BIM技術在裝配式建筑結構施工中的應用

王士軍

(鶴壁職業技術學院,河南 鶴壁 458030)

在國民經濟穩步發展的背景下,環境問題日漸凸顯,傳統建筑行業以污染重、資源消耗量大、浪費率高的缺陷,飽受社會的爭議。同時,裝配式建筑具有工期短、污染少、資源使用率高的特點,還呈現系統化設計、工廠化構建生產及專業化安裝等模式,使之逐步取締傳統現澆式建筑的地位。特別是在BIM技術飛速發展的今天,強調其在裝配式建筑中的應用,能夠顯著增強建筑設計、施工和生產等層面的效率,為建筑行業的健康發展創造條件。

1 BIM技術的思考

1.1 概述

BIM(即為Building Information Modeling)系統即為信息化管理系統,而以工程建設為核心的系統則為建筑信息模型,通過對參建方、施工方和運營方等相關信息的收集整理,構建多元化數據庫,再利用數字仿真模擬的形式構建建筑物,以便為建筑管理創造全生命周期平臺。而在BIM系統運行期間,業主和設計方、總包方及分包方、監理方與供應方應做好協調工作,以多方位、多渠道的特點,強調信息化文件管理與維護的意義。

1.2 優點

其一,智能控制。對于BIM技術而言,其核心優點即為智能控制,即通過規劃設計、建筑設計和招投標、造價、質量與進度、合同、物資及施工模擬等環節的智能控制管理,使之在增強員工作業效率的同時,提高企業和工程的整體效益。其二,協同作業。裝配式建筑結構施工過程中,BIM技術在設計階段中的使用,能夠借助碰撞檢測的方式,預防設計缺陷或誤差；BIM技術在施工節點中的使用,以工程方案模擬的形式,對各崗位和各工種予以協調把控,強化自身的管理水平。簡而言之,BIM技術既具有系統性的特點,還可依據系統工程的角色,對各建設主體、各設計專業予以協作把控,保證自身的最佳效果[1]。

2 BIM技術在裝配式建筑結構施工中的價值

2.1 增強建筑設計效率

在裝配式建筑設計過程中,各預制構件間的預埋、預留設計項目,往往需要設計人員的協調配合,否則難以達到預期效果。隨著BIM技術設計平臺的創建,設計人員可通過對設計信息的精準檢索,做好設計方案的修改與優化,再融合云端技術、BIM技術的使用,科學把控碰撞功能和自動糾錯功能間的作用,便于裝配式建筑結構設計工作的序性施行。再者,預制構件具有樣式繁多、種類多樣的特點,較大的出圖量,為BIM技術的協同效果夯實基礎。即授予建筑設計者、構件設計者、技術及管理者不同的權限,使之能夠在融合各項技術與管理優勢的同時,提高建筑結構整體設計效率,避免項目成本增加、資源浪費等問題[2]。

2.2 便于對預制構件的有序設計

BIM技術在建筑結構施工中的應用,能夠保證項目信息的共享性、開放性特點。即設計者將設計方案傳至云端服務器,再以云端樣式、尺寸登上護具整合的方式,構建各預制構件資源庫,例如門窗等。隨著預制構件資源庫的逐步積累,利用同類型預制構件間的比較,對其標準形狀、模數尺寸予以定位把控,不僅可便于建筑結構中預制構件的有序設計,還可保證裝配式建筑弧形的豐富性,以便更好滿足居民的多元化需求。

2.3 預防設計誤差

設計者可通過BIM技術的標準化使用,使之能夠在做好預制構件、裝配式建筑結構間精細化設計的前提下,避免施工環節存在的各項裝配偏差。即在具體情況下,融合BIM技術,對預制構件的尺寸、鋼筋直徑和間距、鋼筋保護層等數據間的設計定位,再依據BIM三維視圖模型的創建,直觀展現各預制構件間的契合度,輔之碰撞檢測功能的融合,對其各節點安全性、可靠性予以管控,避免預制構件裝配過程中沖突問題的出現,繼而杜絕由設計誤差引起的材料浪費、資源浪費和工期延誤等現象。

