BIM 技術(shù)在新型裝配式綠色建筑中的應(yīng)用探究

湯 茹

(楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西 楊凌 712100)

隨著中國(guó)的建筑時(shí)代的帷幕不斷拉開(kāi),各類的建筑規(guī)模和建筑質(zhì)量都不斷的提高,傳統(tǒng)的建筑模式和施工方法已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)下時(shí)代所需要的建筑效率和建筑速度,由2020年十天內(nèi)拔地而起的火神山建筑可知,綠色環(huán)保建筑的新型發(fā)展方向應(yīng)是更加快捷,更加便利的發(fā)展模式。

因此,新型裝配式建筑應(yīng)運(yùn)而生,通過(guò)應(yīng)用裝配式建筑的施工技術(shù),不僅能夠高效地提高施工質(zhì)量,同時(shí)也能大大的縮短施工時(shí)間,保證了施工與當(dāng)下時(shí)代倡導(dǎo)的綠色建材有機(jī)結(jié)合,使施工具有環(huán)保性和綠色性,節(jié)約時(shí)間的同時(shí)能夠做到保障施工人員的使用健康安全,符合當(dāng)下時(shí)代對(duì)建筑的要求。

1 裝配式建筑概述

現(xiàn)如今,我國(guó)的建筑發(fā)展已經(jīng)到了一個(gè)全新的領(lǐng)域,建筑行業(yè)取得了十分卓越的進(jìn)步,也使得更多的國(guó)際焦點(diǎn)聚焦在了中國(guó)建筑上。對(duì)此,相關(guān)建筑企業(yè)為了能夠促進(jìn)自身的可持續(xù)發(fā)展,充分貫徹落實(shí)習(xí)近平總書(shū)記提出的金山銀山就是綠水青山這一建筑方向和戰(zhàn)略性指導(dǎo),建筑公司需要對(duì)自身的施工技術(shù)以及相應(yīng)的施工方案提出更新,更全面的戰(zhàn)略規(guī)劃進(jìn)行具體分析和實(shí)驗(yàn)探究。

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展,建筑成本也在逐年增加,土地轉(zhuǎn)讓和人工成本等方面的費(fèi)用也成了更多建筑公司面臨的巨大問(wèn)題。同時(shí),隨著人們的環(huán)保意識(shí)提高,更多的建筑中甲烷和相應(yīng)的建筑廢料對(duì)于環(huán)境的污染和人體健康的破壞也成了人們購(gòu)房,買房,選擇建筑的一大關(guān)注重點(diǎn)。

隨著挑戰(zhàn)的來(lái)臨,更多的建筑技術(shù)和施工方案也在不斷地被創(chuàng)造,尤其是新型材料的開(kāi)發(fā)和利用,綠色建材為裝配式建筑應(yīng)用創(chuàng)造出了有利的條件,裝配式建筑也就此應(yīng)運(yùn)而生。同時(shí),3D 打印技術(shù)的不斷發(fā)展已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了金屬和大型構(gòu)件的3D 打印,這一技術(shù)的發(fā)展也為裝配式結(jié)構(gòu)建筑打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)了裝配式建筑在建筑工程開(kāi)展前可以首先預(yù)制結(jié)構(gòu)內(nèi)容,同時(shí)對(duì)建筑材料進(jìn)行預(yù)先選擇,將構(gòu)建進(jìn)行組合,保證其能夠快速形成完整的建筑結(jié)構(gòu)。

對(duì)于裝配式建筑的地點(diǎn)和選擇方向上有了更為靈活的調(diào)整,也使得建筑工廠進(jìn)行生產(chǎn),可以在建筑工地或其他相關(guān)的預(yù)制地點(diǎn)直接進(jìn)行建筑搭配,不僅使得工地費(fèi)用和人工成本大大減少,同時(shí)也使得生產(chǎn)環(huán)節(jié)變得十分便捷和快捷。同時(shí),裝配式建筑結(jié)構(gòu)也可以大量運(yùn)用綠色建材的材料,保障了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的環(huán)保問(wèn)題,也避免了其有害物質(zhì)的進(jìn)一步擴(kuò)散,達(dá)到入住零甲醛的效果。

