BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用

石夢娜

摘要：當(dāng)前，裝配式建筑已經(jīng)成為我國建筑業(yè)發(fā)展的趨勢之一，節(jié)能環(huán)保、質(zhì)量高效成為其主要特點(diǎn)，但裝配式建筑更需要項(xiàng)目參與各方的協(xié)同工作以及構(gòu)件的深度設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)著力解決裝配式建筑的痛點(diǎn)，尤其是在裝配式建筑施工階段應(yīng)用BIM技術(shù)，可以提高資源使用效率、把控施工進(jìn)度、提高施工質(zhì)量。本文從BIM技術(shù)在建筑施工階段的主要工作入手，談?dòng)懥薆IM技術(shù)在裝配式建筑施工階段的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;BIM技術(shù);施工質(zhì)量;具體應(yīng)用

引言

近年來，由于裝配式建筑綠色、環(huán)保、節(jié)能、高效的特點(diǎn)，再加上政策利好，建筑行業(yè)在施工過程中都更愿意選擇裝配式的施工模式。所有預(yù)制構(gòu)件按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行預(yù)制生產(chǎn)，并確定出廠時(shí)間和運(yùn)輸方式，在施工過程中，工人將各種構(gòu)件材料進(jìn)行組裝和裝配。但是，裝配式建筑構(gòu)件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝環(huán)節(jié)對精準(zhǔn)度的要求都很高，因此，為了更好地控制成本、履行綠色環(huán)保的責(zé)任，在裝配式建筑施工過程中引入BIM技術(shù)，將所有環(huán)節(jié)在數(shù)據(jù)模型中進(jìn)行全過程模擬和精準(zhǔn)控制，使工程項(xiàng)目的施工作業(yè)更加科學(xué)、合理、優(yōu)化、綠色、節(jié)能，體現(xiàn)較高施工水平。

一、BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)有效打破了傳統(tǒng)建筑技術(shù)，能夠利用三維技術(shù)模擬建設(shè)的全過程，并實(shí)現(xiàn)了建設(shè)參數(shù)的實(shí)時(shí)跟蹤，有效規(guī)避了數(shù)據(jù)錄取及傳輸過程中存在的誤差。關(guān)于BIM技術(shù)的內(nèi)涵，總結(jié)為以下幾點(diǎn)，采用三維技術(shù)方式收集建筑項(xiàng)目建設(shè)中涉及的各方面信息;BIM屬于信息摘要機(jī)構(gòu)，是建設(shè)方參與各項(xiàng)建設(shè)活動(dòng)的重要平臺(tái)，能夠及時(shí)提取信息，將信息實(shí)時(shí)傳遞給各個(gè)建設(shè)方;建設(shè)參與方能夠與參與到數(shù)據(jù)的修改，能夠及時(shí)補(bǔ)充、完善各個(gè)專業(yè)的參數(shù)，達(dá)到優(yōu)化工作的目的。

二、BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用

1、設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

傳統(tǒng)的建筑基本上按照順序逐漸的進(jìn)行投入，先后經(jīng)歷業(yè)主招標(biāo)、設(shè)計(jì)圖紙、現(xiàn)場施工以及準(zhǔn)備材料等多個(gè)階段。此種DBB模式下，構(gòu)件廠、施工單位及物流等都不能夠參與到建筑設(shè)計(jì)中，極容易造成后期的設(shè)計(jì)與現(xiàn)場施工存在差異，進(jìn)而影響后期的施工質(zhì)量及進(jìn)度。將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑中，能夠構(gòu)建參數(shù)庫，完善PC構(gòu)建及設(shè)備等。這些基礎(chǔ)性的工程完成以后，設(shè)計(jì)人員在參與建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，可直接的調(diào)用參數(shù)，實(shí)現(xiàn)快速的設(shè)計(jì)。

2、施工階段的應(yīng)用

BIM技術(shù)在裝配式建筑施工管理中應(yīng)用時(shí)，能夠?qū)ρb配式建筑的預(yù)制構(gòu)、配件的質(zhì)量、進(jìn)度及成本等進(jìn)行管理。

