关键词：BIM技术；装配式建筑；施工组织设计；技术应用
引言：装配式建筑为传统建筑的升级，为建筑未来发展的主要方向。此类型住宅以其工期短、成本可控、节约人力等优势广泛应用在建筑领域当中。BIM技术可应用在工程周期管理当中，协调建筑施工环节各项资源，统筹安排施工流程，促使施工现场和各个参建主体之间的沟通更加协调，立体化显示现场实际情形，因此，研究此技术在装配式建筑的施工组织和设计方面的应用有重要意义。
1 相关概念介绍
1.1BIM技术
BIM技术是将建筑项目内产生的材料、进度、管理等所有数据整合在三维模型当中，具有建模、碰撞检查等功能。BIM技术在建筑项目中的应用属于宏观概念，应用形式多样化。此技术可应用于项目的整个周期，将所有信息转化成参数模型，为工程管理提供沟通以及资源共享服务平台。
BIM技术的特点为具有可视化、协调性、模拟性、优化性。即通过BIM技术转化传统二维图纸，形成三维可视化图纸，使管理者、施工人员精准掌握设计师意图。项目建设过程中，需要设计方、施工方、参建单位等之间进行实时沟通，以便合理安排施工组织。在BIM技术的协调之下，利用建筑信息完成不同专业建模建立，统计碰撞问题，以便为不同专业的施工提供数据支持。与此同时，使用BIM技术还能对光环境、风环境以及能源消耗等进行模拟，施工之前模拟施工情况，确定出科学的施工组织的设计，完善施工方案，更好地控制施工成本。在建筑整个周期当中，设计、施工、运营等都需进行优化。建筑结构复杂，借助BIM技术可更好地分析项目，促使管理者科学安排各项管理工作，以可视化的图纸展示，协调施工组织。
1.2装配式住宅
装配式建筑指的是使用预制构件，直接在建筑现场进行装配，批量制造建筑。装配式建筑的设计呈现出标准化的特征，各种构件能够实现集约化生产。使用BIM技术能够协调管理者建立预制构件数据库，实现协同生产、信息共享。在工程管理时，使用BIM技术可促使建筑各专业之间协调性良好，建立信息化模型，促使管理者和参建人员之间实现资源共享，高效、精细化完成建设。和传统建筑类型对比，装配式建筑在对劳动力的需求方面，可实现装配化施工，要求人员综合素质较高，在能源和资源等消耗方面更低，需要使用大型的吊装设备，建设环节工期短、机械化水平高、效率高[1]。
2 BIM技术在装配式建筑施工组织设计中的应用
在装配式住宅的建设过程中，使用BIM技术能够将施工组织的设计加以优化，形成三维可视化的控制模型，及时更新相关信息，便于管理者随时查询工程信息，对建筑项目信息展开集中管理，掌握关键施工时间节点以及重点施工问题，合理设计施工组织，针对施工环节产生的重点问题，及时找出解决方案，不断提升项目施工可行性。
2.1项目概况
某建筑项目整体为装配式建筑，共6栋住宅，住宅地下停车场到2层结构为现浇混凝土，从3层开始至顶层为装配式结构，使用现场浇筑施工方式浇筑各个构件节点。建筑楼板使用预制型叠合楼板，使用预制剪力墙以及轻型墙体作为内墙，外墙保温层、楼梯为预制结构。本项目需要在施工现场预制大量构件，同时在吊装构件时，需要从水平、垂直等方向做好控制，保证施工质量。在施工现场合理规划堆放场地，保证构件科学堆放。施工环节以上内容是影响建筑质量以及美观性等重要因素。合理设计施工组织，控制施工进度、质量以及成本，保证项目实施环节各种信息顺利传递为项目建设面临的重点问题。
2.2BIM施工组织
该项目由3家分包公司，技术部门、成本部门以及质量部门共同组成，所有的管理主体使用BIM技术建立信息模型，由专业团队落实模型建立以及信息的收集和共享。组织结构由项目经理主导，专业的BIM团队收集项目信息，分别向3家分包机构、工程技术部门、成本部门、质量部以及安全部门传递信息并完成信息共享。这样不同的职能部门可更全面地收集各项信息，将信息添加到BIM模型当中，展现出建筑实际施工情况。同时还能整合不同专业人员掌握的经验、技术等，发挥各自优势提高管理水平。
