BIM技術(shù)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用

王士軍

(鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南 鶴壁 458030)

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展的背景下,環(huán)境問題日漸凸顯,傳統(tǒng)建筑行業(yè)以污染重、資源消耗量大、浪費(fèi)率高的缺陷,飽受社會(huì)的爭(zhēng)議。同時(shí),裝配式建筑具有工期短、污染少、資源使用率高的特點(diǎn),還呈現(xiàn)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)、工廠化構(gòu)建生產(chǎn)及專業(yè)化安裝等模式,使之逐步取締傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑的地位。特別是在BIM技術(shù)飛速發(fā)展的今天,強(qiáng)調(diào)其在裝配式建筑中的應(yīng)用,能夠顯著增強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)、施工和生產(chǎn)等層面的效率,為建筑行業(yè)的健康發(fā)展創(chuàng)造條件。

1 BIM技術(shù)的思考

1.1 概述

BIM(即為Building Information Modeling)系統(tǒng)即為信息化管理系統(tǒng),而以工程建設(shè)為核心的系統(tǒng)則為建筑信息模型,通過對(duì)參建方、施工方和運(yùn)營(yíng)方等相關(guān)信息的收集整理,構(gòu)建多元化數(shù)據(jù)庫(kù),再利用數(shù)字仿真模擬的形式構(gòu)建建筑物,以便為建筑管理創(chuàng)造全生命周期平臺(tái)。而在BIM系統(tǒng)運(yùn)行期間,業(yè)主和設(shè)計(jì)方、總包方及分包方、監(jiān)理方與供應(yīng)方應(yīng)做好協(xié)調(diào)工作,以多方位、多渠道的特點(diǎn),強(qiáng)調(diào)信息化文件管理與維護(hù)的意義。

1.2 優(yōu)點(diǎn)

其一,智能控制。對(duì)于BIM技術(shù)而言,其核心優(yōu)點(diǎn)即為智能控制,即通過規(guī)劃設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)和招投標(biāo)、造價(jià)、質(zhì)量與進(jìn)度、合同、物資及施工模擬等環(huán)節(jié)的智能控制管理,使之在增強(qiáng)員工作業(yè)效率的同時(shí),提高企業(yè)和工程的整體效益。其二,協(xié)同作業(yè)。裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工過程中,BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段中的使用,能夠借助碰撞檢測(cè)的方式,預(yù)防設(shè)計(jì)缺陷或誤差；BIM技術(shù)在施工節(jié)點(diǎn)中的使用,以工程方案模擬的形式,對(duì)各崗位和各工種予以協(xié)調(diào)把控,強(qiáng)化自身的管理水平。簡(jiǎn)而言之,BIM技術(shù)既具有系統(tǒng)性的特點(diǎn),還可依據(jù)系統(tǒng)工程的角色,對(duì)各建設(shè)主體、各設(shè)計(jì)專業(yè)予以協(xié)作把控,保證自身的最佳效果[1]。

2 BIM技術(shù)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工中的價(jià)值

2.1 增強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)效率

在裝配式建筑設(shè)計(jì)過程中,各預(yù)制構(gòu)件間的預(yù)埋、預(yù)留設(shè)計(jì)項(xiàng)目,往往需要設(shè)計(jì)人員的協(xié)調(diào)配合,否則難以達(dá)到預(yù)期效果。隨著BIM技術(shù)設(shè)計(jì)平臺(tái)的創(chuàng)建,設(shè)計(jì)人員可通過對(duì)設(shè)計(jì)信息的精準(zhǔn)檢索,做好設(shè)計(jì)方案的修改與優(yōu)化,再融合云端技術(shù)、BIM技術(shù)的使用,科學(xué)把控碰撞功能和自動(dòng)糾錯(cuò)功能間的作用,便于裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的序性施行。再者,預(yù)制構(gòu)件具有樣式繁多、種類多樣的特點(diǎn),較大的出圖量,為BIM技術(shù)的協(xié)同效果夯實(shí)基礎(chǔ)。即授予建筑設(shè)計(jì)者、構(gòu)件設(shè)計(jì)者、技術(shù)及管理者不同的權(quán)限,使之能夠在融合各項(xiàng)技術(shù)與管理優(yōu)勢(shì)的同時(shí),提高建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)效率,避免項(xiàng)目成本增加、資源浪費(fèi)等問題[2]。

