基于BIM技術(shù)的水稻倉儲設(shè)施設(shè)計與施工優(yōu)化策略

中圖分類號：TU267文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1673-6737（2025）04-0056-03

水稻倉儲設(shè)施作為糧食儲存的重要載體，其設(shè)計和施工直接影響儲糧安全與資源利用效率。傳統(tǒng)方式中，設(shè)計與施工分離、信息傳遞不暢等問題導(dǎo)致建設(shè)周期延長、資源浪費(fèi)嚴(yán)重。BIM技術(shù)的引入，為倉儲設(shè)施建設(shè)帶來全新的設(shè)計與施工思路，通過數(shù)字化技術(shù)從設(shè)計、施工到運(yùn)維的全流程深度應(yīng)用，實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置與精準(zhǔn)施工，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展提供可持續(xù)性技術(shù)支持。

1BIM技術(shù)對水稻倉儲設(shè)施設(shè)計的意義

BIM技術(shù)融入水稻倉儲設(shè)施設(shè)計中，在設(shè)計初期，BIM技術(shù)以其三維可視化的獨(dú)特優(yōu)勢，賦予設(shè)計團(tuán)隊前所未有的直觀洞察力。相較于傳統(tǒng)的二維圖紙，使用BIM技術(shù)設(shè)計的模型能夠細(xì)膩地勾勒出倉儲設(shè)施的全貌，從倉儲容量規(guī)劃到通風(fēng)系統(tǒng)布局，再到溫濕度控制及自動化設(shè)備配置，無一不精準(zhǔn)呈現(xiàn)。這不僅促進(jìn)空間利用的最優(yōu)化，還確保各類設(shè)施布局的合理性，有效規(guī)避后期因設(shè)計不當(dāng)導(dǎo)致的返工和資源浪費(fèi)，提升設(shè)計的整體效能。施工環(huán)節(jié)，BIM技術(shù)的協(xié)同作用尤為顯著，尤其在大型倉儲設(shè)施建設(shè)中，其價值更為明顯。

2水稻倉儲設(shè)施設(shè)計中的常見問題

在結(jié)構(gòu)設(shè)計層面，部分水稻倉儲設(shè)施設(shè)計展現(xiàn)出布局欠科學(xué)、系統(tǒng)性不足的問題，倉儲空間利用不充分，直接制約儲存能力的提升3。同時，倉體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計的疏漏，可能削弱整體穩(wěn)固性，尤其在地質(zhì)條件復(fù)雜或氣候多變區(qū)域，基礎(chǔ)設(shè)計的缺陷易引發(fā)沉降、開裂等安全隱患。此外，通風(fēng)管道與結(jié)構(gòu)布局的沖突也是一大難題，設(shè)計不當(dāng)會阻礙空氣有效流通，進(jìn)而波及倉儲環(huán)境的穩(wěn)定性。

在環(huán)境調(diào)控方面，溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的不足尤為突出。水稻對儲存環(huán)境的溫濕度條件極為敏感，但設(shè)計中若缺乏對地域氣候特征及季節(jié)變換的細(xì)致考量，倉儲設(shè)施便難以靈活應(yīng)對外界環(huán)境的波動。例如，隔熱層、防潮層的缺失，會使倉內(nèi)在極端天氣下溫濕度失控，誘發(fā)霉變、蟲害等問題。而制冷或加熱設(shè)備的配置不當(dāng)，則可能導(dǎo)致能耗飆升，溫控效果大打折扣。

3BIM技術(shù)在水稻倉儲設(shè)施設(shè)計中的應(yīng)用

3.1建立三維可視化模型

BIM技術(shù)在水稻倉儲設(shè)施設(shè)計領(lǐng)域的運(yùn)用，以構(gòu)建三維可視化模型為基石，將水稻倉儲設(shè)施的宏觀布局與微觀細(xì)節(jié)悉數(shù)呈現(xiàn)。設(shè)計緊扣倉儲實際需求，從儲糧倉體的精準(zhǔn)尺寸規(guī)劃到墻體與地基的穩(wěn)固結(jié)構(gòu)設(shè)計，再到輸送與通風(fēng)系統(tǒng)的巧妙空間布局，無一不包。相較于傳統(tǒng)二維圖紙可能存在的信息缺失或表述不清，三維模型讓設(shè)計人員能夠直觀洞察倉儲設(shè)施的全貌。例如，倉儲通道的寬敞度、糧食堆放的合理高度及通風(fēng)口的精確位置，均在模型中一目了然，從而確保設(shè)計方案的切實可行與高效操作。

