BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用

張 燕

(揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225100)

0 前 言

裝配式建筑技術(shù)和BIM技術(shù)是近年來建筑行業(yè)的熱點(diǎn)，同時(shí)也是建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要標(biāo)志。傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土建造模式的弊端比較多，如模板投入量比較大，周轉(zhuǎn)周期長，造成資源比較浪費(fèi)；如施工現(xiàn)場會產(chǎn)生大量揚(yáng)塵、噪音、污水等，造成環(huán)境污染；如施工現(xiàn)場工人勞動(dòng)強(qiáng)度比較大等。為了改變這些施工中的弊端，可以借助于BIM技術(shù)，然后將BIM技術(shù)和裝配式建筑結(jié)合在一起，這樣不僅會有效減少這些弊端，而且可以對施工的工藝進(jìn)行優(yōu)化，提高施工方案的合理性，因此，BIM技術(shù)是裝配式建筑未來的發(fā)展方向，也是其發(fā)展的重要手段[1]。

1 BIM技術(shù)與裝配式建筑

1.1 BIM技術(shù)

BIM技術(shù)是建筑信息模型的英文簡稱，它是一種技術(shù)，更是一種理念，主要通過計(jì)算機(jī)將建筑工程項(xiàng)目中的相關(guān)數(shù)據(jù)以及各種信息整合到一起，然后對建筑工程進(jìn)行優(yōu)化和改良的可視化的模型[2]。這個(gè)模型貫穿于建筑的整個(gè)全生命周期管理，實(shí)現(xiàn)了工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)信息實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)化發(fā)展。BIM技術(shù)具有很好的可視化、協(xié)同化以及可模擬性等特點(diǎn)，可以利用這些特點(diǎn)將項(xiàng)目建設(shè)中的信息集成化。在實(shí)際的建筑工程項(xiàng)目中，BIM技術(shù)不僅能夠?qū)⒐こ添?xiàng)目的各個(gè)階段的信息完全的展示出來，能夠在一個(gè)虛擬的環(huán)境中將此建筑建設(shè)起來，而且可以在虛擬建造的過程中發(fā)現(xiàn)施工中各個(gè)階段可能會出現(xiàn)的問題，便于及時(shí)解決問題。

1.2 裝配式建筑

裝配式建筑其實(shí)就是指將建筑進(jìn)行裝配，從而達(dá)到使用的要求。裝配式建筑是指將建筑的各個(gè)部分在工廠逐一生產(chǎn)，生產(chǎn)完成檢驗(yàn)合格后，將這些預(yù)制構(gòu)件運(yùn)送至施工現(xiàn)場，并裝配而成的建筑。裝配式建筑相對于現(xiàn)澆混凝土建筑建造模式有著更高的生產(chǎn)效率，因?yàn)檠b配式建筑的預(yù)制構(gòu)件都是由專門的加工工廠負(fù)責(zé)生產(chǎn)制作的，制作過程受氣候、氣象等變化的影響比較小，完成配件制作之后，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后直接安裝，而施工現(xiàn)場只需要少量的人員，便可以完成預(yù)制構(gòu)件的裝配工作，可以大大節(jié)約勞動(dòng)力，縮短施工時(shí)間，并可提高建筑物質(zhì)量，同時(shí)還因?yàn)檫@種建筑方式是在工廠的車間內(nèi)制作完成的，減少了噪音和粉塵的產(chǎn)生，節(jié)能環(huán)保。

2 BIM技術(shù)在建筑各階段的應(yīng)用

2.1 BIM 技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

裝配式建筑主要以預(yù)制構(gòu)件為主，建設(shè)的過程主要是由建筑設(shè)計(jì)院進(jìn)行房屋初步設(shè)計(jì)，然后交于裝配式生產(chǎn)廠家進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，再交由建筑設(shè)計(jì)院進(jìn)行結(jié)構(gòu)方面的確定，確定無誤后再交于裝配式工廠制造，最后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，進(jìn)行建造完成最終的房屋[3]。但是傳統(tǒng)的裝配式建筑設(shè)計(jì)，在圖紙交付的時(shí)候主要采用的是二維圖紙交付，也就是建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備施工圖等均采用的是平面的形式進(jìn)行交付，交付的過程中，經(jīng)常存在各種信息的錯(cuò)、漏，以及各種圖紙核對不完整，而導(dǎo)致后期一系列的問題。

