建筑模型信息化技術(shù)在裝配式建筑施工階段中的研究分析

宋尚利

(山東遠(yuǎn)東建設(shè)工程有限公司 山東 淄博 256100)

我國(guó)社會(huì)發(fā)展迅速,科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域也有很大的提升,技術(shù)得到不斷的更新,裝配式建筑工程施工階段運(yùn)用現(xiàn)代化科技技術(shù),完善了裝配式建筑的整體結(jié)構(gòu),并改善了施工方式。裝配式建筑工程需要緊跟時(shí)代,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化施工轉(zhuǎn)型。首先根據(jù)人們的需求制定裝配式建筑方案,然后構(gòu)建3D 模型,運(yùn)用三維模擬和碰撞檢測(cè)的方法構(gòu)建建筑模型,分析施工過(guò)程并完善方案,提升裝配式建筑施工的效率和質(zhì)量。

1 建筑模型信息技術(shù)概述

BIM 技術(shù)主要指的是建筑模型信息化技術(shù),該技術(shù)應(yīng)用大多是根據(jù)建筑有關(guān)信息數(shù)據(jù),并通過(guò)進(jìn)行建筑模型構(gòu)建,促使建筑虛擬結(jié)構(gòu)與流程可以達(dá)到可視化的效果,以及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑工程管理問(wèn)題,從而第一時(shí)間采取有效措施進(jìn)行處理,以提高工程管理水平。BIM 技術(shù)優(yōu)勢(shì)眾多,例如可視化、優(yōu)化型以及協(xié)調(diào)性等,均可以在應(yīng)用過(guò)程中發(fā)揮出重大作用,以提高工程管理效率,保證施工質(zhì)量,盡可能為企業(yè)創(chuàng)造更多效益［1］。BIM 技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)具體如下:

(1)BIM 技術(shù)可以充分應(yīng)用三維立體技術(shù)原理,進(jìn)行建筑模擬,管理人員可以在建筑模擬過(guò)程中,對(duì)工程施工預(yù)期開(kāi)展分析,以發(fā)現(xiàn)相關(guān)問(wèn)題。

(2)BIM 技術(shù)具有優(yōu)化性特點(diǎn),應(yīng)用BIM 技術(shù)進(jìn)行模型構(gòu)建,有助于后期施工人員觀察并發(fā)現(xiàn)施工問(wèn)題,從而給予施工方案合理優(yōu)化。

(3)BIM 技術(shù)具有可出圖性特點(diǎn),管理人員可以借助BIM 技術(shù),進(jìn)行工程管線圖、結(jié)構(gòu)留洞圖等制定,并且可以合理調(diào)整改進(jìn)方案。

(4)BIM 技術(shù)具有協(xié)調(diào)性特點(diǎn),BIM 技術(shù)能夠幫助各個(gè)部門(mén)正常交流溝通,以明確規(guī)范各個(gè)部門(mén)職責(zé),保證工程信息有效分享,避免影響施工進(jìn)度。

(5)信息一致性,BIM 技術(shù)應(yīng)用管理可以確保建筑工程信息保持一致性,BIM 技術(shù)作為信息數(shù)據(jù)核心基礎(chǔ),可以通過(guò)構(gòu)建完整數(shù)據(jù)信息,以確保各個(gè)工程環(huán)節(jié)信息一致,并且具有關(guān)聯(lián)性。數(shù)據(jù)信息不僅僅是建筑工程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)信息,同時(shí)還包括建筑項(xiàng)目施工信息,或者是工程資源信息等。對(duì)于各個(gè)具體施工階段,可以通過(guò)交互插件轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)模型的方法,以實(shí)現(xiàn)模型交換,所以可以確保施工過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)模型信息保持一致。

(6)動(dòng)態(tài)性,因?yàn)橐笫┕みM(jìn)度不斷變動(dòng)下做到實(shí)時(shí)顯示施工信息,所以導(dǎo)致管理施工安全工作增加極大復(fù)雜性,而借助BIM 技術(shù),可以對(duì)三維模型進(jìn)行構(gòu)建,從而可以對(duì)相關(guān)參數(shù)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整更改,最終可以有效識(shí)別施工中存在的風(fēng)險(xiǎn)［2］。