更為值得一提的是，BIM技術(shù)在模型構(gòu)建之初，便可巧妙融入設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)與操作參數(shù)，為后續(xù)的智能化管理奠定堅實基礎(chǔ)。例如，糧堆溫度監(jiān)測傳感器的精準(zhǔn)布局與數(shù)量規(guī)劃、輸送帶的流暢運(yùn)轉(zhuǎn)速度設(shè)定，以及排風(fēng)機(jī)的能耗控制與效率提升等，均可在模型中實現(xiàn)精細(xì)化的參數(shù)配置，不僅極大地優(yōu)化設(shè)計流程，更為未來的自動化控制與靈活調(diào)整提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。

3.2 協(xié)同設(shè)計平臺搭建

BIM技術(shù)在水稻倉儲設(shè)施設(shè)計中的深度應(yīng)用，通過構(gòu)建協(xié)同設(shè)計平臺，實現(xiàn)多專業(yè)間的無縫對接與深度融合，極大地推動設(shè)計流程的系統(tǒng)化與高效化進(jìn)程。在協(xié)同設(shè)計平臺的框架下，BIM技術(shù)成為打破建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等專業(yè)壁壘的利器，它可構(gòu)建一個統(tǒng)一、集成的工作環(huán)境，讓所有參與方都能基于同一個三維模型進(jìn)行設(shè)計與調(diào)整。以水稻倉儲設(shè)施為例，結(jié)構(gòu)工程師可以在模型中精確勾勒倉體的承重骨架，機(jī)電工程師則負(fù)責(zé)巧妙布局通風(fēng)系統(tǒng)與監(jiān)控傳感器網(wǎng)絡(luò)，而建筑設(shè)計師則專注于空間功能的優(yōu)化與美觀度的提升。平臺上的實時交互機(jī)制，讓各專業(yè)設(shè)計內(nèi)容得以即時共享，徹底告別紙質(zhì)圖紙傳遞的煩瑣與滯后，有效避免因信息不同步而引發(fā)的設(shè)計沖突。

3.3 性能模擬與優(yōu)化

在水稻倉儲設(shè)施設(shè)計中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)，BIM技術(shù)通過構(gòu)建三維結(jié)構(gòu)模型，并與先進(jìn)的力學(xué)分析工具緊密結(jié)合，可對倉儲設(shè)施在不同荷載條件下的應(yīng)力分布與結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行全面而深入的評估。考慮到水稻倉儲設(shè)施需承受巨大的糧堆重量，以及潛在的風(fēng)力、地震等自然力影響，性能模擬成為不可或缺的設(shè)計輔助手段。例如，當(dāng)模擬結(jié)果顯示某區(qū)域應(yīng)力集中過高時，設(shè)計團(tuán)隊可迅速響應(yīng)，通過增強(qiáng)該區(qū)域結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度、調(diào)整結(jié)構(gòu)布局或采用更為合理的材料，以有效提升整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。這種精準(zhǔn)的分析與優(yōu)化設(shè)計，極大地降低因設(shè)計缺陷導(dǎo)致的施工難題與后期維護(hù)成本。

