基于BIM 技术的装配式建筑施工工艺研究

引言:随着建筑业转型升级的深入推进，装配式建筑凭借其工厂化生产、标准化设计、装配化施工的特点，已成为建筑业发展的重要方向。装配式建筑打破了传统"湿作业"的局限，实现了建筑生产的工业化、集约化和环保化。然而，装配式建筑在实践过程中仍面临着设计协同困难、构件精度控制不足、现场装配效率低下等挑战，制约了其大规模推广应用。

建筑信息模型(BIM)技术作为一种集成化的信息管理工具，通过建立包含建筑物理与功能特性的数字化模型，为装配式建筑的发展提供了有力的技术支撑。BIM 技术的参数化建模、信息集成、协同设计等核心功能，与装配式建筑对精确设计、标准化生产、高效装配的需求高度契合，为解决装配式建筑面临的技术瓶颈提供了新的可能。

1 BIM 技术的核心价值与功能

BIM 技术是一种基于三维数字技术的建筑信息模型，它集成了建筑工程项目各类相关信息，是对建筑项目物理和功能特性的数字化表达。BIM技术的核心价值在于实现了建筑信息的参数化、可视化和集成化管理[1]。

在功能方面，BIM 技术主要体现在以下几个方面：(1)三维可视化设计，直观呈现建筑模型；(2)参数化建模，便于快速修改和调整；(3)碰撞检测，减少设计错误和返工；(4)信息集成，实现多专业协同；(5)模拟分析，优化建筑性能；(6)工程量统计，提高预算精度；(7)进度管理，优化施工方案。研究表明，BIM 技术的应用可使设计错误减少约 40% ，施工变更减少约30% ，总体成本降低约 5%～12%_o

2 BIM 技术与装配式建筑的契合点

BIM 技术与装配式建筑在本质上具有天然的契合性。装配式建筑强调构件的标准化、模块化和精确化，而BIM 技术则提供了实现这些要求的技术手段。二者的主要契合点表现在：

（1）精确设计与制造：BIM 技术能够通过参数化建模实现构件的精确设计，并生成用于工厂加工的详细信息，确保构件制造精度达到装配要求。

（2）协同设计与管理：装配式建筑涉及多专业协同，BIM 平台提供了信息共享和实时协作的环境，有效解决了信息孤岛问题。

（3）装配模拟与优化：BIM 可以对装配过程进行虚拟模拟，提前发现问题并优化装配方案，减少现场调整。

（4）质量控制与追溯：BIM 系统可记录构件从设计、生产到安装的全过程信息，实现质量全程可控、可追溯。

通过这些契合点，BIM 技术与装配式建筑的结合形成了相互促进、相互支撑的良性互动关系，为装配式建筑的发展提供了强大的技术支撑。

3BIM 技术的装配式建筑施工中的具体运用

3.1 BIM 技术在装配式建筑设计阶段的应用

在装配式建筑设计阶段，BIM 技术的应用还体现在设计标准化与模块化方面。通过建立模数化设计体系，BIM 平台可以更有效地进行装配式建筑的结构优化，实现构件之间的精确衔接。先进的BIM 软件如Revit、TeklaStructures 能够支持LOD500 级别的高精度模型，为后续生产和装配提供精确的数据支撑。在实际项目中，设计人员通常遵循"先标准后深化"的原则，首先确定模数网格与构件标准体系，再进行个性化深化设计[2]。

值得注意的是，BIM 还提供了强大的性能分析功能，如结构分析、能源模拟和日照分析等，有助于优化装配式建筑的整体性能。某绿色装配式建筑项目通过BIM 进行全方位性能分析后，能耗降低了 22% ，采光效果提升了 17% ，大幅提高了居住舒适度。此外，BIM 的可视化沟通功能也极大地促进了设计方与业主方的交流，减少了设计变更，某项目通过BIM 可视化演示，设计变更次数减少了 46% ，业主满意度提升了 35‰

