BIM技术在装配式建筑施工管理中的应用研究
李琳 周卫华
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李琳 周卫华,. BIM技术在装配式建筑施工管理中的应用研究[J]. 中国科学研究,2024.1. DOI:10.12721/ccn.2024.157225.
摘要: 装配式建筑是一种新型建筑模式,不同于传统建筑施工,装配式建筑一般在工厂完成所需构件的加工处理,然后统一运输到工程施工现场,进行组装。对比传统建筑工程施工,装配式建筑可有效降低工程成本支出,并能够更好地保证工程质量与安全性,也具有更理想的环保效益,受到了很多人的关注和重视,已然成为我国当前建筑领域的主要发展方向。但是考虑到我国装配式建筑模式起步较晚,仍然存在一些不完善之处。对此,需要做好 BIM 技术的应用,通过 BIM 技术整合装配式建筑工程建设期间的各项数据信息,确保工程建设的有序性和稳定性,实现预期高质量发展目标。
关键词: BIM技术;装配式建筑;项目管理;应用
DOI:10.12721/ccn.2024.157225
基金资助:

我国建筑业市场庞大,参与主体与参与量巨大,国家又正处于推动建筑业信息化发展、装配式建筑发展的关键时刻。而装配式技术在建筑产业转型中担任着重要的角色,使建筑业逐渐向工业化转型,所以工业化的生产不能没有模型。在装配式项目中, BIM 模型提供了一个各系统集成的三维视角。面对越来越多的复杂项目,企业没有 BIM 技术是难以实施的。传统模式缺乏一个集成的信息载体,当信息交换与流通时,往往显得杂乱无章、粗放、不精益。对于需要多方协同配合的装配式建筑,BIM 技术支撑着其数字建造模式,围绕着建筑全生命周期对各阶段、多要素以及多方人员进行协同,推动装配式建造走向精益化。

BIM 技术虽然在装配式项目中起到重要的作用,但BIM 技术的应用要因地制宜,根据不同的项目采取不同的应用深度。如今我国大型项目、重点项目可以做到全生命周期 BIM 技术应用,从设计阶段的深化设计、建模、管线综合到施工阶段的模拟施工、物料追踪、BIM 场地布置、精准算量、5D 进度管理,再到后期的运营维护阶段的数据管理、设备监控等。而每年还有许多新开工建筑为一般项目,其中包含混凝土剪力墙结构、混凝土框架结构、钢框架结构、装配式混凝土结构等建筑结构类型,BIM 技术也要为这些建筑服务。BIM 技术为施工企业带来的是一种管理模式的创新,例如钉钉、CAD、广联达等软件,他们不会给企业直接带来经济效益,但是提高了企业的管理能力。而 BIM 技术在施工企业中提高了项目管理能力、企业对项目的把控能力,是一种信息的集成与交互平台。通过不同的 BIM 运用深度,为项目解决实际问题,实现数字化管理,为企业减本增效。

无论是发展装配式建筑还是 BIM 技术,都是为了改变建筑业传统粗放的生产模在于建模,3D 模型仅仅是基础,重点在于通过 BIM 模型对项目实施精细化管理,以解决问题为核心,加快生产建设效率、提高施工质量、规范建筑企业管理。在装配式快速发展的今天,项目管理需要借助 BIM 技术。

1.BIM 技术在施工质量信息化管理中的应用

BIM 技术的可视化特点为装配式建筑提供了一种“可视化”的管理模式,而且提高了信息传递的准确性和效率,使其更充分地服务于工程项目质量管理工作。基于 BIM 技术的施工质量管理可以分为产品质量管理、组织质量管理和技术质量管理。

在项目的施工过程中,涉及到的参与方众多,在作业时可能出现多工种、多专业同时进行的情况,为了协调不同人员作业时的工作面,在开工前合理布置场地很重要。借助建立好的施工 BIM 模型,在 BIM 软件中对材料堆放、施工道路、施工机械、现场临时建筑等施工平面布置进行模拟,确定最优的施工平面布置方案;利用 BIM 软件灵活统计工程量的功能,结合进度计划按阶段获取工程量,进一步计算材料和人员的安排,确保施工场地规划和设备材料进场组织安排科学合理。