2 建筑模型信息技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用價(jià)值

2.1 滿足生產(chǎn)活動(dòng)的信息化要求

我國(guó)信息技術(shù)發(fā)展迅速,在人們的生活和工作中占據(jù)著重要的地位,各個(gè)行業(yè)中都需要構(gòu)建完善的工作信息系統(tǒng),運(yùn)用多媒體技術(shù)進(jìn)行構(gòu)建,有利于系統(tǒng)的完善和后期調(diào)查,建筑行業(yè)也需要緊跟神代,提升項(xiàng)目信息水平。

建筑模型信息化技術(shù)的英文名稱是BIM,在建筑行業(yè)中被廣泛應(yīng)用,建筑項(xiàng)目在BIM 技術(shù)和合理的方案綜合設(shè)置下,生產(chǎn)活動(dòng)逐漸走向信息化,裝配式建筑項(xiàng)目得以可持續(xù)發(fā)展。工作人員運(yùn)用更高效和更科學(xué)的手段優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件,提升施工質(zhì)量。另一方面,在數(shù)字信息中運(yùn)用BIM 技術(shù)有利于為下一階段生產(chǎn)線的建筑管理提供大量并合理的數(shù)據(jù)支持,提升預(yù)制建筑的管理效率［3］。

2.2 有利于保障建筑設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化

現(xiàn)代化建筑工程與傳統(tǒng)的建筑工程存在較大的差異,現(xiàn)代化預(yù)制式的建筑工程特點(diǎn)是工程要素標(biāo)準(zhǔn)化和量化。傳統(tǒng)的建筑工程一般采用手工記錄數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì),不方便后續(xù)的檢查,整個(gè)手工計(jì)算的時(shí)間長(zhǎng)、誤差概率大、難度大,阻礙了裝配施工的可持續(xù)發(fā)展。運(yùn)用BIM 技術(shù)解決了施工人員的困境,員工用最高的效率完成數(shù)據(jù)收集和建模預(yù)制工作,并且對(duì)收集到的信息進(jìn)行試驗(yàn),比如碰撞試驗(yàn),運(yùn)用BIM 技術(shù)大大提高了建筑結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化和科學(xué)化,幫助建筑工作人員更高效率的完成建筑工作,保障裝配式建筑工程可持續(xù)發(fā)展［4］。

2.3 提高工程信息的時(shí)效性與共享性

裝配式建筑工程設(shè)計(jì)與施工階段各個(gè)信息往往需要定期進(jìn)行更換,但是由于傳統(tǒng)通信技術(shù)不足,導(dǎo)致信息交換難以及時(shí)完成,并且在信息交換過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失。而B(niǎo)IM 技術(shù)則不同于傳統(tǒng)通信技術(shù),該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)信息交換與快速共享,從而可以防止信息丟失。比如,工程企業(yè)員工在不同部門(mén)工作,可以通過(guò)BIM 技術(shù)建立三維模型,從而給開(kāi)發(fā)商或者管理人員提供充足數(shù)據(jù)支撐,以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,改善施工質(zhì)量。

3 建筑模型信息技術(shù)在裝配式建筑施工階段中的應(yīng)用

3.1 數(shù)據(jù)收集

裝配式建筑工程各項(xiàng)數(shù)據(jù)保存時(shí),合理應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),能夠構(gòu)建平臺(tái)層,尤其是深入研究地圖與實(shí)踐工作相關(guān)數(shù)據(jù),能夠確保數(shù)據(jù)集成正確讀取,保證數(shù)據(jù)有效保存,科學(xué)驗(yàn)證數(shù)據(jù)。另外,在工程施工階段各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)際施工時(shí),能夠給予項(xiàng)目開(kāi)展碰撞試驗(yàn)與三維模擬;同時(shí)通過(guò)優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),可以有效增強(qiáng)核心功能,在IFC 格式幫助下,制定并完善控制體系與運(yùn)行控制體系,從而保證工程項(xiàng)目管理可以有效開(kāi)展。

