BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用研究

何文韜 張榮臻 劉袁 馬廣超

【摘 ?要】論文通過(guò)前期在建筑行業(yè)的調(diào)查，分析了當(dāng)前建筑行業(yè)的形勢(shì)，將BIM技術(shù)融入裝配式建筑中，使現(xiàn)場(chǎng)施工在設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維階段真正做到建筑施工信息一體化，推動(dòng)全國(guó)裝配式建筑的發(fā)展。

【Abstract】Based on the investigation in the construction industry in the early stage， this paper analyzes the current situation of the construction industry， and integrates BIM technology into the prefabricated building， so as to realize the integration of construction information in the design， construction and operation and maintenance stages of on-site construction， so as to promote the development of prefabricated buildings in China.

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);裝配式建筑;低能耗

【Keywords】BIM technology; prefabricated building; low energy consumption

【中圖分類號(hào)】TU17;TU741 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2020）10-0186-02

1 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及城市化程度的推進(jìn)，我國(guó)的建筑行業(yè)也迅猛發(fā)展。2016年2月國(guó)務(wù)院就有關(guān)裝配式建筑的相關(guān)事宜發(fā)表了《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見(jiàn)》;2017年3月住建部制定方案、辦法，要求全盤(pán)推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展。在裝配式建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用BIM技術(shù)，構(gòu)建建筑的三維立體模型，全方位展示建筑的整體風(fēng)貌，檢驗(yàn)建筑設(shè)計(jì)的合理性，在開(kāi)展施工工作前調(diào)整和確定好方案，減少施工的壓力，提高建筑質(zhì)量。

2 BIM技術(shù)特點(diǎn)

BIM是技術(shù)，也是方法，集合了項(xiàng)目建筑設(shè)計(jì)、虛擬施工管理、多領(lǐng)域協(xié)作、運(yùn)維等形成的一體化閉環(huán)，在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝過(guò)程中節(jié)約能耗，減少污染等。其內(nèi)涵包括：建筑信息模型（Building Information Model）、建筑信息模型化（Building Information Modeling）、建筑信息管理（Building Information Management）。BIM技術(shù)以計(jì)算機(jī)設(shè)備為載體，建立在一定的硬件基礎(chǔ)之上，主要通過(guò)建立模型，在二維圖紙的基礎(chǔ)上建立三維信息模型，在模型中呈現(xiàn)多方面信息，如材料信息、構(gòu)件尺寸、連接情況等。而且操作靈活，當(dāng)項(xiàng)目工程信息發(fā)生改變時(shí)，只需要把相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行修改一下就好。

3 裝配式建筑特點(diǎn)

相較于傳統(tǒng)鋼筋混凝土建筑以施工圖為導(dǎo)向，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行澆筑的理念，裝配式建筑更注重構(gòu)件在工廠預(yù)制化生產(chǎn)，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行構(gòu)件安裝組裝。在工廠按照所給的尺寸、材料等信息進(jìn)行所需構(gòu)件的加工生產(chǎn)，也就是預(yù)制。裝配式建筑可以簡(jiǎn)單地理解為：把建筑的各個(gè)組成構(gòu)件在施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)組裝而成的建筑。裝配式建筑相較于傳統(tǒng)建筑建造的優(yōu)勢(shì)在于：建造速度快，節(jié)省人工，而且BIM技術(shù)的特性，如可視性、協(xié)調(diào)性、模擬性、可優(yōu)化性及可出圖性等，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)建筑的可視化設(shè)計(jì)、數(shù)字化生產(chǎn)、精細(xì)化施工，還可以解決裝配式建筑發(fā)展中的管理問(wèn)題。

4 BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用

4.1 設(shè)計(jì)階段

在設(shè)計(jì)階段，傳統(tǒng)的CAD在進(jìn)行裝配式建筑制圖過(guò)程中無(wú)法同步整合信息，導(dǎo)致溝通容易出錯(cuò)，只要有一部分發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，就要將所有圖紙分類進(jìn)行重新檢查，一一更正。不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且效率低下。在裝配式建筑中，BIM技術(shù)要求將墻、柱、梁板等進(jìn)行統(tǒng)一模型族庫(kù)的建立，這些族庫(kù)模型的建立有助于之后的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的順利進(jìn)行，節(jié)約時(shí)間。裝配式建筑借助BIM技術(shù)建立模型，多方共享，聯(lián)合建造，實(shí)現(xiàn)多專業(yè)溝通交流;應(yīng)用BIM技術(shù)的可視化功能，在構(gòu)建三維立體模型完成之后，可以使用漫游功能，對(duì)模型進(jìn)行全方位模擬探查，可提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并修改，減少繁重的工作，節(jié)約時(shí)間和精力;建模完成后，在BIM技術(shù)中碰撞檢查，可更加全面地分析模型合理化設(shè)計(jì)，如有問(wèn)題，只需調(diào)整，重新輸入?yún)?shù)即可重新生成。

