼.装配式建筑绿色施工中BIM综合应用分析[J].建筑与装饰，2020（2）：160，163.