3.2 施工安全管理

施工管理作為建筑工程最為重要的一個(gè)管理內(nèi)容,在當(dāng)前更多嚴(yán)格要求與需求影響下,施工管理難度明顯增大,BIM 技術(shù)可以適用于施工管理階段,通過(guò)構(gòu)建數(shù)字化模型,可以確定施工重點(diǎn)內(nèi)容,并對(duì)施工具體進(jìn)度與動(dòng)態(tài)詳細(xì)了解,以提高施工效率。BIM技術(shù)還可以合理識(shí)別施工存在危險(xiǎn)源,提高施工安全性。另外,具體施工過(guò)程中往往涉及許多環(huán)節(jié),任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤都可能會(huì)給施工質(zhì)量以及進(jìn)程造成影響,因此必須不斷加重施工環(huán)節(jié)銜接,防止施工問(wèn)題產(chǎn)生。從上述可知BIM 技術(shù)具有協(xié)調(diào)性,所以在施工管理中應(yīng)用,能夠幫助各個(gè)施工部門(mén)合理協(xié)調(diào),共同協(xié)作,在保證工程信息有效分享下,提高施工質(zhì)量。

3.3 碰撞檢測(cè)

裝配式建筑施工過(guò)程中,施工企業(yè)可以通過(guò)BIM技術(shù)軟件應(yīng)用,在建設(shè)各個(gè)階段中實(shí)現(xiàn)三維數(shù)據(jù)建模操作,可以防止各個(gè)環(huán)節(jié)施工時(shí)因?yàn)椴煌┕D紙而產(chǎn)生其它問(wèn)題,施工期間,水、電等管道十分容易出現(xiàn)交叉,這時(shí)可以通過(guò)模擬施工條件,針對(duì)各個(gè)施工條件下懸空管道進(jìn)行模型模擬安裝,并配合BIM 技術(shù),可以減少安全施工發(fā)生風(fēng)險(xiǎn),控制施工成本。BIM 技術(shù)能夠在工程改造過(guò)程中應(yīng)用,通過(guò)結(jié)合結(jié)構(gòu)變化和模型模擬,有助于施工人員更加詳細(xì)了解并控制工程量變化,從而可以在很大程度上節(jié)省時(shí)間與精力,無(wú)需再次開(kāi)展二次工作量計(jì)算,以提高工作整體效率與準(zhǔn)確性。

3.4 模擬施工

裝配式建筑工程所有建設(shè)項(xiàng)目中,施工環(huán)節(jié)作為核心內(nèi)容,施工階段各項(xiàng)管理極為重要。若是施工階段中任何一個(gè)環(huán)節(jié)存在漏洞,都可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤,最終降低工程施工質(zhì)量。因此,在施工階段中,需要及時(shí)利用BIM 技術(shù),并以技術(shù)為核心,構(gòu)建三維模型,及時(shí)了解施工現(xiàn)場(chǎng)情況與問(wèn)題,開(kāi)展相關(guān)修復(fù)工作,同時(shí)深入調(diào)查分析掌握各個(gè)施工環(huán)節(jié)可能發(fā)生問(wèn)題與潛在影響因素,結(jié)合模型與具體參數(shù),明確設(shè)計(jì)方案和實(shí)際施工存在的誤差,盡可能將誤差控制在可接受范圍內(nèi)。

施工建模過(guò)程中,運(yùn)用改進(jìn)計(jì)算簡(jiǎn)軟件技術(shù),將工程三維模擬動(dòng)畫(huà)進(jìn)行合理的改進(jìn),這樣有助于管理人員調(diào)整建設(shè)信息,提高設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)際施工項(xiàng)目之間一致性。

3.5 施工過(guò)程材料管理

建筑工程經(jīng)濟(jì)效益能夠?yàn)槠髽I(yè)發(fā)展提供前進(jìn)動(dòng)力,所以經(jīng)濟(jì)效益管理作為建筑工程管理一項(xiàng)重要內(nèi)容,工程施工過(guò)程中,因?yàn)橛绊懡?jīng)濟(jì)效益因素有許多種,若是管理人員未能充分考慮這些因素,則可能會(huì)給企業(yè)經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重影響,因此在實(shí)際管理過(guò)程中,管理人員應(yīng)該借助先進(jìn)評(píng)估方法,以保證施工工程經(jīng)濟(jì)效益。

BIM 技術(shù)則可以在經(jīng)濟(jì)管理方面發(fā)揮出重要優(yōu)勢(shì),在工程造價(jià)預(yù)估與優(yōu)化計(jì)算中合理應(yīng)用BIM 技術(shù),可以對(duì)施工成本進(jìn)行準(zhǔn)確控制計(jì)算,以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益準(zhǔn)確評(píng)估,以保證工程經(jīng)濟(jì)性,為企業(yè)創(chuàng)造出更多經(jīng)濟(jì)效益。

