BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用價(jià)值分析

官欣

摘要：傳統(tǒng)的房屋建筑在施工過程中需要消耗較多的資源，產(chǎn)生較多的建筑垃圾，對環(huán)境的污染較大，其信息化和工業(yè)化水平也較低。裝配式建筑是在工廠提前生產(chǎn)好預(yù)制構(gòu)件，再運(yùn)輸?shù)焦さ噩F(xiàn)場進(jìn)行拼裝，施工便捷效率高。與傳統(tǒng)的建筑相比，裝配式建筑可減少模板的用量，減少現(xiàn)場施工產(chǎn)生的建筑垃圾，降低對環(huán)境的污染，有利于推動建筑業(yè)綠色發(fā)展，且其工業(yè)化水平較高。在總結(jié)現(xiàn)有BIM與裝配式建筑研究的基礎(chǔ)上，對BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、運(yùn)維等階段中的應(yīng)用情況展開分析。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);裝配式建筑;應(yīng)用價(jià)值

1裝配式建筑結(jié)構(gòu)

現(xiàn)階段所興起的裝配式建筑方式是對傳統(tǒng)施工方式的創(chuàng)新和突破，被廣泛應(yīng)用在各類施工項(xiàng)目中，形成建筑行業(yè)發(fā)展與環(huán)境之間的平衡一致性。裝配式建筑對周圍施工環(huán)境的要求和標(biāo)準(zhǔn)低于一般水平，在開始施工前，將具體的預(yù)制件運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，符合國家綠色、安全、可持續(xù)的環(huán)保理念。當(dāng)現(xiàn)場所需施工原料到達(dá)之后，施工人員結(jié)合設(shè)計(jì)方案和具體的施工步驟展開整個(gè)安裝工程，可以為工作人員營造一個(gè)安全且良好的工作環(huán)境，最大程度地降低因環(huán)境和人為因素造成的設(shè)計(jì)誤差，進(jìn)一步提高整個(gè)工程的質(zhì)量和效果，管理人員必須提高責(zé)任意識，對其進(jìn)行監(jiān)督。

2BIM技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢分析

2.1提升建筑設(shè)計(jì)效率

裝配式建筑結(jié)構(gòu)相對特殊，許多核心構(gòu)件都是預(yù)制完成的，在設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合考量，對預(yù)制構(gòu)件的預(yù)埋有精準(zhǔn)的判斷，這是施工的前提。除了構(gòu)件預(yù)埋之外，還要優(yōu)化預(yù)留孔洞設(shè)計(jì)，為了保證施工效果，技術(shù)人員要制定協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的策略。總而言之，裝配式建筑設(shè)計(jì)難度較大，時(shí)長也比較長。應(yīng)用BIM技術(shù)，可以取得設(shè)計(jì)層面的突破，縮短設(shè)計(jì)的時(shí)長，同時(shí)提高設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性，確保裝配式建筑結(jié)構(gòu)合理以及穩(wěn)定。研究發(fā)現(xiàn)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段使用BIM技術(shù)，可以提供信息精準(zhǔn)檢索方面的保障，在其輔助下，更好、更便捷地完成修改與優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提升建筑設(shè)計(jì)效率。在此前提下，適當(dāng)結(jié)合云端技術(shù)，將自動糾錯(cuò)功能適當(dāng)、合理地發(fā)揮出來，提升設(shè)計(jì)合理性。

2.2有序設(shè)計(jì)預(yù)制構(gòu)件

在實(shí)際應(yīng)用中，在BIM技術(shù)輔助下，可以合理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，確保預(yù)制構(gòu)件優(yōu)質(zhì)、有序設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)開放性特征鮮明，這一點(diǎn)可以通過數(shù)據(jù)共享體現(xiàn)出來。技術(shù)人員在工作時(shí)，合理化流程是將設(shè)計(jì)方案實(shí)時(shí)上傳，將數(shù)據(jù)保存在服務(wù)器上，以此打造優(yōu)質(zhì)的預(yù)制資源庫，為資源庫構(gòu)建打好基礎(chǔ)。實(shí)際工作中，在預(yù)制資源庫中，可以比對不同預(yù)制構(gòu)件，掌握構(gòu)件優(yōu)缺點(diǎn)，清晰制定構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)，對核心構(gòu)件形狀以及其他參數(shù)合理優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)有序的構(gòu)件設(shè)計(jì)，保證構(gòu)件預(yù)制質(zhì)量。

3BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用

3.1深化設(shè)計(jì)

裝配式建筑的深化設(shè)計(jì)是生產(chǎn)前重要的準(zhǔn)備工作之一。通過進(jìn)一步深化設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)和預(yù)制構(gòu)件，可有效提高施工階段裝配的精確度。BIM深化模型，包括構(gòu)件外輪廓尺寸、配筋信息、洞口尺寸、水電、門窗預(yù)留和預(yù)埋、吊具等信息。通過其三維視圖，能直觀觀察到待拼裝預(yù)制構(gòu)件之間的契合度。深化設(shè)計(jì)涉及多專業(yè)協(xié)同，可能會出現(xiàn)多種類型的碰撞問題，利用BIM技術(shù)可將各專業(yè)基于同一個(gè)模型進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，解決二維設(shè)計(jì)中產(chǎn)生的“錯(cuò)、漏、碰、缺”。通過Navisworks軟件可以對各專業(yè)協(xié)同的BIM模型進(jìn)行碰撞檢查，檢查不同專業(yè)之間存在的沖突，還可對凈高進(jìn)行分析。根據(jù)軟件生成的檢查報(bào)告，及時(shí)對模型進(jìn)行多專業(yè)聯(lián)動調(diào)整和優(yōu)化，避免在裝配式建筑施工時(shí)才發(fā)現(xiàn)各專業(yè)間的沖突問題，減少后期設(shè)計(jì)變更或返工造成的損失，提高裝配施工效率。最后，可根據(jù)優(yōu)化好的BIM模型導(dǎo)出深化設(shè)計(jì)圖紙，如預(yù)制構(gòu)件模板圖、配筋圖、預(yù)留、預(yù)埋圖及模具設(shè)計(jì)圖等。

3.2施工場地策劃

對施工場地進(jìn)行合理的規(guī)劃和布置，重點(diǎn)考慮裝配式施工階段的構(gòu)件運(yùn)輸、吊裝、存放等工序，結(jié)合各階段的施工控制點(diǎn)，通過BIM技術(shù)對施工場地進(jìn)行策劃分析，確定最佳的場地布置方案。

根據(jù)預(yù)制構(gòu)件承運(yùn)單位提供的車輛參數(shù)，確定施工道路布置方案、預(yù)制構(gòu)件堆放場地、現(xiàn)場回車場等，并進(jìn)行運(yùn)輸車輛行車分析，保證6棟單體同時(shí)施工時(shí)預(yù)制構(gòu)件在場內(nèi)正常運(yùn)輸。

3.3實(shí)現(xiàn)裝配式建筑施工動態(tài)管理

在建筑施工中引入BIM技術(shù)，可以對整個(gè)裝配過程進(jìn)行優(yōu)化，推動裝配的科學(xué)性和合理協(xié)調(diào)性，還能以虛擬模擬的方式實(shí)現(xiàn)施工具體對象與設(shè)計(jì)方案內(nèi)參數(shù)數(shù)據(jù)的一致性。隨著時(shí)代的發(fā)展，裝配式建筑的科技含量逐漸提高，可視化模型也逐漸由一維向五維方向發(fā)展，提高對裝配式建筑的科學(xué)化管理，還能對資源進(jìn)行有效循環(huán)利用，發(fā)揮裝配式建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)性部件的作用。