在组织结构中，BIM团队的总体任务为，结合建筑图纸、设计模型以及基础文件等。从项目具体情况出发，在施工组织的设计不同环节应用BIM技术，保证不同专业和管理主体之间及时沟通、解决施工环节各项信息的传递、更新等问题，并建立BIM模型。在BIM团队中，应包含负责人、技术总监、技术员等，其中负责人主要负责团队组建、软件建模、制定协调标准、确定构件的使用、划分各人员权责、安排工作任务、监督评价等；技术总监主要职责为打造应用BIM软件环境氛围、监督BIM应用质量、协调专业工作、建立信息数据库、信息模型、研读施工图、施工技术、施工合同等、负责技术应用过程总指挥；技术人员的主要职责为根据不同专业建立BIM模型，追踪施工过程，协调不同职能部门、管理者间的沟通，全面收集现场信息，及时将最新信息通知各部门。同时还应结合项目需求，优化BIM模型，对施工过程进行科学指导[2]。
2.3准备阶段BIM技术的应用
在施工准备阶段，基于BIM技术建立3D模型，因为项目图纸出现变更，所处出现多次内审。在3D立体模型下，施工人员可准确观察图纸中存在的专业交叉问题，提前解决问题。创建模型过程，项目部建立Word文档，将建筑各项工程的CAD图纸通过.dwg格式向数据库中传输，BIM技术团队获取到相关文件信息时，使用revit软件完成3D模型的绘制，并将工程模型通过.rvt格式传输到数据库。管理者按照3D模型，掌握工程实际情况。
2.3.1场地规划
项目场地总面积为28812m2，从道路、生活区、预制件放置区、办公区等角度出发，合理规划场地。2号楼和3号楼之间设置10m宽大门，旁边设置保卫室。由于此装配式建筑使用预制件数量较多，因此在现场的南北各修建4m宽道路，便于吊装施工。考虑到构件装卸和运输的便利性，将预制件设置在和建筑接近的临时道路旁，使用高强度的支架插放预制墙，从上到下对称设置预制板。
使用BIM软件模拟场地的布置情况，展现出施工、堆放区域、道路、办公、生活等区域。具体流程为，在revit中导入CAD图纸，结合标高以及轴线实际要求，使用场地、体量等选项完成现场道路和围墙等绘制，模拟出现场的临时加工区域和预制件堆放区域。同时将绘制完成的revit模型载入到建筑大门和板房等当中，对场地模型进行检查。在BIM技术的应用下，形成3D化的场地模型，便于施工组织过程对场地空间合理规划。由技术部门将现场CAD图纸通过.dwf的格式以及场地要求通过.doc格式向数据库中传输，BIM技术团队从数据库获取场地各项布置信息，模拟出构件区域、道路以及临建区总体信息，最后通过.rvt格式传输到数据库当中。技术部门即可在数据库中获取revit模型，深入研究场地布置信息，合理规划。
2.3.2吊装方案优化
装配住宅吊装过程为重点施工流程，为避免吊装施工出现就位、碰撞、失稳等问题，施工BIM软件完成3号楼外墙的吊装。吊装前绘制出BIM模型，先制定外墙模型，后进行墙体结构分析，对预制件编号，保证施工人员名确吊装顺序。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在吊装方案信息的传递过程中，由技术部门将人员信息表、吊装方案、物资准备等方案传输到数据库当中，BIM技术应用人员通过数据库获得项目场地区域布置信息、建筑单体信息、吊装过程信息、塔吊型号选择信息等，使用Navisworks 软件优化吊装方案，获得更合理的外墙结构拆分图，明确吊装过程起吊位置的固定以及套筒的灌浆等重点工序，并将优化方案使用.nwd格式传输到数据库当中。项目技术部门从数据库中找出吊装档案的优化模型，和施工方展开可视化的技术交底，对吊装施工进行指导[3]。
2.4进度管理BIM技术的应用