2.2 便于對(duì)預(yù)制構(gòu)件的有序設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用,能夠保證項(xiàng)目信息的共享性、開放性特點(diǎn)。即設(shè)計(jì)者將設(shè)計(jì)方案?jìng)髦猎贫朔?wù)器,再以云端樣式、尺寸登上護(hù)具整合的方式,構(gòu)建各預(yù)制構(gòu)件資源庫(kù),例如門窗等。隨著預(yù)制構(gòu)件資源庫(kù)的逐步積累,利用同類型預(yù)制構(gòu)件間的比較,對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)形狀、模數(shù)尺寸予以定位把控,不僅可便于建筑結(jié)構(gòu)中預(yù)制構(gòu)件的有序設(shè)計(jì),還可保證裝配式建筑弧形的豐富性,以便更好滿足居民的多元化需求。

2.3 預(yù)防設(shè)計(jì)誤差

設(shè)計(jì)者可通過BIM技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化使用,使之能夠在做好預(yù)制構(gòu)件、裝配式建筑結(jié)構(gòu)間精細(xì)化設(shè)計(jì)的前提下,避免施工環(huán)節(jié)存在的各項(xiàng)裝配偏差。即在具體情況下,融合BIM技術(shù),對(duì)預(yù)制構(gòu)件的尺寸、鋼筋直徑和間距、鋼筋保護(hù)層等數(shù)據(jù)間的設(shè)計(jì)定位,再依據(jù)BIM三維視圖模型的創(chuàng)建,直觀展現(xiàn)各預(yù)制構(gòu)件間的契合度,輔之碰撞檢測(cè)功能的融合,對(duì)其各節(jié)點(diǎn)安全性、可靠性予以管控,避免預(yù)制構(gòu)件裝配過程中沖突問題的出現(xiàn),繼而杜絕由設(shè)計(jì)誤差引起的材料浪費(fèi)、資源浪費(fèi)和工期延誤等現(xiàn)象。

3 BIM技術(shù)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工中的具體應(yīng)用

3.1 建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

(1)設(shè)計(jì)質(zhì)量：對(duì)于裝配式建筑工程而言,其在設(shè)計(jì)過程中往往包含預(yù)制構(gòu)件預(yù)埋、預(yù)留等設(shè)計(jì),而設(shè)計(jì)者更是借助協(xié)同配合的方式,提高自身設(shè)計(jì)效率。例如：BIM技術(shù)的使用,能夠在全方位掌握建筑工程各項(xiàng)設(shè)計(jì)信息的同時(shí),對(duì)原有設(shè)計(jì)方案予以優(yōu)化整理,再借助沖突信息的篩選,預(yù)防建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)各項(xiàng)問題的出現(xiàn)。特別是在裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件樣式、種類相對(duì)繁多的情況下,以設(shè)計(jì)圖紙為核心的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),BIM技術(shù)的有效融合,能夠保證設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和合理性,節(jié)約方案設(shè)計(jì)時(shí)間或精力,增強(qiáng)自身的效果及價(jià)值。

(2)專業(yè)化構(gòu)件設(shè)計(jì)：裝配式建筑設(shè)計(jì)中,BIM技術(shù)的融合,不僅可保證各信息間的共享性、開放性,還可將設(shè)計(jì)方案?jìng)鬟f至終端服務(wù)器處,依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化尺寸、樣式等參數(shù)的把控,對(duì)各類設(shè)計(jì)方案予以比較,以便能夠保證裝配式建筑結(jié)構(gòu)、預(yù)制構(gòu)件的尺寸及性狀的標(biāo)準(zhǔn)化、合理性。該種方式的使用,不僅可保證建筑戶型的多元性,還可展現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)整體的設(shè)計(jì)水平及價(jià)值。

(3)預(yù)防設(shè)計(jì)誤差：BIM技術(shù)在裝配式建筑中的使用,可在做好建筑結(jié)構(gòu)、預(yù)制構(gòu)件精細(xì)化設(shè)計(jì)的前提下,預(yù)防施工誤差的出現(xiàn)。再依據(jù)各預(yù)制構(gòu)件間距、尺寸與直徑間的管控,對(duì)其予以精準(zhǔn)化定位,輔之三維視圖的呈現(xiàn),從根本上預(yù)防工期延誤、材料浪費(fèi)等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.2 預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)環(huán)節(jié)

