基于BIM的裝配式建筑造價精益控制研究

嚴偉偉

(南京高等職業(yè)技術學校，江蘇 南京 210019)

1 BIM行業(yè)目前發(fā)展現(xiàn)狀分析

目前,國內(nèi)有少數(shù)企業(yè)建立了BIM+裝配平臺,搭建了全生命周期的BIM系統(tǒng),實現(xiàn)了設計和施工系統(tǒng)的深入應用。裝配式建筑與傳統(tǒng)粗放式發(fā)展模式的最大區(qū)別不是現(xiàn)場鑄造和工廠預制,而是從傳統(tǒng)制造業(yè)向以工業(yè)化、信息化、智能化為代表的工業(yè)化4.0。這就要求建筑施工企業(yè)轉變自身的發(fā)展理念,建立相應的管理和技術體系,才能避免“畫老虎不防狗”的尷尬局面。BIM系統(tǒng)下的裝配式建筑的建造非常重要。目前施工項目施工中常用的施工方法是裝配式。安裝組合、混凝土澆筑和注漿錨桿可以根據(jù)施工圖紙?zhí)幚淼较鄳恢?使高質(zhì)量的施工項目可以在短時間內(nèi)輕松快速施工,大大縮短了施工時間,但施工期間施工成本較高,需要施工單位予以重視。通過有針對性的手段,可以從源頭上降低裝配施工的施工成本,保證工程的高質(zhì)量施工。

2 BIM技術概述

BIM技術是一種建筑信息模型,適用于施工期間的管理。它要求建設單位在建設項目過程中,對項目的所有信息數(shù)據(jù)進行收集和整理,然后建立建筑信息模型。最后,通過數(shù)字化的信息模擬,可以掌握施工期間的所有信息,對信息進行適當?shù)恼{(diào)整,可以確保施工高質(zhì)量、安全、低成本、快速進展。這樣就可以構建集成管理環(huán)境,控制影響項目有效施工的風險,促進項目質(zhì)量和效益的提高,技術在工程建設中的應用,可以分析和共享與施工有關的所有信息,并為項目全生命周期的施工管理提供依據(jù)。

3 裝配式建筑及其項目施工成本控制現(xiàn)狀

由預制構件在現(xiàn)場組裝而成的建筑稱為裝配式建筑。一般來說,只要房子的各個部件都可以預制件,運到施工現(xiàn)場進行組裝,類似于樂高搭建。早在20世紀初,配套建筑的安裝就引起了人們的興趣,但這項技術直到20世紀60年代才最終實現(xiàn)。這項技術一旦發(fā)展起來,就在建筑領域得到了廣泛的發(fā)展。它已成為建筑業(yè)不可或缺的重要建設模式。隨著城市化的快速發(fā)展,建筑標準越來越高,裝配式建設項目的數(shù)量也越來越多。與傳統(tǒng)的建設項目不同,組裝建設成本更高。

3.1 缺乏完善的工程造價預算

由于國內(nèi)組裝施工行業(yè)起步較晚,在施工實踐中存在一些問題。對于裝配施工企業(yè)的成本估算,仍然是按照傳統(tǒng)的施工方法在施工過程中產(chǎn)生的材料成本、施工成本和人工成本的運行。有必要結合匯編建設項目的實施計劃,生產(chǎn)過程的組件工廠運輸計劃、現(xiàn)場建造、裝配計劃應詳細和完善成本預算,成本的動態(tài)控制,在項目的實施應當改進。

3.2 缺乏有效監(jiān)督

在裝配施工項目施工過程中,零部件制造商應提前對零部件進行加工制造。制作完成后,運抵施工現(xiàn)場,由施工單位進行后續(xù)施工,增加了裝配施工項目的成本。完成階段在控制施工項目完成階段的成本時,工作人員需要整合與施工項目有關的所有數(shù)據(jù),以便準確計算施工中使用的成本。但是,以往的工作依賴人力,導致工作質(zhì)量差,竣工結算結果精度不高。