本项目中3号楼建筑工期为500d，基础60d、主体310d、装饰156d、收尾30d。土建施工和装修工程交叉进行，每施工6层验收一次，通过之后开始装修施工。项目土建施工结束之后，从顶部向底部开展装饰施工。建筑共计16层，单层楼预制梁25个、墙185个、混凝土量400m3、预制板193个。单独预制墙在吊装过程需要15min，安装共需4d；单独预制板吊装时间为15min，每天可吊装120块，1段楼梯的吊装时间为15min，用时1d。钢筋、模板、注浆等施工所用时间应结合竖向构件交叉施工，单层施工时间需要2.5d。
管理人员跟踪不同施工过程进度，将施工现场照片传输到BIM模型当中。这样参与建设的各个主体能够了解施工进度的动态变化，以便交叉施工过程协调性进行，提高项目的建设效率。
传统施工管理过程，进度管理可视化程度不高，难以随时调整项目变化情况。使用BIM软件中进度模型，结合施工进度，生成4D模型，将施工过程动态化显示出来，辅助管理人员合理掌控施工进度。模拟流程为，先整合出BIM进度模型，生成项目进度管理模型，结合施工时间节点以及施工进度，开展进度的模拟和分析。在3D模型当中，存在Navisworks，在其中设置集合，对应Time Liner 中的施工计划和日期，进而生成4D模型。根据进度报告对误差展开分析，该项目5层以下部分进度和计划相符，在计划中显示7层位置吊装，实际施工到6层位置，因此吊装出现滞后性。通过BIM技术模拟施工过程，显示产生进度之后主因为预制件、人员等数量不足。
结合实际建设情况，使用进度调整方法。合理安排施工组织，延长工作时间。保证各工序之间的协调性。适当增加吊装机械，配置吊装人员，保证预制件的供给。利用BIM模型，预制件的生产厂家能够获得项目进度信息，灵活调整预制件的生产速度，将吊装人员增至20人，完成进度目标[4]。
应用BIM技术传递进度信息时，由技术部门将项目进度的横道图上传到数据库当中，由BIM技术团队获取施工现场的布置情况、建筑信息以及吊装方案等内容，使用软件分析进度，生成.nwd格式的分析模型，最后将分析报告用.doc格式传输到数据库当中。技术部门获取分析模型和报告，找出产生影响进度的主要原因，及时纠正，实现进度管理目标。
应用BIM技术将参建主体各项进度信息传输到数据库当中，相关人员可及时掌握项目进度信息，实现信息的双向传递。与此同时，应用BIM技术能优化设计质量，减小工程出现变更的次数，促使施工进度目标顺利完成。预制件生产厂商借助BIM平台，获取项目对预制件的需求信息，合理制定采购、生产等计划，促使构件生产和装配式住宅的施工进度相符，防止施工环节由于预制件供给问题，出现窝工现象。此外，在BIM技术的应用下，可形模拟施工流程，分析施工计划的动态，打破传统横道图分析过程可视化水平过低的限制，促使进度管理的计算和监督过程更加高效。
2.5质量控制BIM技术的应用
在项目质量控制过程中，通过数据库查找相关信息，突破了传统管理环节翻阅大量图纸的限制，管理者通过手机、移动设备等终端，即可完成构件属性以及文件模型信息查询，在现场展开可视化查询，核对工程质量。使用BIM技术，在移动端向责任人反馈存在问题的建筑位置，将具体问题描述出来。BIM软件的应用能同步手机、电脑中的数据，在模型中传输质量信息，分别收集不通时间、专业信息，综合对比，找出产生质量问题的主要原因，自动生产整改资料。将质量问题及时向专业人员传递，促使施工人员尽快整改，减少质量反馈过程消耗的时间，同时还能防止相关信息被人为篡改，积累大量的数据信息，使管理过程工程质量信息可追溯性更强。
在传递施工质量相关信息时，由质量部门收集施工现场信息，使用Word软件传输到数据库当中，BIM团队使用BIM软件获取质量信息，通过分析生成整改信息。此项目中，质量部门收集现场照片、控制要点等信息，使用Word传输至数据库当中。BIM团队利用数据库获取项目文档信息和模型信息，分析其中的问题，形成整改意见，最终将控制信息传输至数据库中。施工人员结合整改信息完成整改和验收。BIM技术应用过程，将施工质量相关信息作为载体，呈现出项目某位置施工信息，整个管理过程动态性、准确性更高，优化了人员沟通方式。