通風(fēng)與溫濕度控制的精確模擬，對于保障水稻的儲存品質(zhì)至關(guān)重要。在BIM技術(shù)的支持下，設(shè)計團(tuán)隊能夠利用環(huán)境模擬模塊，動態(tài)分析倉儲設(shè)施內(nèi)部的空氣流動模式、溫濕度變化梯度及熱量傳遞過程，從而確保儲糧環(huán)境始終維持在最佳狀態(tài)。具體而言，通過對通風(fēng)系統(tǒng)的氣流分布進(jìn)行細(xì)致模擬，設(shè)計團(tuán)隊可以精準(zhǔn)定位通風(fēng)口的最佳布局與風(fēng)機(jī)的合理功率配置，有效避免局部空氣滯留或通風(fēng)效率低下的問題。同時，溫濕度控制的模擬還能幫助設(shè)計團(tuán)隊準(zhǔn)確評估不同保溫材料與制冷設(shè)備在實際運(yùn)行中的性能表現(xiàn)，為選擇最適合的儲糧環(huán)境控制方案提供科學(xué)依據(jù)，顯著降低糧食霉變與蟲害的風(fēng)險。

4BIM技術(shù)在水稻倉儲設(shè)施施工中的應(yīng)用

4.1施工模擬與計劃

BIM技術(shù)在水稻倉儲設(shè)施施工中的深度應(yīng)用體現(xiàn)為施工過程的動態(tài)模擬。作為BIM技術(shù)的核心亮點(diǎn)，其通過構(gòu)建詳盡的數(shù)字化施工模型，將設(shè)計方案與實際施工場景緊密融合，實現(xiàn)從地基處理、主體結(jié)構(gòu)搭建到設(shè)備安裝調(diào)試等各階段的全方位虛擬再現(xiàn)。在水稻倉儲設(shè)施這一復(fù)雜工程中，動態(tài)模擬如同一位精準(zhǔn)的“預(yù)演導(dǎo)演”，能夠提前洞察并解決施工中的潛在沖突。例如，它能幫助施工團(tuán)隊精確把握基礎(chǔ)開挖與倉體結(jié)構(gòu)搭建的時間節(jié)奏，確保兩者無縫銜接；同時，還能預(yù)判通風(fēng)系統(tǒng)管道鋪設(shè)與墻體施工之間的空間關(guān)系，有效避免現(xiàn)場碰撞，確保施工流程順暢無阻。此外，對于儲糧倉內(nèi)部隔層安裝、輸送設(shè)備固定等復(fù)雜工序，動態(tài)模擬更能提供精細(xì)化的實施指導(dǎo)，確保每一步操作都精準(zhǔn)到位[1]

在資源配置與進(jìn)度管理方面，BIM技術(shù)展現(xiàn)出強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析與決策支持能力。通過將施工資源信息（如人力、設(shè)備、材料）與時間節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)深度嵌入模型，施工管理者能夠?qū)崟r掌握資源狀態(tài)，根據(jù)工程進(jìn)度需求進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。同時，BIM技術(shù)還支持實時進(jìn)度跟蹤，通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)與模型的即時同步，快速識別進(jìn)度偏差，并基于數(shù)據(jù)分析提供多種糾偏策略，如增加施工力量、調(diào)整作業(yè)順序等，進(jìn)而有效降低施工延誤的風(fēng)險。

4.2 預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)與施工管理

BIM技術(shù)在水稻倉儲設(shè)施施工中的預(yù)制構(gòu)件管理領(lǐng)域，展現(xiàn)出無與倫比的優(yōu)越性。在預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計階段，BIM技術(shù)以其強(qiáng)大的三維建模能力，不僅精確勾勒出構(gòu)件的幾何輪廓，更將材料規(guī)格、連接細(xì)節(jié)及裝配序列等關(guān)鍵信息融入其中]。以水稻倉儲設(shè)施施工為例，預(yù)制墻體、柱、梁及通風(fēng)管道等關(guān)鍵構(gòu)件，在BIM技術(shù)的助力下，其尺寸精度與接口匹配度得到前所未有的提升，有效避免傳統(tǒng)設(shè)計方式中信息傳達(dá)不清或誤解的問題。此外，BIM技術(shù)還與結(jié)構(gòu)分析軟件緊密結(jié)合，通過模擬不同工況下的應(yīng)力狀態(tài)與變形情況，為預(yù)制構(gòu)件的性能優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)，如調(diào)整梁柱截面、精選材料，以確保倉儲設(shè)施的穩(wěn)固性與耐久性。