將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑的設(shè)計(jì)階段，能夠有效避免傳統(tǒng)裝配式建筑在設(shè)計(jì)過程中所產(chǎn)生的一系列的問題。BIM技術(shù)為一種建筑信息模型技術(shù)，在裝配式建筑的設(shè)計(jì)過程中更是充分利用了這一特征，其主要是以虛擬仿真的形式對建筑進(jìn)行呈現(xiàn)，使土建、安裝等各專業(yè)數(shù)據(jù)緊密的結(jié)合在一起，利用BIM的直觀性幫助設(shè)計(jì)師找到不同專業(yè)階段之間的問題所在。BIM技術(shù)還可以將所有的信息通過虛擬環(huán)境展現(xiàn)出來，能夠掌握施工進(jìn)度，從而提高整體建筑設(shè)計(jì)的工作效率，盡量避免在施工過程中二次設(shè)計(jì)變更等現(xiàn)象的產(chǎn)生，大大提高建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，也為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的整體性、協(xié)同性奠定了基礎(chǔ)。

2.2 BIM技術(shù)在預(yù)制構(gòu)件拆分中的應(yīng)用

拆分設(shè)計(jì)是指裝配式建筑的預(yù)制構(gòu)件拆分，其實(shí)也就是建筑結(jié)構(gòu)圖紙的二次設(shè)計(jì)，此次設(shè)計(jì)可以化解建筑結(jié)構(gòu)中的碰撞問題、管線亂排布的問題等，是裝配式建筑中非常重要的一部分。將BIM 技術(shù)運(yùn)用到裝配式建筑施工中，充分利用BIM的模型信息化這個(gè)特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的拆分。在模型的具體分析過程中，設(shè)計(jì)人員把建筑的整體設(shè)計(jì)方案模型傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)中去，并依據(jù)裝配式建筑的設(shè)計(jì)程序，充分分析、考慮其特點(diǎn)，還要隨時(shí)注意建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備以及施工單位、構(gòu)件廠間的協(xié)同和溝通，還要考慮到實(shí)際情況，如安裝和施工的具體情況,從根本上減少了低級錯(cuò)誤的發(fā)生，也可以有效地避免施工過程中遇到的各種問題，避免了返工的現(xiàn)象發(fā)生[4]。然后，將預(yù)制構(gòu)配件的項(xiàng)目信息調(diào)取出來，并將預(yù)制構(gòu)配件的尺寸、材質(zhì)等信息全部都拆解出來。最后，將所有的預(yù)制構(gòu)件按照預(yù)先設(shè)計(jì)的方式進(jìn)行搭接，搭接成一棟整體建筑[5]。

2.3 BIM技術(shù)在施工過程中的應(yīng)用

裝配式建筑的建造方式就像搭積木一樣。裝配式建筑的BIM模型也是由一個(gè)個(gè)構(gòu)件庫所組成的，這種模型具有協(xié)調(diào)性、模擬性和可視化等特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)信息的協(xié)調(diào)化處理，并建立起三維的信息交流平臺，實(shí)現(xiàn)對信息的交互式管理，對不同的內(nèi)容信息進(jìn)行規(guī)劃與整合，以此來實(shí)現(xiàn)專業(yè)化的管理與規(guī)劃。

BIM模型在裝配式建筑的施工在中也可以充分的發(fā)揮其作用，它可以在模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行4 D工序模擬，也就是關(guān)聯(lián)進(jìn)度計(jì)劃。首先，施工前可以利用BIM技術(shù)在后臺將現(xiàn)場構(gòu)件施工模擬一遍，這可以有效避免施工問題和安全事故發(fā)生；其次，可以利用BIM技術(shù)在后臺模擬現(xiàn)場資源的安裝、運(yùn)輸、生產(chǎn)、組建等全方位的跟蹤與管理等，并在模擬過程中對施工方案進(jìn)行合理調(diào)整，爭取達(dá)到最優(yōu)的效果；再次，還可以利用BIM技術(shù)對裝配式建筑的單體構(gòu)件及工程的總體施工進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以此來保證工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量；最后，還可以將建筑、結(jié)構(gòu)、水、電、暖通等多專業(yè)的模型整合在同一個(gè)平臺上，利用管線綜合技術(shù)自動(dòng)檢查管線凈高和間距，減少管線之間的碰撞，提高施工質(zhì)量[6]。