2.6成本控制BIM技术的应用
BIM技术能够将施工图纸、材料信息、成本信息等分类显示，确定施工过程构件的使用数量，动态显示造价信息。管理者按照信息完成采购和构件使用管理。该项目中3号楼二层下部位混凝土结构，经过成本部门使用广联达图形计算出梁板结构混凝土使用量1871m3，墙柱结构用量为1128m3。应用BIM技术统计出材料用量，将数据导入Excel当中，计算出梁板结构混凝土用量为1582m3，墙柱混凝土用量为1304m3。项目现场设置2个搅拌站，按照票据统计，1号搅拌站中梁板构件制作使用924m3,混凝土，墙柱制作使用567m3混凝土。2号搅拌站梁板构件的制作使用684m3混凝土，墙柱制作使用760m3混凝土。将1、2号搅拌站混凝土总量进行汇总之后，总结出梁板构件实际混凝土用量为1608m3，墙柱构件实际用量1327m3。通过将上述数据展开对比，可以发现，使用BIM软件计算的材料用量和实际相差20m3，成本部门计算材料用量和实际差距200m3。因此可以得出使用BIM软件更贴近实际用量。该项目使用型号为C30和C55的混凝土，其中C30混凝土1立方米价格为315元，C55混凝土1立方米单价为390元，因此应用BIM技术可节省材料费用超过14000元[5]。
应用BIM技术还能将成本信息顺利传输，使用算量软件将混凝土用量计算出来，向Excel表格当中导入，最后将搅拌站实际信息向表格中汇总，并将以上信息使用.xls的格式传输至数据库当中。通过数据库BIM团队能够根据工程量、模型信息，使用5D BIM软件计算出混凝土的用量，将其从Excel表格当中导出，最后上传到数据库当中。项目的成本部门将自身计算的工量信息和BIM计算信息展开综合对比，找出出现偏差的实际原因，合理控制项目建设成本。在BIM软件应用过程中，以其强大的数据分析能力，结合工程现场施工情况，自动生成工量，迅速获得成本信息。计算过程直接获得总工量成本，减小了多次计算而产生的误差，将计算准确性有效提升。与此同时，使用BIM模型对工程成本进行计算，能够实现精细化管理，从建筑构件、建设时间等角度展开计算，在数据库的支持下，促使项目成本信息完成共享，利于管理者展开动态监管。
结束语：总而言之，通过上文对装配式建筑管理过程展开分析，在施工准备过程利用软件完成场地规划和吊装方案优化，对施工进度展开实时跟踪，展开动态监督。使用5D BIM软件完成工程质量的控制，保证产生质量问题时能够追根溯源，最后使用BIM软件完成工量计算，控制成本，将以上信息传输到数据库中，指导施工，保证管理环节信息传递的及时性，促使装配式住宅顺利完成建设。
参考文献：
[1]崔乃夫,杨慧冉.BIM技术在装配式建筑设计中的应用实践分析[J].建筑技术开发,2018,45(17):60-61.
[2]冯晓科.BIM技术在装配式建筑施工管理中的应用研究[J].建筑结构,2018,48(S1):663-668.
[3]王伟.当前BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用[J].住宅与房地产,2018(16):180.
[4]李泳辰. 装配式背景下的模块化住宅设计研究[D].青岛理工大学,2018.
[5]肖阳. BIM技术在装配式建筑施工阶段的应用研究[D].武汉工程大学,2017.
论文作者:贺子奇,,马少春
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷15期
论文发表时间:2019/11/15
标签：信息论文; 技术论文; 模型论文; 建筑论文; 项目论文; 进度论文; 预制件论文; 《建筑实践》2019年第38卷15期论文;