BIM 技術(shù)在裝配式建筑中的運(yùn)用意義分析

湯輝

（北京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，北京102200）

1 BIM 技術(shù)

BIM 技術(shù)是指基于工程學(xué)、建筑學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)的新型建筑工具。通過采集建筑工程相關(guān)信息，在統(tǒng)一平臺(tái)上集成建筑數(shù)據(jù)，從而構(gòu)建建筑的3D 模型，有助于建筑工程設(shè)計(jì)、施工、管理等工作質(zhì)量的提升[1]。此外，BIM 技術(shù)除了能夠構(gòu)建建筑3D模型，還能夠增加“時(shí)間維度”，變?yōu)樗木S模型，模仿建筑建設(shè)、運(yùn)營情況，可以更加直觀地看懂設(shè)計(jì)意圖，降低人為因素對(duì)裝配式建筑工程的影響。

2 裝配式建筑

裝配式建筑是指通過多種預(yù)制構(gòu)件組成的工程建筑。與傳統(tǒng)土木工程建設(shè)不同，裝配式建筑主要是裝配而成，具體可以劃分為混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和復(fù)合結(jié)構(gòu)等。

3 BIM 技術(shù)在裝配式建筑中的運(yùn)用意義

3.1 提高裝配式建筑的設(shè)計(jì)質(zhì)量

裝配式建筑施工質(zhì)量水平取決于工程設(shè)計(jì)以及構(gòu)件設(shè)計(jì)，二者相輔相成、相互影響。對(duì)于裝配式構(gòu)件來說，要特別注重配件預(yù)留、預(yù)埋等，保證每個(gè)構(gòu)件之間的契合度，這樣才能夠提高裝配質(zhì)量和效率。在BIM 技術(shù)的支撐下，可以借助工程設(shè)計(jì)3D 模型，將工程設(shè)計(jì)方案參數(shù)輸入BIM 平臺(tái)當(dāng)中，根據(jù)模型以及大數(shù)據(jù)信息，對(duì)工程設(shè)計(jì)方案做出調(diào)整。此外，BIM技術(shù)在多年發(fā)展中也逐漸朝向智能化方向發(fā)展，借助云計(jì)算進(jìn)一步發(fā)揮BIM 技術(shù)的價(jià)值，借助強(qiáng)大的云計(jì)算，可以保證模型設(shè)計(jì)精度、符合實(shí)際要求，對(duì)于不符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，云計(jì)算系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提供參考值，更好地做出更改。

3.2 提高構(gòu)件設(shè)計(jì)水平

BIM 技術(shù)不僅可以用作建筑整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，也可以輔助構(gòu)件設(shè)計(jì)，借助BIM 技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)開發(fā)、共享、存儲(chǔ)等功能，完成構(gòu)件設(shè)計(jì)。結(jié)合裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，將裝配構(gòu)件信息輸入到BIM 平臺(tái)中，云計(jì)算可以自動(dòng)計(jì)算出符合工程標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件樣式、尺寸，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件建模，包括墻體結(jié)構(gòu)、梁柱、門窗等[2]。平臺(tái)會(huì)自動(dòng)給予多種設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)這些可行性方案進(jìn)行對(duì)比，從而找出更加符合業(yè)主要求的方案，完成構(gòu)件設(shè)計(jì)工作。BIM 的預(yù)制構(gòu)件數(shù)據(jù)庫中，可以將構(gòu)件數(shù)據(jù)合理化、標(biāo)準(zhǔn)化，讓模型建設(shè)更加簡(jiǎn)潔，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)約化設(shè)計(jì)，以最少的材料投入實(shí)現(xiàn)最終設(shè)計(jì)目標(biāo)。

3.3 提高設(shè)計(jì)精度

應(yīng)用BIM 技術(shù)可以對(duì)裝配內(nèi)容進(jìn)行精度分析和結(jié)構(gòu)重組，這樣有助于保證設(shè)計(jì)方案的合理性。在設(shè)計(jì)精度方面，借助強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫和云計(jì)算能力，可以對(duì)構(gòu)件尺寸、鋼筋間距、鋼筋直徑快速做出最優(yōu)定位，設(shè)計(jì)人員根據(jù)給出的參考數(shù)據(jù)信息建模，從而觀測(cè)模型構(gòu)件契合度是否達(dá)標(biāo)，是否能夠滿足工程實(shí)際建設(shè)要求。同時(shí)，BIM 平臺(tái)的自動(dòng)檢測(cè)功能，可以判定設(shè)計(jì)方案中是否存在裝配沖突問題，從而保證設(shè)計(jì)精度[3]。

4 BIM 技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用

4.1 設(shè)計(jì)規(guī)劃方面

BIM 最基礎(chǔ)的功能就是模型設(shè)計(jì)，保證建筑模型設(shè)計(jì)的合理性、有效性，對(duì)建筑工程的建設(shè)效益進(jìn)行全面分析，做好工程規(guī)劃調(diào)整工作，剔除不合理的設(shè)計(jì)因素，將重復(fù)設(shè)計(jì)合并，這樣除了可以保障成本，還可以減少工程沖突問題。

