BIM在預(yù)制建筑中的應(yīng)用探索

申建紅 肖保存 姜艷

【摘要】預(yù)制建筑技術(shù)作為未來建筑技術(shù)發(fā)展趨勢之一，它的技術(shù)水平也是衡量一個國家或地區(qū)建筑業(yè)發(fā)展水平的重要標志。使用預(yù)制建筑具有諸多優(yōu)點：施工速度快、工程質(zhì)量高、可持發(fā)展等。但在其應(yīng)用過程中，存在著諸多制約因素。當前，信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，加快推進了建筑業(yè)生產(chǎn)方式和發(fā)展模式的深刻變革。尤其是近年來BIM技術(shù)的應(yīng)用推廣，為工程項目各方帶來的前景不可估量，本文就BIM技術(shù)在預(yù)制建筑的應(yīng)用展開探討，為預(yù)制建筑在設(shè)計、建造、運營維護中遇到的諸多問題提供解決的思路。

【關(guān)鍵詞】預(yù)制建筑;信息技術(shù);BIM技術(shù);工程項目

Exploration?of?the?application?of?BIM?in?prefbricated?buildings

Shen?Jian-hong，Xiao?Bao-cun，Jiang?Yan

（School?of?Management，?Qingdao?Technological?University，?Qingdao?266520，?China）

Abstract：?As?one?of?the?future?development?trends?of?the?building?technology，?precast?concrete?buildings?technical?level?represents?the?AEC?industry?development?level?of?the?country?or?region.?Precast?concrete?building?has?many?advantages：?accelerating?construction?speed，?enhancing?construction?quality?and?improving?sustainable?development.?However，?there?are?some?constraints?in?the?application?process?of?prefabricated?building.?Currently，?the?development?and?application?of?information?technology?is?accelerating?the?construction?industrials?transform?in?production?and?development?model，?especially?the?popularizing?of?BIM?technology?in?recent?years，?which?brought?immeasurable?benefits?for?the?project?parties.?In?this?paper，?a?combined?application?between?BIM?technology?and?prefabricated?buildings?are?discussed?and?a?method?to?solve?the?design，?construction，?operation?and?maintenance?problem?in?prefabricated?building?we?encountered?are?provided.

Key?Words：?Prefabricated?buildings;?Information?Technology;BIM（Building?Information?Modeling）technology;?Project

1引言

預(yù)制建筑作為當前國際住宅建筑發(fā)展的主流，起源于上世紀四十年代歐美等發(fā)達國家。法國、日本、瑞典、丹麥、美國是最具典型的國家，其發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段：第一階段是預(yù)制建筑形成的初期階段，二戰(zhàn)后歐洲大部分國家，出現(xiàn)了住宅緊缺，亟待通過發(fā)展預(yù)制建筑解決這一問題;第二階段是預(yù)制建筑的發(fā)展期，在住宅緊缺得到初步解決后，開始逐步追求預(yù)制建筑的質(zhì)量和性價比;第三階段是預(yù)制建筑的成熟期，隨著建筑相關(guān)技術(shù)的不斷完善，降低住宅的物耗和環(huán)境負荷、發(fā)展資源循環(huán)型住宅成為當前的主導(dǎo)方向。早在上世紀五十年代，我國就開始發(fā)展預(yù)制建筑，盡管期間出現(xiàn)了相當長一段時間的停滯期，但其仍產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟和社會效益。由于預(yù)制建筑在建筑可持續(xù)化發(fā)展中具有不可替代的作用，國家在近些年相繼出臺多項相關(guān)政策和法律法規(guī)，為預(yù)制建筑在我國的發(fā)展提供了良好的外部環(huán)境。

圖3?碰撞檢查???????????????????????????????????圖4?碰撞報告

4.2?預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段BIM的應(yīng)用

預(yù)制構(gòu)件設(shè)計完成后交由生產(chǎn)廠家進行生產(chǎn)。通過傳統(tǒng)的二維設(shè)計圖紙表現(xiàn)形式，盡管設(shè)計院與生產(chǎn)廠家之間會進行圖紙設(shè)計意圖交底，但是設(shè)計人員在交底時很難將設(shè)計意圖完整的呈現(xiàn)給生產(chǎn)技術(shù)人員，導(dǎo)致構(gòu)件的生產(chǎn)出現(xiàn)錯誤。生產(chǎn)廠家根據(jù)設(shè)計模型對所需構(gòu)件進行細節(jié)化設(shè)計與制造對圖紙所進行的細化也不能及時反饋給設(shè)計院，以檢驗構(gòu)件細化的合理性。