4 基于BIM技術的裝配式施工項目的施工價值

由于裝配施工式比較復雜,機械化程度也比較高。因此,在施工過程中,施工現(xiàn)場的管理是非常重要的。然而,BIM技術用于裝配式建筑工程的施工中,主要是通過對施工現(xiàn)場的模擬和模擬來有效地控制整個施工過程。近年來,隨著基礎設施建設和城市化水平的不斷推進,傳統(tǒng)的施工技術和管理模式已經(jīng)不能滿足當代施工的需要;與此同時,BIM技術在我國得到了廣泛的應用,并取得了顯著的成效。其高效的信息傳遞效率和可視化的建筑模型大大縮短了建設周期;特別是結合預制模塊,創(chuàng)造了一種新的施工方法。在這樣一個復雜的過程中,結合BIM數(shù)據(jù)庫技術可以有效地解決預制構件生產(chǎn)過程中的各種問題。在目前的BIM技術應用中,以裝配設計為基礎,利用現(xiàn)有軟件實現(xiàn)更新設計。基于Naviswork015軟件,設計結構模型、現(xiàn)場模型和施工項目方案等,在施工模擬動畫設計中生成時間和屬性,施工人員可以提前了解施工細部,也可以對施工細部有更好的了解。在預施工模擬過程中,對標準層預制進行了分析。在施工模式選擇過程中,仿真設計可以避免不合理的結構設計。以防滲系統(tǒng)為基礎的信息系統(tǒng)可以保證方案的合理性,追求更加科學嚴謹?shù)氖┕ひ?實現(xiàn)整體有效預設。模塊化定價的配額基礎應該注意的是,當給三級模塊的成本信息,三級模塊是一樣的配額項組裝建筑工程消耗定額,以及配額消費額度的組裝采用建筑工程,如配額項列、梁、板、墻體和立柱中安裝有預制混凝土構件。在裝配施工過程中,將三維技術轉化為5D技術形式。在模擬和創(chuàng)新中,可以實現(xiàn)運營資源的合理處理。在動態(tài)建設規(guī)劃階段,采取適當?shù)姆绞絹砜刂瀑Y金和資源。在模擬中發(fā)現(xiàn)了計劃中的不足之處,并采取適當?shù)姆椒皶r解決。在當前的資源管理中,創(chuàng)新管理是關鍵。在管理階段可以實現(xiàn)的是不斷優(yōu)化管理和控制,在資源整合階段合理評價經(jīng)營過程。圖1所示為BIM和裝配式建筑的有效結合效果圖。

圖1 BIM和裝配式建筑的有效結合效果圖

5 裝配式建筑施工常見問題

在預制裝配式建筑施工中常見的問題主要有人員知識儲備不足、現(xiàn)場設備不完善、專業(yè)技術人員缺乏等,各種問題的發(fā)生阻礙了預制裝配式建筑的質(zhì)量發(fā)展,所以需要特別注意這些問題。

5.1 預制構件生產(chǎn)質(zhì)量問題突出

如果施工方在施工過程中需要對預制構件進行更換,那么對整個預制建筑的順利進行有著非常重要的影響。預制構件的生產(chǎn)變化往往會導致整個施工項目的延誤或存在施工風險。預制構件的生產(chǎn)質(zhì)量是整個預制建筑最基本的質(zhì)量保證。預制構件在生產(chǎn)過程中如果出現(xiàn)問題,會影響整體施工效果。預制構件的生產(chǎn)過程是復雜的,需要經(jīng)過很多工序。如果在生產(chǎn)、設計、運輸過程中存在一定的影響,就會導致預制裝配式建筑質(zhì)量不達標,降低整體質(zhì)量。

5.2 信息管理水平低

目前我國預制裝配式建筑的管理還比較傳統(tǒng),各個施工部門和專職人員之間的合作程度不夠高,影響了預制裝配式建筑在溝通過程中的質(zhì)量提升。在裝配式建筑施工中,需要所有參與方的配合,以確保構件在生產(chǎn)、運輸、組裝等階段具有更好的效果。

5.3 裝配式建筑的質(zhì)量管理

裝配式建筑的質(zhì)量管理存在很多問題,傳統(tǒng)的質(zhì)量管理方法已經(jīng)不能滿足當今建筑工程的更高需求,而BIM技術的集成解決了更多的問題,具有非常重要的應用價值。BIM技術在建筑工程中的應用不僅可以控制資金成本,節(jié)約資源,而且可以保證項目的實施進度,實現(xiàn)建筑工程的穩(wěn)定性和耐久性。將BIM技術融入裝配式建筑質(zhì)量管理中,可以避免傳統(tǒng)管理中存在的許多問題,促進管理質(zhì)量的有效提高,實現(xiàn)對工程質(zhì)量的合理控制。