例如，某裝配式建筑，建筑面積15000m2，建筑高度91m，地上30層。結(jié)構(gòu)體系為裝配式鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，利用BIM技術(shù)進(jìn)行模型設(shè)計(jì)。先進(jìn)行相應(yīng)族庫(kù)的建立，將所需要的構(gòu)件族事先建立好，如端柱、疊合梁、疊合板、預(yù)制樓梯，建立時(shí)確保每個(gè)族的參數(shù)輸入完整，包括材料信息、構(gòu)件尺寸、抹灰面層等的做法等。之后建立軸網(wǎng)標(biāo)高，在每層的相應(yīng)的位置插入與之相對(duì)的族元件。接著進(jìn)行細(xì)部節(jié)點(diǎn)鋼筋碰撞，確保鋼筋連接。通過(guò)漫游我們可以還原整個(gè)模型的建立過(guò)程，給人以最直觀的感受。

4.2 預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段

預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)過(guò)程在整個(gè)裝配式建筑的生產(chǎn)過(guò)程中占有很大的比重，是實(shí)現(xiàn)裝配式建筑生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件的準(zhǔn)確性是后續(xù)裝配式構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)施工連接的重中之重。因此，在排除工廠建造之外，為了確保構(gòu)件生產(chǎn)加工信息的準(zhǔn)確，工廠廠家要先從實(shí)現(xiàn)建立好的裝配式建筑BIM模型中導(dǎo)出所需要的相應(yīng)的構(gòu)件的尺寸信息及材料信息，根據(jù)所得的信息制定相應(yīng)的生產(chǎn)計(jì)劃，并且及時(shí)和施工單位進(jìn)行溝通，確保及時(shí)、有效地進(jìn)行銜接工作。

為了確保施工過(guò)程中各單位的施工進(jìn)度以及質(zhì)量，項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員需要在裝配式建筑設(shè)計(jì)方案確定之后，將BIM模型中包含的各種構(gòu)件配件信息與生產(chǎn)廠商進(jìn)行共享，生產(chǎn)廠商根據(jù)獲得的產(chǎn)品的信息進(jìn)行加工，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件設(shè)計(jì)信息與生產(chǎn)信息的對(duì)接，提高生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)化水平和構(gòu)件生產(chǎn)效率。

4.3 施工階段

在裝配式建筑的施工階段，采用無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)，對(duì)記錄媒體進(jìn)行讀寫(xiě)，將構(gòu)件尺寸信息等導(dǎo)入電子標(biāo)簽，從而達(dá)到識(shí)別和數(shù)據(jù)交換的目的。而且該技術(shù)還可以對(duì)物流等信息起到遠(yuǎn)程監(jiān)控的作用。BIM技術(shù)在裝配式建筑領(lǐng)域的應(yīng)用，可以將該領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的上下游企業(yè)聯(lián)合起來(lái)，做到真正的信息一體化，有助于全國(guó)裝配式建筑建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn)。

4.4 運(yùn)維階段

4.4.1 提高運(yùn)維階段的設(shè)備維護(hù)管理水平

利用BIM技術(shù)和無(wú)線射頻技術(shù)的組合，可以建立一套信息技術(shù)共享平臺(tái)，在該平臺(tái)內(nèi)上傳和共享裝配式建筑的相關(guān)信息參數(shù)，有助于提高人員維護(hù)的效率和遇到突發(fā)情況時(shí)做出準(zhǔn)確有效的判斷。例如，當(dāng)管道老化或者需要更換時(shí)，可以從該平臺(tái)上查看之前相應(yīng)的材料信息，有助于針對(duì)部分的原因進(jìn)行有效的判斷并作出決定，提高作業(yè)效率。

4.4.2 加強(qiáng)運(yùn)維階段的質(zhì)量和能耗管理

在后期運(yùn)維過(guò)程中，運(yùn)維管理團(tuán)隊(duì)可以通過(guò)射頻標(biāo)簽查看材料信息，判斷材料的損耗情況。如果后期運(yùn)維管理過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量問(wèn)題，可以針對(duì)該問(wèn)題產(chǎn)生的原因進(jìn)行追溯，責(zé)權(quán)到人。而且可以借助預(yù)先埋置在預(yù)制構(gòu)件中的電子芯片，用BIM軟件對(duì)使用過(guò)程中建筑物的能耗等信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，之后運(yùn)維管理人員根據(jù)數(shù)據(jù)在BIM模型中準(zhǔn)確定位高耗能所在的位置并設(shè)法解決。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展進(jìn)步，裝配式建筑在我國(guó)房地產(chǎn)市場(chǎng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，利用BIM技術(shù)的特點(diǎn)，結(jié)合產(chǎn)業(yè)的上下游信息交互，提高裝配式建筑在我國(guó)的整裝率，有助于推動(dòng)社會(huì)不斷發(fā)展前進(jìn)。

【參考文獻(xiàn)】

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