裝配式建筑的技術(shù)處理過(guò)程主要采用拼接技術(shù)和吊裝技術(shù)。通過(guò)對(duì)建筑材料的構(gòu)建和組裝進(jìn)行工廠到施工地點(diǎn)的一對(duì)一連接,保障了施工方向和施工場(chǎng)地的極大節(jié)約,同時(shí)也充分的體現(xiàn)了綠色建材以及相應(yīng)的綠色環(huán)保的工作理念和建筑理念。

裝配式建筑技術(shù)結(jié)合BIM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)各類建筑進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)和獨(dú)特結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)化控制,能夠高效地節(jié)約能源,提升資源利用率,具體來(lái)說(shuō),就是可以在裝配式建筑工地使用更加新型的節(jié)約型能源和綠色建材材料,減少對(duì)周圍環(huán)境的污染,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的施工過(guò)程,保障了工廠的半成品到工地就可以直接進(jìn)行組裝,節(jié)省了大量的人力物力。

2 裝配式建筑協(xié)同設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)

裝配式建筑不僅在其建筑環(huán)境和建筑效率上體現(xiàn)出了其巨大的優(yōu)勢(shì),同時(shí)建筑材料和建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)也能在裝配式建筑中逐一體現(xiàn),為了在預(yù)制建筑設(shè)計(jì)階段發(fā)揮BIM 技術(shù)的作用,對(duì)整個(gè)技術(shù)流程進(jìn)行優(yōu)化。BIM 技術(shù)體現(xiàn)在了整體規(guī)劃的四個(gè)方向上:設(shè)計(jì)原理圖,形成和改進(jìn)預(yù)制組件庫(kù),建立BIM 模型,以及對(duì)組建的進(jìn)一步設(shè)計(jì)。

現(xiàn)在,目前中國(guó)的建筑行業(yè)大多數(shù)的預(yù)制建筑設(shè)計(jì)交付目標(biāo)是二維工程圖,其基于BIM 技術(shù)上可以使得BIM 模型自動(dòng)生成二維建筑工程圖,減少了大的人為操作環(huán)境,節(jié)省了更多的人力成本,與此同時(shí)也提高了效率。同時(shí),由模型自動(dòng)生成的二維建筑工程圖,可以使得更多的精確數(shù)據(jù)得以保留,大多數(shù)的計(jì)算完成都由機(jī)械和計(jì)算機(jī)完成,避免了人工出錯(cuò)的同時(shí),也減少了更多的人為干預(yù)。

通過(guò)整體分析和拆分設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)預(yù)制建筑物的設(shè)計(jì)思想,不可避免地會(huì)使得各種預(yù)制結(jié)構(gòu)對(duì)后期的生產(chǎn)和建筑規(guī)劃帶來(lái)影響,從而使得建筑設(shè)計(jì)與工廠的要求并不相符合。導(dǎo)致基于更多BIM 設(shè)置預(yù)設(shè)的很多設(shè)計(jì)和組件進(jìn)行返工和組裝。但進(jìn)步模塊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵就是預(yù)制了大量的組件庫(kù),不斷擴(kuò)大的組件庫(kù),可以使得大多數(shù)的項(xiàng)目結(jié)構(gòu)要求都能被找到,滿足不同的設(shè)計(jì)方案和獨(dú)特的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),不論什么要求都能夠第一時(shí)間進(jìn)行工廠與生產(chǎn)組建的結(jié)合,極大的提高了預(yù)制建筑物的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)加工效率。同時(shí),模型組件庫(kù)的行程也能夠通過(guò)BIM 模型進(jìn)行第一步的要求核實(shí),與甲方的進(jìn)一步核實(shí)和溝通能夠在建筑施工之前決雙方的矛盾,可以避免了施工之后的大梁經(jīng)濟(jì)糾紛和財(cái)務(wù)矛盾。