對(duì)此,在工程施工開(kāi)展前,管理人員需要應(yīng)用BIM 技術(shù),給予工程方案檢驗(yàn)評(píng)估,評(píng)估方案合理性,在BIM 構(gòu)建模型中,合理輸入收集的有關(guān)信息數(shù)據(jù),借助預(yù)先輸入的數(shù)據(jù)相關(guān)性,有效驗(yàn)證各類(lèi)信息數(shù)據(jù)的科學(xué)性與吻合性,如此一來(lái)可以及時(shí)了解施工實(shí)際情況,并且掌握施工材料實(shí)際消耗情況。若是施工過(guò)程中出現(xiàn)材料嚴(yán)重浪費(fèi)問(wèn)題,還能夠借助BIM 技術(shù)對(duì)問(wèn)題發(fā)生原因進(jìn)行分析,以制定出相應(yīng)解決方案,以確保工程材料可以最大限度利用,降低材料成本。除此之外,BIM 技術(shù)在監(jiān)督管理部門(mén)與資金管控部門(mén)管理過(guò)程中均可以發(fā)揮出較高優(yōu)勢(shì),可以對(duì)施工進(jìn)度與資金運(yùn)作情況進(jìn)行了解,在確保工程施工正常進(jìn)行與質(zhì)量保證基礎(chǔ)上,對(duì)工程預(yù)算進(jìn)行有效控制,確保資金可以正常流轉(zhuǎn),以提高資金使用率。

3.6 裝配式建筑施工生產(chǎn)制造應(yīng)用

裝配式建筑工程通常需要事先完成相關(guān)構(gòu)件制造,而在制造過(guò)程中,需要將BIM 技術(shù)有效融合在生產(chǎn)制造施工中,但是在實(shí)際工作中,需要從下列幾個(gè)方面進(jìn)行考慮:

(1)施工方面,以安裝與施工角度來(lái)分析,施工因素較多,通常情況下,制造商可以借助BIM 信息平臺(tái),對(duì)裝配式構(gòu)件尺寸與規(guī)格等信息進(jìn)行詳細(xì)了解。結(jié)合相關(guān)計(jì)劃方案,對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)作出有效調(diào)整改進(jìn)。如此一來(lái),生產(chǎn)信息能夠及時(shí)傳輸?shù)紹IM 平臺(tái)中,能夠?yàn)榻ㄖ┕げ块T(mén)提供相應(yīng)的指導(dǎo)。同時(shí)在預(yù)制施工環(huán)節(jié)中也可以提供有效指導(dǎo),確保施工更加具備科學(xué)性與合理性。在施工過(guò)程中,一定要從建筑施工順利與穩(wěn)定運(yùn)行方面入手,工作人員根據(jù)實(shí)際施工情況,將BIM 與RFID 技術(shù)充分利用,提高建筑材料施工準(zhǔn)確性。

(2)交通建設(shè)管理,預(yù)制構(gòu)件需要經(jīng)過(guò)運(yùn)輸?shù)竭_(dá)施工現(xiàn)場(chǎng),所以加強(qiáng)交通建設(shè)管理同樣極為重要。在進(jìn)行車(chē)輛設(shè)計(jì)時(shí),工作人員必須在運(yùn)輸過(guò)程中安裝RFID 芯片,以實(shí)現(xiàn)信息、跟蹤與分析。針對(duì)運(yùn)輸計(jì)劃,需要結(jié)合框架實(shí)際尺寸進(jìn)行合理調(diào)整,保證運(yùn)輸路線科學(xué)性與合理性,并嚴(yán)格根據(jù)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)展開(kāi)運(yùn)輸,保證各個(gè)裝配式構(gòu)件安全運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,建筑模型信息技術(shù)(BIM)是當(dāng)前逐漸廣泛的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù),將其應(yīng)用在裝配式建筑預(yù)制施工階段中,能夠提高生產(chǎn)質(zhì)量,并對(duì)施工成本進(jìn)行科學(xué)控制,確保施工周期正常完成。

由于裝配式建筑具備一定復(fù)雜性與其他特性,所以充分利用BIM 技術(shù),能夠推動(dòng)建筑行業(yè)現(xiàn)代化與信息化建設(shè),加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)管理,以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)科學(xué)保存,為施工環(huán)節(jié)提供了重要指導(dǎo),從而建設(shè)出高質(zhì)量的裝配式建筑。