3.4預(yù)拼裝

在預(yù)拼裝階段，為了保證拼裝效果，需要將原本連續(xù)的、高度適配的BIM模型構(gòu)件，按照科學(xué)步驟和施工情況進(jìn)行拆分，將其變成多個(gè)獨(dú)立構(gòu)件，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行預(yù)拼裝，進(jìn)一步驗(yàn)證各項(xiàng)參數(shù)，保證結(jié)構(gòu)理想的性能、狀態(tài)。在預(yù)拼裝階段，可以持續(xù)優(yōu)化構(gòu)造設(shè)計(jì)。結(jié)合現(xiàn)實(shí)可知，在結(jié)構(gòu)模型中，鋼筋、材質(zhì)等信息都是包含其中的，這些都是重要參數(shù)，通過局部修正之后，便可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的拆分。在構(gòu)件拆分前提下，展開可視化編程，將現(xiàn)澆構(gòu)件合理、科學(xué)拆分成零件，檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。需要強(qiáng)調(diào)的是，在裝配式建筑中，無論是柱還是主次梁，在進(jìn)行連接設(shè)計(jì)時(shí)，通常復(fù)雜性較高，基于這樣的前提，可以發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢，完成預(yù)拼裝，借助這樣的方式，對節(jié)點(diǎn)連接方式細(xì)致檢查和不斷優(yōu)化，從源頭降低施工問題概率，提升施工安全性，科學(xué)控制施工難度。

3.5碰撞檢測

碰撞檢測可以規(guī)避建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)，為施工質(zhì)量提供保障。對裝配式建筑而言，想要提升建筑品質(zhì)，就要從預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量入手。其中，預(yù)留孔洞問題最值得重視，孔洞預(yù)留的精確性是保證裝配式施工質(zhì)量的前提。在傳統(tǒng)的工藝中，孔洞預(yù)留耗時(shí)較長，并且精確性不高，嚴(yán)重影響了施工品質(zhì)和裝配式建筑效率。而利用BIM技術(shù)，結(jié)構(gòu)模型協(xié)同糅合可得以實(shí)現(xiàn)，并對錯(cuò)漏展開檢查。實(shí)踐證實(shí)，這樣的方式效率較高，能有效縮短檢查時(shí)間，及時(shí)將設(shè)計(jì)隱患消除，確保后續(xù)施工安全。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，可將BIM模型（深化后的）導(dǎo)入Navisworks軟件中，借助軟件，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)（結(jié)構(gòu)包含的全部節(jié)點(diǎn)）展開碰撞檢測，避免施工和設(shè)計(jì)矛盾。在碰撞檢測階段，要將建筑、結(jié)構(gòu)等全部導(dǎo)入，只有這樣才能確保檢測品質(zhì)，將碰撞問題進(jìn)行最優(yōu)解決。

3.6制造構(gòu)件環(huán)節(jié)

預(yù)制構(gòu)件是裝配式建筑中的一大主要特色，突破了傳統(tǒng)的施工建筑方式。管理工作人員只有從制造構(gòu)件環(huán)節(jié)著手，才能不斷解決裝配式建筑工程在可持續(xù)發(fā)展過程中面臨的各項(xiàng)問題。在融入BIM技術(shù)之后，可以對后期產(chǎn)生的問題進(jìn)行有效分析和推測，利用虛擬模擬方式將整個(gè)建筑內(nèi)部的狀況直觀地展現(xiàn)在管理人員眼前，可以有效地提高整個(gè)裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件環(huán)節(jié)的合理性。除此之外，裝配式構(gòu)件制造環(huán)節(jié)極為重要，可以利用芯片追蹤的方式實(shí)現(xiàn)信息的共享和信息數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，一旦出現(xiàn)異常現(xiàn)象，數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)就會呈現(xiàn)紊亂的狀態(tài)，就需要管理人員及時(shí)派遣維修人員進(jìn)入工程內(nèi)部，對危險(xiǎn)因素進(jìn)行逐個(gè)排查，提高整個(gè)建筑的安全性。

結(jié)論

綜上所述，使用BIM技術(shù)是新時(shí)期對裝配式建筑的要求，通過該技術(shù)的滲透，能夠提升設(shè)計(jì)效率，從源頭降低設(shè)計(jì)誤差，保證裝配式建筑良好的設(shè)計(jì)品質(zhì)，同時(shí)BIM技術(shù)在施工管理方面也有較大優(yōu)勢。在實(shí)際應(yīng)用中，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)、預(yù)拼裝、碰撞檢測等，減少預(yù)制構(gòu)件種類，合理控制施工成本。

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