BIM技術在裝配式建筑施工階段的應用研究

(吉林建筑大學)

0 引言

裝配式建筑是將在工廠加工制好的構件運至施工現場，通過裝配式連接方式進行拼裝的建筑。裝配式建筑推廣的難點是施工單位的施工精準度，裝配式建筑構件具有不可重復利用的特點，一旦發生錯誤只能重建，然而大部分構件又是事先預制好的，因此需要精準建模，利用BIM技術針對設計單位提供的模型進一步的深化設計，檢查錯漏碰缺，在施工前對施工進行模擬，對關鍵部位的施工反復模擬，最后制作施工進度計劃實時監控實際施工進度，保證施工的精確度，確保工程順利竣工。

1 深化設計

1.1 各個專業的協同深化設計

基于設計階段提供的Revit建筑模型，對模型進行細化和完善，將模型轉換成BIM軟件通用格式IFC文件格式，然后導入到Tekla軟件并修改模型。Tekla軟件相對于其他軟件除了具有智能出圖、自動更新數據、自動生成構建清單等功能外還具有如圖1.1.1等優點。對模型的建筑、結構、機電進行分類，分派到各個專業進行深化設計，按照“誰施工、誰設計”的原則，分配到各個專業進行深化設計。各專業再針對自己負責的部分進行拆分，在保證建筑構件的結構和功能完整性的前提下，盡量減少構件的種類，生成各部分構件的加工詳圖和詳細信息，提高構件的精度，為現場安裝做準備，做到各構件節點和預留孔等細節部位的可視化[1]，從而減少錯誤發生、提高效率。

圖1.1.1

1.2 綜合性的深化設計

對各專業深化設計的成果進行整合，選定一個主文件，將其他專業的模型連接到該主文件模型，最終得到一個全專業的綜合模型，利用 Navisworks軟件進行碰撞檢測，找出各專業系統間的碰撞點，并根據檢驗報告及意見對模型進行修改，直至解決所有碰撞，避免發生錯漏碰缺、二次施工等問題，將現場施工出現的問題預先消除，同時Tekla軟件會根據其自帶的模板自動生成各類的工程量，信息與模型完全一致，最終形成竣工模型。

2 施工模擬

2.1 場地布置

常用于施工場地規劃的軟件有很多，比如：Navisworks、Synchro 4D、Fuzor等，此處選用 Navisworks是因為與 Revite同為 Autodesk 公司產品，同時與下文 MS Project施工進度計劃甘特圖更好的進行匹配，減少模型在軟件之間的轉換和軟件的使用數量。因此，將Revit模型導入Navisworks進行動態施工模擬可以直觀地看到并了解施工的全過程和結果，在進行施工預演前首先要進行施工場地的布置，包括構件進場路線、吊裝設備以及其它臨時設施的位置，將模型賦予時間屬性，使對象隨時間的變化形成4D場地模型，并結合實際情況修改各實體的位置信息，解決施工場地的平面布置與劃分問題，利用BIM技術協調構件的生產與安裝進度，避免出現現場堆放，確保建造的質量與速度。針對現場可能發生的危險源、安全隱患，減少安全事故的發生[2]，制定應急預案，最后對場地進行優化，選出最佳施工路線。

2.2 施工流程模擬

利用BIM技術進行動態的施工模擬，可以達到未建先試的效果，有效的表達施工過程中各種復雜的關系以及工程關鍵部位的施工工藝、施工工序，對于每個不同部位、不同構件、不同節點進行預先拼裝，確保實際安裝無誤，對各部分進行精確的仿真。再將深化設計階段建模批量復制的構件在4D模型中打亂，按照實際施工過程，呈階梯狀的規律重新組合。對同一個項目的不同施工計劃進行反復的模擬和優化，找到最佳的施工方案，以前處理類似的問題靠的是施工經驗，現在只需要在模擬環境中進行推演就能很好的得到解決。在模擬的過程中要對儲存的模型中大量的構件和設備的信息進行管理，通過軟件模擬安裝構件的流程，再由安裝人員按照流程視頻、模型進行輪流施工，即便是從未接觸過項目的新員工也能夠對整個施工流程、技術要點、注意事項一目了然，以此節約了工期和成本，將安裝返工率降到最低。

3 實時動態進度

將制定好的MS Project項目施工計劃甘特圖導入到Navisworks中與BIM模型進行匹配[3]，將空間與時間相結合形成一個可視化施工進度4D模型，不僅可以直觀的反應建筑施工的全過程，還能在任意時間查看工作情況，實時追蹤施工中的進度狀態，并與實際建造的施工進度對比。一旦發現與實際建造不符，需要進行進度分析，掌握時間節點，利用BIM模型模擬多種進度調整方案，確定最優的補救措施，對4D進度模型進行實時調整。

4 施工階段的協同工作

BIM技術可視化讓復雜的施工變得的簡單化，通過搭建BIM協同信息平臺有利于各單位各施工項目的開展，同時可以有效對施工各階段進行管理。項目人員根據權限加入平臺，實現組織內部的信息共享、在線審核、問題批注，并及時解決，一旦某些部位發生變化，與之相應的施工工藝、施工進度等相關信息都自動隨之改變，即BIM技術能自動關聯二維圖紙設計不當的地方，減少變更和返工等損失，提高全過程檢查溝通效率。將各單位在不同施工階段所負責的任務進行分工，各單位通過信息平臺將現階段的工作成果及現場實際情況進行整合，進而更好的調整、安排接下來工作，解決施工隱患，保證項目順利實施。

5 結語

本文在基于設計階段提供的BIM模型進一步研究BIM技術在裝配式建筑施工中的應用，通過深化設計、施工模擬、制定動態進度計劃以保證裝配式建筑各構件之間的契合度，展現了二維圖紙所不能給予的視覺效果，將BIM技術應用到裝配式建筑施工過程中，不僅可以對構件的安裝節點可視化管理，還可以、改善施工進度計劃、對整個施工過程進行監督，控制提高施工效率，同時還可以將可視化的施工文檔進行存儲便于日后查閱。

6 展望

BIM技術與裝配式建筑結構精細化、工業化的特點不謀而合，二者具有天然的伴生關系。用BIM技術實現裝配式建筑的精準、高效將是未來建筑業發展的趨勢，以信息化技術為核心的BIM技術會在有關政策的引領和行業的推動下有迅猛發展，并帶領建筑行業走向轉型和升級，將為行業帶來巨大提升空間。

[1]馬躍強,施寶貴,武玉瓊.BIM 技術在預制裝配式建筑施工中的應用研究[J].上海建設科技,2016(04).45-47.

[2]姜浩.BIM 技術在預制裝配式建筑施工中的應用[J].建筑施工,2017,39(06).804-806+811.

[3]王蘭芝,郄澤.裝配式建筑施工 BIM 仿真模擬[J].中國住宅設施,2015(03).81-83.