BIM技术助力装配式建筑项目管理

装配式建筑“设计、生产、装配一体化”的实现需要设计、生产、装配过程的BIM技术应用。通过BIM一体化设计技术、BIM工厂生产技术和BIM现场装配技术的应用，设计、生产、装配环节的数字化信息会在项目的实施过程中不断地产生，实现了协同。下面重点介绍BIM技术在装配式建筑施工管理阶段中的运用。

图10-1　某项目的BIM模型

图10-2　BIM模型提供可视化信息

图10-3　剪力墙

图10-4　预制楼板构造

表10-1　预制楼板信息

（一）施工模拟

通过BIM可以对装配式建筑项目的重点或难点部分进行施工模拟，按月、日、时进行施工安装方案的分析优化。对于一些重要的施工环节或采用新施工工艺的关键部位、施工现场平面布置等施工指导措施进行模拟和分析，以提高计划的可行性。借助BIM对施工的模拟，项目管理方能够非常直观地了解整个施工安装环节的时间节点和安装工序，并清晰把握在安装过程中的难点和要点，施工方也可以进一步对原有安装方案进行优化和改善，以提高施工效率和施工方案的安全性。基于BIM的施工场地管理即在施工前通过计算机虚拟施工场地布置，模拟主要施工机械的施工过程，在满足塔吊吊运范围覆盖整个施工面的同时，尽量减少起重臂交叉。可以模拟施工现场安全突发事件，完善施工现场安全管理预案，排除安全隐患，从而避免和减少质量安全事故的发生。利用BIM技术还可以对施工现场的场地布置和车辆开行路线进行优化，减少预制构件、材料场地内二次搬运，提高垂直运输机械的吊装效率，加快装配式建筑的施工进度。

如图10-5所示，通过BIM技术对施工进行模拟，可以起到指导现场预制构件安装作业的作用。通过BIM模型模拟构件安装，检验构件由安装→支撑固定→灌浆→节点钢筋绑扎→节点封堵等前后工序的合理性。如图10-6所示，通过BIM模型模拟构件安装顺序，检验钢筋碰撞，指导构件安装。

图10-5　墙体构件安装模拟

图10-6　构件安装模拟与钢筋碰撞检查

（二）成本控制

BIM是一个富含工程信息的数据库，可以真实地提供造价管理需要的工程量信息，借助这些信息，计算机可以快速对各种构件进行统计分析，大大减少了烦琐的人工操作和潜在错误，非常容易实现工程量信息与设计方案的完全一致。通过BIM获得的准确的工程量统计可以用于施工开始前的工程量预算和施工完成后的工程量决算。

基于BIM的动态施工成本控制即在3D模型的基础上加上时间、成本形成5D的建筑信息模型，通过虚拟施工看现场的材料堆放、工程进度、资金投入量是否合理，及时发现实际施工过程中存在的问题，优化工期、资源配置，实时调整资源、资金投入，优化工期、费用目标，形成最优的建筑模型，从而指导下一步施工。

在该系统中，首先，需建立BIM模型，并在BIM模型中输入和项目有关的所有信息，主要包括构配件的基本信息（如名称、规格和型号、供应商）；其次，在三维模型的各个构件上加上时间参数和成本计划，形成BIM 5D模型；再次，利用计算机依据附加的时间和成本参数进行BIM的5D虚拟施工展示，通过虚拟建造，可以检查进度或成本计划是否合理，各种逻辑关系是否准确，及时发现施工过程中可能出现的各种问题和风险，并针对出现的问题对模型和计划进行修改和调整，进而优化BIM模型，调整进度和成本计划，将优化完成的模型进行虚拟建造，如果进行虚拟施工后没有发现问题，则可以指导实施。

根据装配式建筑的特点，BIM模型可将关联的建筑信息进行有效分类、保存，使项目信息形成了一个有机整体，设计师可以随时通过模型导出所需的信息报表，如：进行门窗统计表、部品数量统计表、各类预制件混凝土体积统计、构件种类统计等。通过分类统计进行快速的工程量分析，实现对成本的初步控制，见图10-7。(www.xing528.com)

图10-7　钢筋明细表

此外，利用BIM技术可以很好地应对施工过程中的各种变更。当施工过程中设计发生变更时，利用BIM将变更关联到模型中，同时反映出工程量以及造价的变更，使决策者更清楚设计的变更对造价的影响，及时调整资金筹措和投入计划。

（三）进度控制

建筑施工是一个高度动态的过程，随着建筑工程规模不断扩大，复杂程度不断提高，使得施工项目管理变得极为复杂。通过将BIM与施工进度计划相链接，将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D（3D+时间）模型中，可以直观、精确地反映整个建筑的施工过程，如图10-8所示。施工模拟技术可以在项目建造过程中合理制定施工计划，精确掌握施工进度，优化使用施工资源以及科学地进行场地布置，对整个工程的施工进度、资源和质量进行统一管理和控制，以缩短工期、降低成本、提高质量。

图10-8　某BIM软件下的进度控制

（四）可视化技术交底

可视化交底即在各工序施工前，利用BIM技术虚拟展示各施工工艺，尤其对新技术、新工艺以及复杂节点进行全尺寸3D展示，有效减少因人的主观因素造成的错误理解，使交底更直观、更容易理解，使各部门之间的沟通更加高效，见图10-9。

图10-9　可视化交底

（五）质量管理

实现在同一BIM模型上的建筑信息集成，BIM服务贯穿整个工程全生命周期过程。一方面，可以实现住宅产业信息化；另一方面，可以将生产、施工及运维阶段的实际需求及技术整合到设计阶段，在虚拟环境中预演现实，真正实现BIM信息化应用的信息集成优势。通过在预制构件中预埋芯片等数字化标签，在生产、运输、施工、管理的各个重要环节记录相应的质量管理信息，可以实现建筑质量的责任归属，从而提高建筑质量。

（六）竣工模型交付

建筑作为一个系统，当完成建造过程准备投入使用时，需要先对建筑进行必要的测试和调整，以确保它可以按照当初的设计来运营。在项目完成后的移交环节，物业管理部门需要得到的不只是常规的设计图纸、竣工图纸，还需要能正确反映真实设备状态、材料安装使用情况等与运营维护相关的文档和资料。BIM能将建筑物空间信息和设备参数信息有机地整合起来，从而为业主提供完整的建筑物全局信息。通过BIM与施工过程记录信息的关联，甚至能够实现包括隐蔽工程资料在内的竣工信息集成，不仅为后续的物业管理带来便利，并且可以在未来进行的翻新、改造、扩建过程中为业主及项目团队提供有效的历史信息，见图10-10。

（七）信息化管理

BIM信息化技术与云技术相结合，可以有效地将信息在云端进行无缝传递，打通各部门之间的横向联系，通过借助移动设备设置客户端，可以实时查看项目所需要的信息，真正实现项目合作的可移动办公，提高项目的完成精度。

图10-10　BIM竣工模型