3.2 BIM 技术在装配式构件生产阶段的应用在构件生产阶段，BIM 技术与制造执行系统(MES)的深度集成是提升智能制造水平的关键。BIM 模型可通过特定接口将几何与非几何信息转化为生产指令，直接驱动数控设备。例如，将 Tekla 模型通过 UNITECHNIK接口转换为专用格式数据，驱动预制墙板生产线的自动化设备，显著提升了生产精度和效率。在构件标识方面，企业通常采用编码规则为"项目代码+楼层号+构件类型+序号"的构件编码体系，与 BIM 模型中的构件 ID 一对应，确保全过程可追溯。

先进的预制厂通过BIM 与ERP 系统集成，实现了材料需求计划的精确管理，减少库存约 30% ，提高周转率约 。在质量控制方面，许多预制厂采用激光扫描技术获取构件的三维点云数据，与BIM 模型自动比对，精确检测尺寸偏差。某大型预制厂应用这一技术后，构件尺寸误差控制在±1.5mm 以内，远优于国家标准要求的 。

3.3BIM 技术在装配式建筑施工阶段的应用

在施工阶段，BIM 技术与项目管理信息系统(PMIS)的集成为装配式建筑提供了全方位的施工管理支持。通过建立BIM 与现场施工管理系统的数据交换机制，实现了施工进度、质量、成本的协同管理。在构件安装方面，许多项目采用移动终端设备（如平板电脑）访问BIM 模型，现场技术人员可查看三维安装指导和技术交底，减少了施工错误约 60% ，提高了安装效率约 35‰

精确定位技术是装配式建筑施工的核心，先进项目采用全站仪与 BIM模型结合的测量放线方法，实现"数字测量→BIM 模型比对→偏差分析 $$ 实时纠偏"的闭环控制。某高层装配式项目采用这一方法后，垂直度控制在H/5000 范围内，远优于规范要求的 H/1000 。值得关注的是，施工现场数字化转型正逐步推进，通过在关键构件上安装传感器，收集其受力、变形等数据并与BIM 模型关联分析，实现结构安全的实时监测[3]。

3.4 BIM 技术在装配式建筑运维阶段的应用

在运维阶段，BIM 技术与建筑管理系统(BMS)和计算机辅助设施管理系统(CAFM)的集成，形成了强大的智能运维平台。这种集成平台突破了传统运维系统的局限，实现了设施设备信息、空间信息和能源消耗信息的一体化管理。在设备维护方面，BIM 运维系统可基于设备参数和运行数据，建立预测性维护模型，提前识别潜在故障。

数字孪生技术正成为装配式建筑运维的新趋势，通过实时数据采集与BIM 模型的动态更新，构建物理建筑的数字镜像。在某智能办公楼项目中，数字孪生系统实时监控了超过5000 个数据点，覆盖了暖通、给排水、电气、消防等多个系统，实现了建筑性能的全面评估与优化，能耗降低了 18% ，室内环境满意度提高了 26‰ 。在资产管理方面，基于BIM 的空间管理系统可视化展示了空间使用情况，支持精细化的空间规划与调整。

结语：本研究系统探讨了BIM 技术在装配式建筑全生命周期中的应用价值及实施路径。研究表明，BIM 技术与装配式建筑的深度融合是建筑业数字化转型的必然趋势。通过BIM 技术的参数化建模、信息集成和协同设计功能，装配式建筑实现了从设计精确化、生产智能化、施工高效化到运维智慧化的全面提升。随着人工智能、物联网、数字孪生等新技术的快速发展，BIM 与装配式建筑的融合将迈向更高水平，为建筑业高质量发展注入新动能。

参考文献：

[1]卢嘉欣.基于 BIM 技术的装配式建筑成本控制研究[J].佛山陶瓷，2025，35(05):90-92.

[2]王富才，赵立彬.BIM 技术在装配式建筑智能建造中的应用[J].新城建科技，2025，34(04):37-39.

[3]谢荣森.基于 BIM 技术的装配式建筑施工工艺研究[J].住宅与房地产，2025，(11):71-73.