4.1.1 選址分析

選址分析可以有效評(píng)估工程潛在風(fēng)險(xiǎn)、意外因素，利用BIM 技術(shù)的時(shí)間維度，模擬建筑選址信息，判定選址是否滿足工程設(shè)計(jì)方案，避免過多的意外因素影響工程進(jìn)度、質(zhì)量，結(jié)合地理信息系統(tǒng)，還可以對(duì)交通狀況、地質(zhì)條件進(jìn)行分析，便于后續(xù)施工材料運(yùn)輸和設(shè)備使用，提前創(chuàng)設(shè)良好的施工條件，保證施工效益，發(fā)揮BIM 技術(shù)在前期準(zhǔn)備工作中的價(jià)值。

4.1.2 模型建設(shè)

由于建筑工程需要有多方參與，因此，在圖紙繪制當(dāng)中，設(shè)計(jì)方要與建設(shè)方、承包方積極溝通，掌握業(yè)主的使用要求，如外觀要求、功能要求等。之后展開建筑工程設(shè)計(jì)研討會(huì)，借助BIM的云計(jì)算、大數(shù)據(jù)提出多個(gè)建設(shè)方案，使用BIM 技術(shù)對(duì)各個(gè)裝配方案進(jìn)行模擬，選擇工程量少、施工進(jìn)度快、質(zhì)量高的設(shè)計(jì)方案。將確定的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，完成設(shè)計(jì)、繪制圖紙。

4.1.3 工程量統(tǒng)計(jì)

工程量直接決定了工程建設(shè)成本和生產(chǎn)周期，確保項(xiàng)目工程可以在合同標(biāo)準(zhǔn)下完工。在BIM 平臺(tái)中輸入材料信息、價(jià)格信息、構(gòu)件信息，即可得到項(xiàng)目或子項(xiàng)目建設(shè)成本，只要材料價(jià)格精準(zhǔn)，即可保證項(xiàng)目整體精度。在工程量計(jì)量中，BIM 的細(xì)化控制力非常強(qiáng)，可以將模型中每個(gè)參數(shù)都放入計(jì)量范圍內(nèi)，得出總項(xiàng)目、子項(xiàng)目的工程量，為后期造價(jià)管理奠定基礎(chǔ)。

4.1.4 構(gòu)件設(shè)計(jì)

構(gòu)件設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)非常重要，很多裝配式建筑之所以成本高、質(zhì)量差，主要是由于構(gòu)件設(shè)計(jì)精度較低、構(gòu)件信息不完善。借助BIM 平臺(tái)，分析各種規(guī)格構(gòu)件的參數(shù)，提出各種構(gòu)件選用、生產(chǎn)、使用標(biāo)準(zhǔn)[4]。

4.2 工程管理方面

4.2.1 造價(jià)管理

借助BIM 平臺(tái)計(jì)算工程的工程量，從而對(duì)每個(gè)子項(xiàng)目施工成本提出標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)施工成本管控。將BIM 軟件計(jì)算出的工程量以及成本估算值進(jìn)行共享，方便造價(jià)管理人員掌握成本信息。在造價(jià)管理方面，BIM 的成本數(shù)據(jù)局可以為管理人員提供相關(guān)信息，也可以借助大數(shù)據(jù)尋找工程類似信息，與本工程造價(jià)信息進(jìn)行對(duì)比，估算項(xiàng)目發(fā)生成本的上下限，避免受到人為因素影響出現(xiàn)較大的成本誤差。

4.2.2 質(zhì)量管理

BIM 軟件可以自動(dòng)生成裝配式建筑的建設(shè)流程（模擬施工方案），督促施工單位按照仿真模擬流程開展工作。還可以借助智能技術(shù)，如專家系統(tǒng)、模糊網(wǎng)絡(luò)，對(duì)現(xiàn)行工程裝配情況進(jìn)行評(píng)估，提出后續(xù)施工方案，施工小組參考模型施工流程開展工作，最大程度上降低施工失誤率[5]。

4.2.3 進(jìn)度管理

施工進(jìn)度與工程造價(jià)有著直接聯(lián)系，在BIM 模型中加入時(shí)間維度，構(gòu)建四維模型，可以仿真施工方案的建設(shè)流程，并計(jì)算出每個(gè)施工環(huán)節(jié)所需的時(shí)間。通過BIM 軟件自動(dòng)計(jì)算，如建材量、項(xiàng)目定額套用、構(gòu)件使用量、施工成本，根據(jù)計(jì)算結(jié)構(gòu)確定材料和構(gòu)件采購量，為工程后續(xù)建設(shè)做出充足準(zhǔn)備，更好地滿足施工進(jìn)度管理要求。

5 結(jié)語

綜上所述，裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM 技術(shù)，可以有效提高裝配式建筑以及預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)質(zhì)量、效率、精度，提高各項(xiàng)施工方案在實(shí)際應(yīng)用中的可行性，實(shí)現(xiàn)裝配式建筑的深化設(shè)計(jì)。同時(shí)，BIM 軟件不僅可以用于裝配式建筑設(shè)計(jì)方面，還可以輔助裝配式建筑項(xiàng)目管理，對(duì)質(zhì)量管理、進(jìn)度管理、成本管理提供信息支持，從而保證裝配式建筑順利實(shí)施。