(1)設(shè)計(jì)流程：以裝配式建筑全生命周期設(shè)計(jì)為導(dǎo)向,預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)期核心組成架構(gòu)。若要更好滿足此目標(biāo),則可依據(jù)BIM模型內(nèi)的尺寸信息,借助構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)劃的科學(xué)擬定,向施工單位提供相關(guān)信息數(shù)據(jù),以便可保證各信息間的系統(tǒng)性、協(xié)調(diào)性與同步性。此項(xiàng)環(huán)節(jié)中,BIM技術(shù)的使用,既可保證預(yù)制構(gòu)件各流程間的優(yōu)化整合,還可為后續(xù)建筑水平的把控夯實(shí)基礎(chǔ)。

(2)模型設(shè)計(jì)及制作：裝配式建筑設(shè)計(jì)過程中,BIM技術(shù)的科學(xué)使用,可顯著增強(qiáng)建筑模型設(shè)計(jì)、制作等環(huán)節(jié)的效率。例如：裝配式建筑方案設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí),可要求設(shè)計(jì)者對(duì)各配機(jī)構(gòu)間的信息予以整合,以便更好達(dá)到預(yù)期效果。另外,還應(yīng)做好和預(yù)制構(gòu)件廠商間的寫作,要求廠商在充分掌握產(chǎn)品材料參數(shù)及尺寸的前提下,以企業(yè)間的對(duì)接為導(dǎo)向,逐步增強(qiáng)自身的生產(chǎn)效率,滿足自動(dòng)化生產(chǎn)的目標(biāo)。

3.3 施工環(huán)節(jié)

(1)施工效率：裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)期間,其分類生產(chǎn)、存儲(chǔ)等作業(yè)的施行,需要諸多人力、物力等資源的支撐,但應(yīng)對(duì)其常見漏洞予以精準(zhǔn)把控。即在此過程中,BIM技術(shù)的使用,往往多集中在構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域,通過對(duì)各信息間的讀取,依照相應(yīng)電子信息表,逐步減少由傳統(tǒng)人工、物流管理等條件下引起的各類偏差,還可從源頭上預(yù)防預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)和管理等問題。

(2)施工水平：施工工藝作為裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工中的關(guān)鍵,以工藝復(fù)雜性的特點(diǎn),對(duì)施工機(jī)械化標(biāo)準(zhǔn)要求較高。若要杜絕此類問題的出現(xiàn),則可依據(jù)BIM技術(shù)的模擬與仿真工藝,以便可在做好預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)安裝、現(xiàn)場(chǎng)優(yōu)化的前提,及時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)事件,不僅可強(qiáng)調(diào)工程現(xiàn)場(chǎng)安全管理的意義,還可從根本上杜絕安全時(shí)和安全隱患的滋生。

3.4 項(xiàng)目維護(hù)環(huán)節(jié)

在裝配式建筑項(xiàng)目維護(hù)環(huán)節(jié)中,BIM技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：以自身較強(qiáng)的資料管理、應(yīng)急管理功能,對(duì)信息管理系統(tǒng)予以協(xié)同把控,特別是在火災(zāi)事故期間,有效的建筑和設(shè)備等信息的管控,能夠精準(zhǔn)定位火災(zāi)事故點(diǎn),再通過科學(xué)的滅火措施,避免增加相關(guān)損失；而在項(xiàng)目運(yùn)行與維護(hù)過程中,BIM技術(shù)以精準(zhǔn)化數(shù)據(jù)信息把控的方式,對(duì)其可能存在的安全隱患或質(zhì)量隱患予以審核,再通過設(shè)備監(jiān)測(cè)或優(yōu)化的形式,預(yù)防各類事故的滋生。

4 結(jié)束語

總而言之,BIM技術(shù)以自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),在裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)與施工、項(xiàng)目后續(xù)維護(hù)及管理等領(lǐng)域取得良好成績(jī)。即以增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)水平為導(dǎo)向,逐步強(qiáng)化自身施工效率、管理質(zhì)量,不僅可預(yù)防建筑結(jié)構(gòu)施工中各類問題的出現(xiàn),還可保證建筑行業(yè)健康發(fā)展的基調(diào),保障建筑企業(yè)自身的競(jìng)爭(zhēng)軟實(shí)力。