進(jìn)入生產(chǎn)環(huán)節(jié)，BIM技術(shù)的信息集成與共享特性發(fā)揮至關(guān)重要的作用。模型中的精確數(shù)據(jù)直接驅(qū)動生產(chǎn)線的運(yùn)作，數(shù)控切割、自動化裝配等先進(jìn)工藝得以精準(zhǔn)實施，不僅大幅提高生產(chǎn)效率，還有效降低人為誤差。在施工管理層面，BIM技術(shù)的可視化與動態(tài)更新能力，為預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸、吊裝及安裝提供強(qiáng)有力的支持。特別是在水稻倉儲設(shè)施這類對安裝精度要求極高的項目中，BIM技術(shù)能夠預(yù)先規(guī)劃吊裝路徑，模擬安裝過程，有效規(guī)避現(xiàn)場空間限制與工序沖突，確保安裝作業(yè)的高效與精確[13]。

4.3質(zhì)量控制與安全監(jiān)管

BIM技術(shù)在水稻倉儲設(shè)施施工的質(zhì)量控制與安全監(jiān)管領(lǐng)域，展現(xiàn)出非凡的效能與潛力。在質(zhì)量控制方面，BIM技術(shù)成為質(zhì)量管理的核心工具。它集成詳盡的數(shù)據(jù)與精準(zhǔn)的三維信息，使得質(zhì)量管理者能夠深入剖析倉儲設(shè)施的每一個關(guān)鍵部位和施工環(huán)節(jié)。通過虛擬化分解，BIM技術(shù)可清晰標(biāo)注出各項質(zhì)量控制點(diǎn)，如基礎(chǔ)混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)、預(yù)制構(gòu)件的精準(zhǔn)連接、通風(fēng)管道的嚴(yán)密性等。施工過程中，這些控制點(diǎn)與實際操作緊密相連，借助實時錄人的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠迅速識別偏差并發(fā)出預(yù)警。以預(yù)制構(gòu)件安裝為例，一旦傳感器反饋的實際連接位置與設(shè)計模型出現(xiàn)偏差，系統(tǒng)會立即提示調(diào)整，確保后續(xù)施工的順利進(jìn)行，避免因小失大的質(zhì)量隱患。

此外，BIM技術(shù)還促進(jìn)設(shè)計、材料、施工工藝等多方面的協(xié)同驗證。以倉儲設(shè)施的防水層施工為例，其通過嵌入材料屬性和施工參數(shù)，能夠模擬防水材料的鋪設(shè)情況，實時監(jiān)測施工現(xiàn)場的操作是否符合設(shè)計要求。這種全方位的質(zhì)量控制機(jī)制，有效降低因施工細(xì)節(jié)不當(dāng)而引發(fā)的返工風(fēng)險，為倉儲設(shè)施的長期穩(wěn)定運(yùn)行奠定堅實基礎(chǔ)。在安全監(jiān)管方面，BIM技術(shù)同樣發(fā)揮重要作用。它通過對施工現(xiàn)場的數(shù)字化映射，可提前識別并評估潛在的安全風(fēng)險，如高空作業(yè)的安全隱患、機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行沖突及工地通道的擁堵等。特別是在水稻倉儲設(shè)施施工中，高空作業(yè)和大型預(yù)制構(gòu)件的吊裝是安全監(jiān)管的重點(diǎn)。BIM技術(shù)通過虛擬施工模擬，能夠預(yù)見可能出現(xiàn)的危險場景，如吊裝路徑的干擾、設(shè)備穩(wěn)定性的不足等。基于這些模擬結(jié)果，項目團(tuán)隊能夠優(yōu)化施工方案，調(diào)整人員活動范圍，或增設(shè)安全防護(hù)措施，從而有效降低安全風(fēng)險。

5 結(jié)語

BIM技術(shù)在水稻倉儲設(shè)施建設(shè)中的深入應(yīng)用，顯著提升工程的設(shè)計精度、施工效率與管理水平。在農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化發(fā)展的趨勢下，BIM技術(shù)不僅為項目提供創(chuàng)新性解決方案，更引領(lǐng)其數(shù)字化、智能化發(fā)展，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高質(zhì)量發(fā)展奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

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