3 BIM 技術(shù)在新型裝配式綠色建筑中的應(yīng)用

3.1 BIM 技術(shù)在前期準(zhǔn)備工作的應(yīng)用

BIM 技術(shù)歸根結(jié)底是對(duì)新形式裝配建筑以及建筑規(guī)模的預(yù)視技術(shù)。可以根據(jù)建筑要求所提供的數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的3D 模型,通過(guò)這樣的模型能夠?qū)ㄖ牧虾徒ㄖ┕し较蛞约敖ㄖ笮『徒ㄖ杀具M(jìn)行一定量的規(guī)模計(jì)算,讓施工單位更加直觀的看到每一個(gè)環(huán)境細(xì)節(jié)的具體施工方向,同時(shí)還能及時(shí)模擬計(jì)算出該工程的能源消耗,造價(jià)成本等。這樣的預(yù)示結(jié)構(gòu)不僅是建筑行業(yè)的發(fā)展必要,同時(shí)也是建筑行業(yè)未來(lái)不可或缺的模型規(guī)劃技術(shù)。

通過(guò)BIM 技術(shù)在新型裝配式建筑中的應(yīng)用,可以使得將原本較為復(fù)雜的設(shè)計(jì)工程更加簡(jiǎn)易化,同時(shí)通過(guò)透明化,其工程設(shè)置環(huán)境,使得獲取工程后,其工程量大量減少,同時(shí)計(jì)算出每個(gè)階段所需的建材消耗和人力施工方向,以及經(jīng)濟(jì)財(cái)務(wù)效益。避免了過(guò)去傳統(tǒng)式建筑行業(yè)中,因?yàn)槠湟?guī)模和財(cái)務(wù)預(yù)算無(wú)法預(yù)知的情況,或者因?yàn)槠浯致杂?jì)算而導(dǎo)致的后期企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益頗微,同時(shí),施工周期長(zhǎng),容易在各種施工過(guò)程中受到主客觀因素的影響,發(fā)生設(shè)計(jì)圖紙的部分修改或大量修改的情況,這樣情況不僅使得工期不斷拉長(zhǎng),同時(shí)也不能保證之后的設(shè)計(jì)效果和設(shè)計(jì)方案對(duì)甲方要求是否合適這一特點(diǎn)。

因此,BIM 工作和技術(shù)的參與在前期準(zhǔn)備工作中十分重要,同時(shí)因?yàn)槠浼夹g(shù)的可自行調(diào)控性對(duì)其他環(huán)節(jié)也進(jìn)行了更正,充分優(yōu)化,使得省去了以往紙圖紙中的多個(gè)環(huán)節(jié),讓整體的施工方法更加透明,簡(jiǎn)單,保證了工程能夠在原定周期內(nèi)保證質(zhì)量,保證速度的高效完成。

3.2 BIM 技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用

隨著裝配式建筑的不斷發(fā)展,人們對(duì)裝配式建筑的潛力進(jìn)行了進(jìn)一步的挖掘,發(fā)現(xiàn)裝配式綠色建筑不僅能夠制作規(guī)模較小的環(huán)保性,旅游性小屋和相關(guān)的疫情期間所需要的一些緊急隔離住所,同時(shí)裝配式綠色建筑的規(guī)模也可以進(jìn)行較大的結(jié)構(gòu)性建筑設(shè)計(jì),其包括電氣供暖,水暖工給等多個(gè)環(huán)節(jié)。

這樣大型的建筑規(guī)模以及相應(yīng)的生活細(xì)節(jié)環(huán)境,都具有一定的復(fù)雜性,包含了各種不同的施工工序及技術(shù)手段,如果對(duì)于協(xié)調(diào)工作沒(méi)有進(jìn)行及的把握和設(shè)計(jì),可能會(huì)導(dǎo)致后期施工中出現(xiàn)各種問(wèn)題對(duì)沖的情況,這不僅影響了工作效率,同時(shí)也會(huì)沖擊企業(yè)和建筑行業(yè)經(jīng)濟(jì)財(cái)務(wù)。同時(shí),也可以通過(guò)BIM 技術(shù)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行合理規(guī)劃,留出出機(jī)械設(shè)施,人工出入口和休息辦公室的場(chǎng)所。不僅保障了高效施工的效率,同時(shí)也盡量的為施工環(huán)境帶來(lái)更加良好的舒適體驗(yàn),保證了員工的積極性。進(jìn)一步闡述了裝配式建筑在環(huán)境保護(hù)上的優(yōu)勢(shì)。同時(shí),這樣的方式還可以減少塵土飛揚(yáng)的混亂工作場(chǎng)地,保障了員工的人身安全和生命健康,避免了大量工人由于長(zhǎng)期勞作出現(xiàn)的硅肺病的問(wèn)題。

