BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用

(聊城大學(xué) 山東 聊城 252000)

在傳統(tǒng)建筑行業(yè)中，由于其資源利用率比較低，浪費率比較高，造成嚴(yán)重的污染而飽受詬病。相比之下，裝配式建筑在施工過程中產(chǎn)生的污染比較少，施工速度快，資源利用效率高等優(yōu)點受到了人們的青睞。裝配式建筑由于其設(shè)計系統(tǒng)化、安裝專業(yè)化的特點，使得其與傳統(tǒng)的建筑形成了強烈的反差。近年來，我國建筑行業(yè)逐步推廣BIM技術(shù)，相關(guān)技術(shù)和方法在裝配式建筑中應(yīng)用可以有效提高建筑設(shè)計生產(chǎn)和施工的效率。

一、裝配式建筑及BIM技術(shù)概述

(一)裝配式建筑

裝配式建筑是指把傳統(tǒng)建造方式中的大量現(xiàn)場作業(yè)轉(zhuǎn)移到工廠中進行，在工廠加工制作好建筑用構(gòu)件和配件(如樓板、墻板、樓梯、陽臺燈)，運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，通過可靠的連接方式(如套筒灌漿、螺栓連接、焊接等)在現(xiàn)場裝配安裝而形成的建筑。包括預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)建筑及混合結(jié)構(gòu)建筑等。裝配式建筑采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理、智能化應(yīng)用，是現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)方式。

(二)BIM技術(shù)

BIM 技術(shù)主要是指通過建筑工程項目里面的各方面有關(guān)信息數(shù)據(jù)，構(gòu)建出相應(yīng)的建筑模型，對建筑物的真實信息數(shù)據(jù)進行模擬，從本質(zhì)上而言就是一種數(shù)字信息的仿真。BIM 技術(shù)具有四個方面的特點：(1)可視化，BIM 技術(shù)將圖紙里面的平面化線條通過三維立體展示出來，確保有關(guān)人員能夠?qū)ζ湟荒苛巳弧?2)協(xié)調(diào)性，BIM 技術(shù)能夠?qū)ㄖ锝ㄔ烨耙浑A段存在的各種專業(yè)之間的碰撞問題予以協(xié)調(diào)，從而生成和提供協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)。(3)模擬性，不僅僅是模擬建筑物模型，還可以模擬虛擬的事物。(4)優(yōu)化性，BIM 技術(shù)在設(shè)計、施工、運營各個環(huán)節(jié)都能夠?qū)崿F(xiàn)比較好的優(yōu)化[1]。

二、BIM技術(shù)與裝配式建筑結(jié)合的優(yōu)勢

裝配式建筑的核心是“集成”，BIM 技術(shù)是“集成”的重要手段。兩者結(jié)合主要優(yōu)勢體現(xiàn)在以下方面：(1)優(yōu)化施工進度流程，在裝配式建筑實際生產(chǎn)施工中，應(yīng)用 BIM 技術(shù)能有效地控制及協(xié)調(diào)材料的運輸進場時間;通過 BIM 技術(shù)與無線射頻技術(shù)的結(jié)合，可以實時地把控材料的運輸及進場時間、安裝狀態(tài)，及時規(guī)避因生產(chǎn)、運輸?shù)纫蛩卦斐傻氖┕みM度滯后等問題。(2)保證施工質(zhì)量，利用 BIM 技術(shù)能有效保證裝配式建筑施工安全及施工質(zhì)量。通過 BIM 技術(shù)實現(xiàn)現(xiàn)場協(xié)同管理與可視化施工工藝交底，可有效降低溝通時間和成本，確保施工質(zhì)量。在施工現(xiàn)場中，利用 BIM 協(xié)同軟件進行質(zhì)量安全問題的反饋追溯，可以實現(xiàn)工程項目安全及質(zhì)量問題的閉環(huán)，有效控制建設(shè)項目質(zhì)量。(3)提高施工效率，以 BIM 模型為載體將施工過程數(shù)據(jù)進行收集、采納、存儲，再配合相關(guān)的BIM 軟件對項目進行施工工藝模擬，合理制定施工組織管理方案、精確掌握施工工藝流程，可以提高施工效率及施工精度，避免返工和成本的增加，加快施工進度[2]。