（1）對構(gòu)件的進(jìn)度進(jìn)行管理

數(shù)據(jù)信息主要指設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)信息以及施工過程中采集的數(shù)據(jù)信息。按照構(gòu)建管理過程中需要的信息，提出了構(gòu)件進(jìn)度管理體系，對裝配式建筑構(gòu)件進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)管理，具體流程圖見圖1。在信息傳遞與收集方面，裝配式建筑的構(gòu)件基本上都是固定的儲(chǔ)存方式，并用Excel表格進(jìn)行記錄，及時(shí)提取構(gòu)件的信息。

（2）構(gòu)件的質(zhì)量管理

裝配式建筑的最大特點(diǎn)就是標(biāo)準(zhǔn)化、批量化生產(chǎn)，這就極大提升了構(gòu)件的生產(chǎn)效率。裝配式建筑建設(shè)過程中，涉及很多構(gòu)件的生產(chǎn)，且各個(gè)構(gòu)件在尺寸上并不會(huì)差別很大。

由圖1可知，將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑，質(zhì)量管理架構(gòu)將施工階段的質(zhì)量管理劃分為四個(gè)階段，分別是施工前期的準(zhǔn)備階段、構(gòu)件的生產(chǎn)階段、現(xiàn)場裝配階段以及質(zhì)量驗(yàn)收階段。

3、管線綜合深化設(shè)計(jì)

各專業(yè)BIM模型完成后需要拼裝在一起形成全專業(yè)模型，將建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等單專業(yè)模型在三維環(huán)境中整合進(jìn)行管線綜合深化設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)的裝配式建筑深化設(shè)計(jì)中，由于二維圖紙的限制，施工時(shí)會(huì)遇到大量的不協(xié)調(diào)、不合理問題導(dǎo)致返工;采用BIM技術(shù)將二維圖紙轉(zhuǎn)化為三維模型，使用Navisworks軟件對管線的碰撞問題進(jìn)行修正，可減少節(jié)點(diǎn)、結(jié)構(gòu)與管線沖突，保證機(jī)電管線在建筑中的協(xié)調(diào)。

基于BIM模型的三維空間展示解決了傳統(tǒng)二維圖紙空間信息缺乏的問題，便于提前發(fā)現(xiàn)施工中可能出現(xiàn)的問題，尤其在機(jī)電管線復(fù)雜的車庫和機(jī)房區(qū)域極大提高了綜合布線的效率，保證了深化設(shè)計(jì)的質(zhì)量。同時(shí)，基于整合后的全專業(yè)模型可以使用軟件直接輸出任意位置的局部剖面圖，生成的剖面圖也會(huì)與模型保持實(shí)時(shí)的更新，有效保證了深化設(shè)計(jì)出圖的效率[4]。

4、場地布置模擬

①在工程施工的不同階段都可以通過BIM技術(shù)對施工場地布置方案進(jìn)行優(yōu)化，例如重型機(jī)械的路線設(shè)計(jì)，施工過程中材料堆放的模擬等，通過計(jì)算機(jī)模擬的優(yōu)化方案可以有效減少二次場地布置造成的浪費(fèi)[5]。

②在工程的準(zhǔn)備階段，可以基于BIM模型建立施工場地模型，將場地內(nèi)堆料場地、安全文明、加工區(qū)、交通路線等模擬綜合布置。在施工之前即可生成場地全景漫游，身臨其境的體驗(yàn)施工場地的布置情況和參觀路線的模擬。

5、生產(chǎn)階段的應(yīng)用

裝配式建筑有很多生產(chǎn)構(gòu)件，因而要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)構(gòu)件的信息化管理，技術(shù)人員能及時(shí)在系統(tǒng)上查詢相關(guān)構(gòu)件信息，并對信息參數(shù)進(jìn)行識別。通過操控程序，能夠完成整套工序，比如，鋼筋的捆扎、模板的制作等。若是生產(chǎn)的構(gòu)件不達(dá)標(biāo)，就需要及時(shí)對生產(chǎn)過程進(jìn)行追蹤及回溯。同時(shí)，在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過程中，能及時(shí)將編號、名稱及批次等轉(zhuǎn)為二維碼，方便查詢，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件管理的信息化。在完成裝配式建筑構(gòu)件的生產(chǎn)后，便可以運(yùn)輸。構(gòu)件運(yùn)輸過程中，應(yīng)及時(shí)與構(gòu)件廠進(jìn)行協(xié)調(diào)，根據(jù)裝配式建筑現(xiàn)場施工的需要及進(jìn)度進(jìn)行配送。計(jì)劃表傳遞到構(gòu)件廠后，質(zhì)檢員應(yīng)及時(shí)進(jìn)行質(zhì)量檢查，檢查通過后，轉(zhuǎn)運(yùn)到各個(gè)部門分別進(jìn)行驗(yàn)收配送。