3.3 應(yīng)用套簡(jiǎn)灌漿技術(shù)

裝配式建筑,其主打的核心優(yōu)勢(shì)就是其擁有良好的節(jié)能和環(huán)保效果,同時(shí),對(duì)于建筑行業(yè)的場(chǎng)地要求也進(jìn)行了更進(jìn)一步的精簡(jiǎn),在建筑行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用和切和切實(shí),社會(huì)和政策保障。套簡(jiǎn)連接技術(shù)的應(yīng)用能夠進(jìn)一步提升節(jié)點(diǎn)連接的質(zhì)量,是裝配工程技術(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

將裝配式建筑理念進(jìn)一步發(fā)揮在應(yīng)用,該套件連接技術(shù)時(shí),連接鋼筋時(shí)采用的方式并非焊接,而是使用具有凹凸表面的圓形套簡(jiǎn)并灌注相應(yīng)的醬料,這樣就可以保證鋼筋能夠穩(wěn)定的連接在一起,同時(shí)減少了焊接所帶來(lái)的一系列的環(huán)境和人員受傷問(wèn)題。這樣的套簡(jiǎn)灌漿技術(shù),進(jìn)一步的保障了工人的人身安全,并且其主要優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在了其具有更加良好的抗拉伸和抗壓力的性能,由于套簡(jiǎn)的作用,可以使得鋼筋連接處具有更高的可靠性,進(jìn)一步提升了裝配式建筑的任性和施工質(zhì)量,同時(shí),在施工的過(guò)程中保障了工作環(huán)境的安全。

在該技術(shù)的具體應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中,為了使得鋼筋的連接點(diǎn)受到更加有效的提升,往往會(huì)采取灌注漿液的形式,那樣的技術(shù)和其硬度,通過(guò)了國(guó)際焊接標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)滿足了一級(jí)接頭標(biāo)準(zhǔn)在裝配式建筑工程當(dāng)中接點(diǎn)的連接技術(shù)十分重要,因?yàn)槠浔ＷC了后續(xù)結(jié)構(gòu)的框架作用和相應(yīng)的承受壓力極限。但由于其摒棄了傳統(tǒng)的焊接技術(shù)及連接節(jié)點(diǎn)的施工過(guò)程也十分復(fù)雜,對(duì)灌漿檢討的質(zhì)量進(jìn)行控制也比較困難,因此具有較高的工程造價(jià)。

隨著灌漿技術(shù)的不斷拓展和灌漿所用材料的進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),將更多的節(jié)能節(jié)約型材料運(yùn)用其中,能夠保障其工程造價(jià)的進(jìn)一步降低,也保障賬了其性能的重要發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,建筑行業(yè)也應(yīng)當(dāng)追隨時(shí)代的腳步,實(shí)現(xiàn)綠色建材和快速高效建筑的發(fā)展理念,人們的環(huán)保意識(shí)提升和綠色環(huán)保概念的不斷輸出,也使得建筑行業(yè)的應(yīng)用水平的上升,通過(guò)3D 打印技術(shù)和BIM 技術(shù)的充分應(yīng)用,使得裝配式建筑也在新型的建筑行業(yè)中發(fā)揮出熠熠生輝的色彩及技術(shù)與裝配,綠色結(jié)合之處,不僅高效的提高了材料的使用利用率,同時(shí),能夠加強(qiáng)綠色建筑的工作效率,節(jié)約大量的人力與成本。

通過(guò)BIM 技術(shù)的提前設(shè)計(jì),能夠更好的滿足客戶需要,保證個(gè)性化設(shè)計(jì)需求的同時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)工廠到施工單位的點(diǎn)對(duì)點(diǎn),技術(shù)對(duì)接,保證了我國(guó)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,同時(shí)也解決了工地占用土地資源的情況,節(jié)約了大量的社會(huì)資源和人力資源。綠色建材的使用和BIN 件數(shù)的切入,也使得在施工環(huán)節(jié)各個(gè)方向的細(xì)節(jié)都是更加透明化,使得細(xì)節(jié)的施工設(shè)計(jì)和人員安全都得到了保障。