3 BIM技術在裝配式建筑結構施工中的具體應用

3.1 建筑設計環節

(1)設計質量：對于裝配式建筑工程而言,其在設計過程中往往包含預制構件預埋、預留等設計,而設計者更是借助協同配合的方式,提高自身設計效率。例如：BIM技術的使用,能夠在全方位掌握建筑工程各項設計信息的同時,對原有設計方案予以優化整理,再借助沖突信息的篩選,預防建筑設計環節各項問題的出現。特別是在裝配式建筑預制構件樣式、種類相對繁多的情況下,以設計圖紙為核心的建筑結構設計,BIM技術的有效融合,能夠保證設計方案的科學性和合理性,節約方案設計時間或精力,增強自身的效果及價值。

(2)專業化構件設計：裝配式建筑設計中,BIM技術的融合,不僅可保證各信息間的共享性、開放性,還可將設計方案傳遞至終端服務器處,依據標準化尺寸、樣式等參數的把控,對各類設計方案予以比較,以便能夠保證裝配式建筑結構、預制構件的尺寸及性狀的標準化、合理性。該種方式的使用,不僅可保證建筑戶型的多元性,還可展現建筑設計整體的設計水平及價值。

(3)預防設計誤差：BIM技術在裝配式建筑中的使用,可在做好建筑結構、預制構件精細化設計的前提下,預防施工誤差的出現。再依據各預制構件間距、尺寸與直徑間的管控,對其予以精準化定位,輔之三維視圖的呈現,從根本上預防工期延誤、材料浪費等現象的出現。

3.2 預制構件生產環節

(1)設計流程：以裝配式建筑全生命周期設計為導向,預制構件的生產設計時期核心組成架構。若要更好滿足此目標,則可依據BIM模型內的尺寸信息,借助構件設計計劃的科學擬定,向施工單位提供相關信息數據,以便可保證各信息間的系統性、協調性與同步性。此項環節中,BIM技術的使用,既可保證預制構件各流程間的優化整合,還可為后續建筑水平的把控夯實基礎。

(2)模型設計及制作：裝配式建筑設計過程中,BIM技術的科學使用,可顯著增強建筑模型設計、制作等環節的效率。例如：裝配式建筑方案設計結束時,可要求設計者對各配機構間的信息予以整合,以便更好達到預期效果。另外,還應做好和預制構件廠商間的寫作,要求廠商在充分掌握產品材料參數及尺寸的前提下,以企業間的對接為導向,逐步增強自身的生產效率,滿足自動化生產的目標。

3.3 施工環節

(1)施工效率：裝配式建筑預制構件設計期間,其分類生產、存儲等作業的施行,需要諸多人力、物力等資源的支撐,但應對其常見漏洞予以精準把控。即在此過程中,BIM技術的使用,往往多集中在構件生產、運輸等領域,通過對各信息間的讀取,依照相應電子信息表,逐步減少由傳統人工、物流管理等條件下引起的各類偏差,還可從源頭上預防預制構件設計和管理等問題。

(2)施工水平：施工工藝作為裝配式建筑結構施工中的關鍵,以工藝復雜性的特點,對施工機械化標準要求較高。若要杜絕此類問題的出現,則可依據BIM技術的模擬與仿真工藝,以便可在做好預制構件現場安裝、現場優化的前提,及時應對突發事件,不僅可強調工程現場安全管理的意義,還可從根本上杜絕安全時和安全隱患的滋生。

3.4 項目維護環節

在裝配式建筑項目維護環節中,BIM技術的應用主要體現在以下幾點：以自身較強的資料管理、應急管理功能,對信息管理系統予以協同把控,特別是在火災事故期間,有效的建筑和設備等信息的管控,能夠精準定位火災事故點,再通過科學的滅火措施,避免增加相關損失；而在項目運行與維護過程中,BIM技術以精準化數據信息把控的方式,對其可能存在的安全隱患或質量隱患予以審核,再通過設備監測或優化的形式,預防各類事故的滋生。

4 結束語

總而言之,BIM技術以自身獨特的優勢,在裝配式建筑結構設計、預制構件生產與施工、項目后續維護及管理等領域取得良好成績。即以增強建筑結構整體設計水平為導向,逐步強化自身施工效率、管理質量,不僅可預防建筑結構施工中各類問題的出現,還可保證建筑行業健康發展的基調,保障建筑企業自身的競爭軟實力。