以上這些都可以對項(xiàng)目的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，并針對裝配式建筑設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題，及時(shí)采取相應(yīng)的解決措施，這樣不僅能夠提升建筑設(shè)計(jì)的效果，而且可以有效減少設(shè)計(jì)變更與返工等問題，同時(shí)還能夠提升設(shè)計(jì)與施工的效果，對項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與施工方案進(jìn)行優(yōu)化。

2.4 BIM 技術(shù)在運(yùn)維階段的應(yīng)用

一個(gè)項(xiàng)目在竣工驗(yàn)收完成之后，項(xiàng)目會投入后期的使用中。在使用的過程中，可能會出現(xiàn)各種各樣的問題。此項(xiàng)目的管理方可以利用BIM技術(shù)對此項(xiàng)目的建筑使用情況等信息進(jìn)行檢測，這對裝配式建筑的后期運(yùn)維管理起到關(guān)鍵的作用。在后期運(yùn)維管理階段，利用BIM技術(shù)能夠?qū)φ麄€(gè)項(xiàng)目的具體情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對工程項(xiàng)目的各個(gè)構(gòu)件實(shí)時(shí)監(jiān)測和修復(fù)，實(shí)現(xiàn)了建筑的后期與前期信息的完整對接，避免了丟失建筑信息的問題。如果后期房屋進(jìn)行加固、改造，可以利用BIM技術(shù)就可以將房屋構(gòu)件原始數(shù)據(jù)都顯示出來，根據(jù)加固和改造的地方，在房屋的模型中模擬加固、改造的流程，并直接提供更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行具體的加固處理措施。在物業(yè)管理的過程中，物業(yè)公司也可以通過BIM平臺與相關(guān)設(shè)備進(jìn)行連接，通過BIM數(shù)據(jù)庫中的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息，判斷消防、電梯、照明、通信等設(shè)備是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，以便用于后期工程的后續(xù)維護(hù)和設(shè)計(jì)等工作的開展[7]。

2.5 BIM技術(shù)在造價(jià)管理方面的應(yīng)用

在BIM技術(shù)還沒有應(yīng)用之前，工程造價(jià)主要是依賴于對一些重要數(shù)據(jù)的人工分析，然而，在計(jì)算過程中間，避免不了一些人為的失誤。而BIM技術(shù)的使用，不僅提升了計(jì)算的準(zhǔn)確度，提升了成本管理的效率，同時(shí)，也使項(xiàng)目之間的數(shù)據(jù)和信息的共享成為現(xiàn)實(shí)，建模人員使用快速建模工具，將項(xiàng)目中的所有信息通過模型直觀的表現(xiàn)出來。通過數(shù)據(jù)模型的建立，預(yù)算人員不僅可以快速、方便地計(jì)算出每個(gè)項(xiàng)目和分部的工程量，還可以及時(shí)更改和處理一些計(jì)算的偏差，避免不必要的浪費(fèi)，減少設(shè)計(jì)不合理而造成的設(shè)計(jì)變更，降低了工程造價(jià)的成本，提高了工程造價(jià)的準(zhǔn)確性，也提高了工程建造的效率。另外，在建筑工程項(xiàng)目管理中經(jīng)常會遇到設(shè)計(jì)變更的情況，這種設(shè)計(jì)變更是無法掌控的，這種變更直接影響工程造價(jià)。利用BIM技術(shù)不僅可以有效地減少設(shè)計(jì)變更的發(fā)生，而且即使發(fā)生變更，也可以直接將變更內(nèi)容輸入到BIM模型之中，利用BIM進(jìn)行管理，通過新模型的數(shù)據(jù)管理，直接獲得工程量的變更，有效地避免了重復(fù)計(jì)算而帶來的誤差以及其他問題。由此可見，BIM技術(shù)的應(yīng)用對于項(xiàng)目的成本管理有著至關(guān)重要的作用，有助于節(jié)約項(xiàng)目的成本，降低項(xiàng)目的造價(jià)。

3 結(jié) 語

近年來，裝配式建筑蓬勃發(fā)展，未來的發(fā)展前景也十分廣闊。而且BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、運(yùn)維管理等方面，并在工程設(shè)計(jì)、工程管理以及工程調(diào)整等方面發(fā)揮出了重要的作用，將工程的實(shí)際情況展示出來，確保了工程建設(shè)的完整性。希望未來BIM技術(shù)在裝配式建筑的領(lǐng)域中能夠得到更廣泛的應(yīng)用，為行業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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