BIM在預制建筑中的應用探索

申建紅 肖保存 姜艷

【摘要】預制建筑技術作為未來建筑技術發展趨勢之一，它的技術水平也是衡量一個國家或地區建筑業發展水平的重要標志。使用預制建筑具有諸多優點：施工速度快、工程質量高、可持發展等。但在其應用過程中，存在著諸多制約因素。當前，信息技術的發展和應用，加快推進了建筑業生產方式和發展模式的深刻變革。尤其是近年來BIM技術的應用推廣，為工程項目各方帶來的前景不可估量，本文就BIM技術在預制建筑的應用展開探討，為預制建筑在設計、建造、運營維護中遇到的諸多問題提供解決的思路。

【關鍵詞】預制建筑;信息技術;BIM技術;工程項目

Exploration?of?the?application?of?BIM?in?prefbricated?buildings

Shen?Jian-hong，Xiao?Bao-cun，Jiang?Yan

（School?of?Management，?Qingdao?Technological?University，?Qingdao?266520，?China）

Abstract：?As?one?of?the?future?development?trends?of?the?building?technology，?precast?concrete?buildings?technical?level?represents?the?AEC?industry?development?level?of?the?country?or?region.?Precast?concrete?building?has?many?advantages：?accelerating?construction?speed，?enhancing?construction?quality?and?improving?sustainable?development.?However，?there?are?some?constraints?in?the?application?process?of?prefabricated?building.?Currently，?the?development?and?application?of?information?technology?is?accelerating?the?construction?industrials?transform?in?production?and?development?model，?especially?the?popularizing?of?BIM?technology?in?recent?years，?which?brought?immeasurable?benefits?for?the?project?parties.?In?this?paper，?a?combined?application?between?BIM?technology?and?prefabricated?buildings?are?discussed?and?a?method?to?solve?the?design，?construction，?operation?and?maintenance?problem?in?prefabricated?building?we?encountered?are?provided.

Key?Words：?Prefabricated?buildings;?Information?Technology;BIM（Building?Information?Modeling）technology;?Project

1引言

預制建筑作為當前國際住宅建筑發展的主流，起源于上世紀四十年代歐美等發達國家。法國、日本、瑞典、丹麥、美國是最具典型的國家，其發展大致經歷了三個階段：第一階段是預制建筑形成的初期階段，二戰后歐洲大部分國家，出現了住宅緊缺，亟待通過發展預制建筑解決這一問題;第二階段是預制建筑的發展期，在住宅緊缺得到初步解決后，開始逐步追求預制建筑的質量和性價比;第三階段是預制建筑的成熟期，隨著建筑相關技術的不斷完善，降低住宅的物耗和環境負荷、發展資源循環型住宅成為當前的主導方向。早在上世紀五十年代，我國就開始發展預制建筑，盡管期間出現了相當長一段時間的停滯期，但其仍產生了一定的經濟和社會效益。由于預制建筑在建筑可持續化發展中具有不可替代的作用，國家在近些年相繼出臺多項相關政策和法律法規，為預制建筑在我國的發展提供了良好的外部環境。

圖3?碰撞檢查???????????????????????????????????圖4?碰撞報告

4.2?預制構件生產階段BIM的應用

預制構件設計完成后交由生產廠家進行生產。通過傳統的二維設計圖紙表現形式，盡管設計院與生產廠家之間會進行圖紙設計意圖交底，但是設計人員在交底時很難將設計意圖完整的呈現給生產技術人員，導致構件的生產出現錯誤。生產廠家根據設計模型對所需構件進行細節化設計與制造對圖紙所進行的細化也不能及時反饋給設計院，以檢驗構件細化的合理性。

在預制構件的生產中，運用BIM技術，生產操作人員更容易正確理解設計人員的設計意圖，便于機械化的生產和加工。當前，這種自動化的生產模式已經在鋼結構加工與制造、金屬板制造等方面成功的運用，從而生產出高質量的預制構件、幕墻制品等。這種模式方便于預制構件生產廠家根據設計模型對所需構件進行細節化的設計與制造，通過BIM云技術，實現生產廠家與設計院在模型上的實時對接，準確性高且縮減了造價與工期[5]。如圖5所示，在Autodesk?Navisworks軟件中展現的墻體預制構件的參數化模型，包含了鋼筋、墻體材料、強弱電的所有信息，如圖6所示，直觀的展現了墻內部的各種信息，包括鋼筋、各種管線等，為構件的標準化生產提供了更精確的信息。

圖5?墻預制構件????????????????????????????????圖6?墻內構件詳圖

4.3?預制建筑施工階段BIM的應用

在預制混凝土建筑的施工過程中，進行虛擬施工，有效協同。工程項目參與各方都可以對工程項目的各方面信息有詳細的了解，利用三維可視化的參數化模型，再加上時間維度，可以進行虛擬施工，對施工資源進行動態管理，將施工計劃與實際進展實時快速進行對比，優化調整施工方案。對預制構件在現場的運輸，吊裝以及現場安裝進行模擬，在施工之前及時發現問題，根據模擬情況做出調整，從而對材料的運輸堆放安排、建筑機械的行進路線和操作空間、土建工程的施工順序、設備管線的安裝調試等施工安裝方案的優化。

4.4預制建筑運營維護階段BIM的應用

隨著物聯網技術的發展，各種設備的日常維修工作日趨擬人化，建筑信息模型的構件內可添加海量的設備設施技術參數，BIM信息技術的應用可以將各設備的精確位置和相關參數信息反映到三維模型中。運營方能夠對資產設備的所處位置有準確的定位。如圖7所示，利用BIM技術可以根據需要定位到需要查詢的位置，點擊設備模型即可查看相關的設備詳細信息，省去了以往翻看大量文字和二維圖紙資料的時間，并且利用BIM技術基于維護成本進行評估分析，給出不同的維護方案，從而提高設備設施維護效率，優化維護方案，降低維護成本。

圖7?管線定位????????????????????????????圖8?項目內空間模擬

如圖8所示，BIM模型可以一目了然的呈現出建筑物內部所有的空間位置，使救援人員在最短的時間獲得建筑物內部實時的空間信息。利用BIM及相應災害分析模擬軟件模擬災害發生的過程，有針對性的制定避免災害發生的措施，以及災害發生后人員疏散、救援的應急預案，從而真實地反映出疏散過程中可能出現的各種情況。BIM技術相關軟件還可以自動生成包含疏散過程的詳細數據，從而輔助項目組分析，調整疏散路徑，優化疏散方案。

5結語

BIM技術的應用在建筑行業中有不可抵擋之勢，從目前國內外的應用來看，它為建設項目的上下游行業帶來的觀念以及實際效益上的改變有目共睹。住宅產業化的發展有利于提高工作效率、推進建筑節能和提高住宅的綜合性能，而作為綠色可持續建造方式的預制建筑，政府和行業人員正在大力推廣。預制建筑沒有?BIM?也可以做，并不是只有用?BIM?才能做，而是用了?BIM?之后可以更加準確、更加經濟、更加安全。通過本文中已述方法的應用探索，可實現BIM與預制裝配式建筑的創新結合，體現當前行業內的又一研究創新點。隨著信息技術的發展和我們的共同努力，BIM技術在預制建筑中將會有更廣泛的應用。

【參考文獻】

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