6、質(zhì)量管理

利用BIM技術(shù)模擬復(fù)雜的生產(chǎn)過程、裝配方法以及裝配線路，有利于現(xiàn)場施工人員及時(shí)了解施工難點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)潛在的問題并進(jìn)行處理。同時(shí)，可視化的模擬也能方便技術(shù)人員理解。傳統(tǒng)的建筑施工模型中，施工現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的問題要完全得到解決，存在時(shí)間的差異 ，原因是各類問題的信息需要逐級上報(bào)，最終才能得到解決。將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑中，能夠隨時(shí)了解各個(gè)構(gòu)件的使用情況以及質(zhì)量情況 ，掌握安全信息，及時(shí)采取措施規(guī)避影響質(zhì)量的因素，有利于對裝配式建筑現(xiàn)場施工進(jìn)行管理。

7、創(chuàng)建建筑信息數(shù)據(jù)庫

裝配式建筑在設(shè)計(jì)中產(chǎn)生了很多數(shù)據(jù)信息，設(shè)計(jì)師基于這些資料可實(shí)現(xiàn)對建筑的整體設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性關(guān)乎設(shè)計(jì)的精確性，因此，在項(xiàng)目中可應(yīng)用BIM技術(shù)建立信息族庫系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)搜集項(xiàng)目的全部信息，并利用計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)分析處理這些信息，提高數(shù)據(jù)信息的使用效率，使建筑項(xiàng)目的資料更完備，為提高裝配式建筑的工程質(zhì)量打下數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

8、BIM技術(shù)在模擬施工中的應(yīng)用

在裝配式建筑施工中，施工人員利用BIM技術(shù)，參照設(shè)計(jì)與構(gòu)件部分的參數(shù)，建立建筑的三維信息模型，盡可能貼近施工現(xiàn)場的實(shí)際情況。通過BIM模型，對施工流程與環(huán)節(jié)中存在的風(fēng)險(xiǎn)和隱患進(jìn)行分析處理，對設(shè)計(jì)與施工之間存在的誤差進(jìn)行不斷優(yōu)化和調(diào)整，不斷提高設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)際施工的協(xié)調(diào)性、一致性，并針對預(yù)警信息做好預(yù)案。

9、BIM技術(shù)在工程安全管理中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的安全管理方式存在很多問題，并且與裝配式建筑項(xiàng)目的實(shí)際施工情況不符，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中存在的安全隱患。基于BIM技術(shù)的建筑項(xiàng)目安全管理，可以通過三維可視化模型對項(xiàng)目的現(xiàn)場施工環(huán)境進(jìn)行綜合分析處理，并通過模擬施工環(huán)節(jié)的工作，詳細(xì)排查施工作業(yè)中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)問題，對風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的原因和可能導(dǎo)致的危害進(jìn)行分析，并且針對性制定科學(xué)有效的解決方案，提高建筑項(xiàng)目安全管理的預(yù)防、處理能力，消除安全隱患，實(shí)現(xiàn)建筑項(xiàng)目的安全施工。

結(jié)語

綜上所述，隨著我國數(shù)字信息技術(shù)的發(fā)展，建筑業(yè)的信息化水平也必將有所提升。BIM技術(shù)在裝配式建筑施工階段的應(yīng)用，深化了構(gòu)件的設(shè)計(jì)、把控了施工進(jìn)度、避免了建材浪費(fèi)，使施工環(huán)境有所改善、各參與方工作更順暢、項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工方案更優(yōu)化，建筑質(zhì)量管理更精細(xì)，為我國建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了信息化基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]郝小琳.裝配式建筑工程施工過程中BIM技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐探討[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2020（5）：94-95.

[2]林沙珊.BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用[J].四川水泥，2020（10）：91+113.

[3]熊峰，李偉.BIM技術(shù)助造裝配式建筑[J].施工技術(shù)，2019，48（S1）：495-498.

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