6 BIM的裝配式建筑造價精益控制研究

6.1 裝配式建筑與精益施工一體化

整合精益建筑與裝配式建筑發(fā)展的關系。首先,工藝構件的標準化詳細施工圖為工廠加工構件提供了科學依據(jù),提高了裝配施工的標準符合性;對整個施工過程進行可追溯的管理,為業(yè)主裝修、物業(yè)管理提供真實、準確的數(shù)據(jù);準時采購制度和現(xiàn)場有限資源配置強化了供應鏈管理;流程的模塊化構建促進了市場的專業(yè)化細分,為小微企業(yè)的生產(chǎn)創(chuàng)造了條件,引導經(jīng)營者向產(chǎn)業(yè)工人轉變。建設對提升產(chǎn)業(yè)鏈質(zhì)量和增長發(fā)揮了重要引領作用。其次,根據(jù)“精益施工”的詳細施工圖和模塊化順序,預埋、預留施工更加精準,現(xiàn)場拼裝、吊裝更加精準,“小時級”過程控制充分符合拼裝施工的一致性。最后,自下而上工藝水平跨水作業(yè)與裝配式施工、吊裝同步進行。模塊化標準施工方法為裝配式建筑的干、濕操作提供了參考,將大大提高裝配式建筑的生產(chǎn)效率。很多人認為精益建設是一種完全不同的方式,沒有混合的地方。其實真正了解精益施工的人都知道,其應用覆蓋了整個建筑行業(yè),甚至可以在基礎設施建設等其他工程領域借鑒。其不僅適用于現(xiàn)場鑄造,而且適用于組裝型。要實現(xiàn)建筑業(yè)的現(xiàn)代化和可持續(xù)發(fā)展,必須從建筑業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈和全生命周期考慮體驗模式的可行性。不能分割不同環(huán)節(jié),片面發(fā)展。這是“精益建設”的核心價值,也是“精益建設”的必經(jīng)之路。

6.2 制定相關流程和信息集成體系

借鑒國內(nèi)其他企業(yè)的先進經(jīng)驗,不斷制定和完善相關流程和信息整合機制,協(xié)調(diào)各企業(yè)之間的關系,有效整合各類信息,BIM深度設計制圖標準:BIM深度設計制圖標準應嚴格按照我國相關標準制定,按相應標準制圖可有效減少后續(xù)工作差錯的發(fā)生;在裝配式建筑詳細設計中,圖紙應顯示各裝配式構件的詳細設計圖紙,減少詳細設計的復雜性和范圍。根據(jù)我國相關標準、國情和常見風格,建立相關數(shù)據(jù)庫和模板文件圖,減少重復和不匹配的工作,提高BIM技術深入設計的工作效率。車間裝配式建筑是在現(xiàn)場組裝過程中使用預制構件建造的建筑。與普通建筑不同的是,它不僅保證了施工質(zhì)量,而且節(jié)省了建筑的資源和勞動力,節(jié)省了施工時間,不受氣候條件的限制。在裝配施工的過程中,為了保證預制構件的生產(chǎn)和信息的準確性。同時,在預制構件生產(chǎn)過程中,可以直接從BIM技術構建的模型中檢索相關信息和數(shù)據(jù),從而進一步保證模型建造和生產(chǎn)的準確性。

6.3 建立基于BIM技術的工業(yè)應用管理系統(tǒng)

各類施工企業(yè)需要根據(jù)實際情況和不同側重點,將整個裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈整合起來,才能有效避免失誤。在這種發(fā)展趨勢下,就要求施工管理人員充分分析BIM技術和裝配式建筑的特點,準確把握BIM在裝配式建筑中不可替代的優(yōu)勢。如今,在國內(nèi)基礎設施建設過程中,裝配式建筑與BIM技術相結合的施工模式是符合當今需求和利益的。但目前,預制建筑技術和BIM技術在實際施工項目中很少使用。技術人員和政府相關部門仍需努力改善裝配式建筑的整個供應鏈,降低施工成本。在施工管理過程中,結合實際施工的生產(chǎn)方式和操作形式,在后續(xù)預制構件的深入設計中,仍然需要明確設計方案和操作維護措施。考慮到預制構件的生產(chǎn)效率、污染和二次回收,促進整個預制建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展是當務之急,這就要求整個預制建筑行業(yè)在科學和實踐的基礎上持續(xù)進步。對于施工過程中所收集數(shù)據(jù)的管理,BIM模式也可用于視覺驗收功能。在操作這個可視化功能時,可以移動和旋轉建筑來查看,包括建筑信息等。同時可以根據(jù)需求設置一些監(jiān)測點,這些監(jiān)測點的功能是存儲實時采集的數(shù)據(jù)。并進行動態(tài)實時檢測,從而提高工程監(jiān)理水平。

7 結 語

基于BIM的裝配式建筑造價精益控制研究對工程造價有很大的影響,因此，在實際的發(fā)展過程中有必要從分析整個施工過程入手,建立在整個生產(chǎn)過程中成本控制的概念,這有利于綠色建筑的發(fā)展和新型工業(yè)化的推進。

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