三、BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用

(一)BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計階段的應(yīng)用

BIM 在裝配式建筑設(shè)計中的一項功能就是建模以及繪圖功能，BIM 建模與繪圖功能與傳統(tǒng)繪圖、建模有一定的差異，傳統(tǒng)繪圖將參數(shù)以及圖紙數(shù)據(jù)相分離，而 BIM 繪圖是根據(jù)參數(shù)構(gòu)建起的數(shù)據(jù)庫，裝配建筑的每一個構(gòu)件都在 BIM系統(tǒng)中留有記錄，如果建筑構(gòu)件出現(xiàn)更改，BIM 系統(tǒng)就會自動調(diào)取參數(shù)，對其他構(gòu)件數(shù)據(jù)進行修改，解決數(shù)據(jù)不匹配的問題。在裝配式建筑中的另一個功能就是對工程檢測以及協(xié)助施工。傳統(tǒng)施工中需要多個學(xué)科參與裝配建筑建設(shè)，導(dǎo)致短時間內(nèi)各個學(xué)科間的配合不熟練、不協(xié)調(diào)。應(yīng)用 BIM 技術(shù)能夠在信息化的輔助下進行協(xié)同管理，在一個平臺內(nèi)集合所有的學(xué)科數(shù)據(jù)，將參數(shù)數(shù)據(jù)集于模型中，為各學(xué)科專家的溝通提供便利。

(二)BIM技術(shù)在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段的應(yīng)用

在裝配式建筑構(gòu)件的生產(chǎn)制造過程中，將 BIM 技術(shù)與 RFID 技術(shù)進行有效結(jié)合，把 RFID 芯片植入進各種預(yù)制構(gòu)件里面，該芯片里面包含有構(gòu)件的幾何尺寸、材料種類、安裝位置等各種信息。另外，由于 RFID 標(biāo)簽編碼的唯一性特征，所以在構(gòu)件的生產(chǎn)、儲存、運輸、吊裝等任何一個環(huán)節(jié)都能夠確保信息的準(zhǔn)確性[3]。BIM 技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠為構(gòu)件的生產(chǎn)管理子系統(tǒng)提供相關(guān)數(shù)據(jù)，還能夠?qū)⑺蓄A(yù)制構(gòu)件的存儲、質(zhì)量監(jiān)測、生產(chǎn)等信息返還至 BIM 數(shù)據(jù)庫。在 BIM 技術(shù)和RFID 技術(shù)的有效結(jié)合下，能夠保證預(yù)制構(gòu)件的零庫存與零缺陷。

(三)BIM技術(shù)在裝配式建筑施工階段的應(yīng)用

在裝配式建筑施工階段，BIM 技術(shù)的主要應(yīng)用價值有以下方面：第一，能夠隨預(yù)制構(gòu)件的庫存和現(xiàn)場管理進行改善。在實際的施工現(xiàn)場構(gòu)件找不到或者構(gòu)件找錯等情況是時有發(fā)生的，所以只有嚴(yán)格對施工現(xiàn)場進行管理才可以防止此類事件的發(fā)生。而在這個階段利用 BIM 技術(shù)就可以對這些構(gòu)件實時追蹤控制。它們結(jié)合的優(yōu)勢就在于獲得信息準(zhǔn)確且傳遞速度快，能夠減少人工引起的誤差；第二，利用施工模擬對施工、成本計劃進行優(yōu)化，對工程質(zhì)量的進度進行控制，對裝配式建筑的各種資源投入情況和整個施工過程進行模擬，形成一個動態(tài)的施工規(guī)劃。另外在模擬的過程中，對原有的施工規(guī)劃存在的問題進行優(yōu)化，避免工期延長和成本增加，使整個項目的施工流程和成本資源的投入更加直觀的展現(xiàn)在施工人員和技術(shù)人員面前[4]。

(四)BIM技術(shù)在裝配式建筑運行維護階段的應(yīng)用

在裝配式建筑工程的運行維護使用階段使用 BIM 技術(shù)，具體可以做到以下幾點。(1)加強相關(guān)設(shè)備的使用與維護的技術(shù)。在這一階段需要對設(shè)備的運行與維護進行定期或者不定期的檢查與維修，防止設(shè)備出現(xiàn)意外的情況對建筑工程的使用造成影響。(2)實行高效的能源消耗與質(zhì)量管理。在這一階

段通過相關(guān)技術(shù)獲取更多的建筑運行信息，如果運行中發(fā)生質(zhì)量的問題，就可以很快地找到問題的原因，快速的解決問題。提高運行的效率。同時在裝配式建筑所選用的材料為可循環(huán)建設(shè)材料，其本身具有較高的環(huán)保和節(jié)能效果，相比于傳統(tǒng)的建筑材料來說，更具有生態(tài)效應(yīng)。裝配式建筑模板不僅可循環(huán)利用，還能夠減少腳手架等輔助工具的使用，降低對木材、鋼材的應(yīng)用[5]。

四、結(jié)語

綜上所述，在裝配式建筑施工中應(yīng)用 BIM 技術(shù)，不僅可以提升建筑施工質(zhì)量與建筑施工效率，還可以促進建筑企業(yè)的進一步發(fā)展。與此同時，隨著BIM技術(shù)的合理化應(yīng)用，也幫助建筑施工解決了原有的資源浪費與環(huán)境污染問題，最終促進建筑行業(yè)朝著可持續(xù)的方向不斷前行。