通过展示施工的关键工艺和模拟施工的工序保证现场的组装满足质量要求。在工序开始前,利用 BIM 技术向工人动态展示关键构件及部位的安装方案,使工人掌握施工过程与方法,防止由于施工人员没有理解二维的安装方案而带来质量问题。对于复杂节点,为了检验节点的设计能否进行实施施工,可对复杂节点的施工进行模拟。

2. BIM 技术在施工进度信息化管理中的应用

为了解决传统进度计划编制方式的不足,在BIM 软件中,根据提前编制好的施工进度计划,通过 BIM 模型与进度计划衔接,将进度信息附加到可视化的三维模型中,生成一个可视的 4D 模型。4D 模型创建完成后,可以借助 BIM 技术的模拟功能,精确、直观地展示整个建筑的建造过程。通过虚拟建造可以检查现有的进度计划在施工中是否存在时间冲突、人员冲突、空间碰撞、流程不合理等问题,针对出现的问题修正完善施工进度计划。施工进度计划的编制以天、月和年为单位,在进度计划模拟时也可随意调整时间单位。此外,施工进度计划的调整是一个不断优化的过程,需要不断模拟与改进以获得最合理的施工进度安排。

3 .BIM 技术在施工成本精细化管理中的应用

施工成本的管理是指施工企业在工程项目施工过程中,将成本控制的观念贯穿施工的全生命周期中,通过采取科学的管理活动,合理控制施工过程中发生的费用开支,确保工程施工时发生的费用限制在预算范围内。

BIM 技术的出现为施工成本的精细化管理提供了工具,在 4D 模型的基础上为预制构件增加成本的信息形成 5D 模型,赋予成本数据空间属性,使成本的计算精细到以构件为单位。工程造价的计算以工程量为依据,因此工程量的计算准确度是影响工程成本计算准确性。使用 5D BIM 模型来计算工程造价,直接生成预制构件的名称、材料、尺寸、价格等信息,通过此模型,系统识别模型中的不同构件,并自动提取建筑构件的清单类型、工程量(如体积、质量、面积、长度等)等信息,自动统计建筑构件的资源用量和成本,帮助制定材料物资的采购计划。而且 BIM 技术能够保证在设计出现变更时,BIM 模型中的相关信息会随之改动,造价工程师所使用的构件信息也会随之改变,工程造价成本也能自动变更。

同时,将构件的成本信息与施工进度关联,形成成本的动态管控。在传统施工成本管理中,工程进度款的申请和支付结算工作需要人工核算完成,而基于BIM 技术的施工成本管理能够按照工程实际进度自动统计出各类构件的数量和成本,减少预算的工作量,且能按照不同的分类完成成本的计算,辅助工程进度款的结算。此外,利用 BIM 技术也能帮助施工单位进行成本监控。在施工准备阶段,利用 BIM 软件自动提取工程量,辅助完成工程成本预算书的编制;在现场施工阶段,结合 BIM 模型中的施工进度信息,计算工程的实际费用,与工程预算费用对比,及时调整成本出现的偏差,防止施工成本超出预算。

在装配式建筑领域,BIM 技术已成为提高施工效率和质量、优化管理模式、降低成本的重要工具。探讨了 BIM 技术在装配式建筑施工管理中的应用,包括装配式建筑施工过程中的进度控制、质量控制、安全管理等方面。通过 BIM 技术的可视化特点、协调性和数据支持等优势,可以更加科学和精确地进行施工管理,优化施工过程,提高施工效率和质量。同时,BIM 技术还可以帮助施工人员预测和管理施工过程中可能出现的问题,并采取相应措施加以解决,从而降低工程风险和成本。当然,BIM 技术在实际应用中仍然存在一些挑战和难点,需要不断完善和优化。除了技术本身的不断发展,还需要加强相关人员的培训和技能提升,提高他们对BIM 技术的理解和应用。

参考文献:

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