在預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)中，運用BIM技術(shù)，生產(chǎn)操作人員更容易正確理解設(shè)計人員的設(shè)計意圖，便于機械化的生產(chǎn)和加工。當前，這種自動化的生產(chǎn)模式已經(jīng)在鋼結(jié)構(gòu)加工與制造、金屬板制造等方面成功的運用，從而生產(chǎn)出高質(zhì)量的預(yù)制構(gòu)件、幕墻制品等。這種模式方便于預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠家根據(jù)設(shè)計模型對所需構(gòu)件進行細節(jié)化的設(shè)計與制造，通過BIM云技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)廠家與設(shè)計院在模型上的實時對接，準確性高且縮減了造價與工期[5]。如圖5所示，在Autodesk?Navisworks軟件中展現(xiàn)的墻體預(yù)制構(gòu)件的參數(shù)化模型，包含了鋼筋、墻體材料、強弱電的所有信息，如圖6所示，直觀的展現(xiàn)了墻內(nèi)部的各種信息，包括鋼筋、各種管線等，為構(gòu)件的標準化生產(chǎn)提供了更精確的信息。

圖5?墻預(yù)制構(gòu)件????????????????????????????????圖6?墻內(nèi)構(gòu)件詳圖

4.3?預(yù)制建筑施工階段BIM的應(yīng)用

在預(yù)制混凝土建筑的施工過程中，進行虛擬施工，有效協(xié)同。工程項目參與各方都可以對工程項目的各方面信息有詳細的了解，利用三維可視化的參數(shù)化模型，再加上時間維度，可以進行虛擬施工，對施工資源進行動態(tài)管理，將施工計劃與實際進展實時快速進行對比，優(yōu)化調(diào)整施工方案。對預(yù)制構(gòu)件在現(xiàn)場的運輸，吊裝以及現(xiàn)場安裝進行模擬，在施工之前及時發(fā)現(xiàn)問題，根據(jù)模擬情況做出調(diào)整，從而對材料的運輸堆放安排、建筑機械的行進路線和操作空間、土建工程的施工順序、設(shè)備管線的安裝調(diào)試等施工安裝方案的優(yōu)化。

4.4預(yù)制建筑運營維護階段BIM的應(yīng)用

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，各種設(shè)備的日常維修工作日趨擬人化，建筑信息模型的構(gòu)件內(nèi)可添加海量的設(shè)備設(shè)施技術(shù)參數(shù)，BIM信息技術(shù)的應(yīng)用可以將各設(shè)備的精確位置和相關(guān)參數(shù)信息反映到三維模型中。運營方能夠?qū)Y產(chǎn)設(shè)備的所處位置有準確的定位。如圖7所示，利用BIM技術(shù)可以根據(jù)需要定位到需要查詢的位置，點擊設(shè)備模型即可查看相關(guān)的設(shè)備詳細信息，省去了以往翻看大量文字和二維圖紙資料的時間，并且利用BIM技術(shù)基于維護成本進行評估分析，給出不同的維護方案，從而提高設(shè)備設(shè)施維護效率，優(yōu)化維護方案，降低維護成本。

圖7?管線定位????????????????????????????圖8?項目內(nèi)空間模擬

如圖8所示，BIM模型可以一目了然的呈現(xiàn)出建筑物內(nèi)部所有的空間位置，使救援人員在最短的時間獲得建筑物內(nèi)部實時的空間信息。利用BIM及相應(yīng)災(zāi)害分析模擬軟件模擬災(zāi)害發(fā)生的過程，有針對性的制定避免災(zāi)害發(fā)生的措施，以及災(zāi)害發(fā)生后人員疏散、救援的應(yīng)急預(yù)案，從而真實地反映出疏散過程中可能出現(xiàn)的各種情況。BIM技術(shù)相關(guān)軟件還可以自動生成包含疏散過程的詳細數(shù)據(jù)，從而輔助項目組分析，調(diào)整疏散路徑，優(yōu)化疏散方案。

5結(jié)語

BIM技術(shù)的應(yīng)用在建筑行業(yè)中有不可抵擋之勢，從目前國內(nèi)外的應(yīng)用來看，它為建設(shè)項目的上下游行業(yè)帶來的觀念以及實際效益上的改變有目共睹。住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展有利于提高工作效率、推進建筑節(jié)能和提高住宅的綜合性能，而作為綠色可持續(xù)建造方式的預(yù)制建筑，政府和行業(yè)人員正在大力推廣。預(yù)制建筑沒有?BIM?也可以做，并不是只有用?BIM?才能做，而是用了?BIM?之后可以更加準確、更加經(jīng)濟、更加安全。通過本文中已述方法的應(yīng)用探索，可實現(xiàn)BIM與預(yù)制裝配式建筑的創(chuàng)新結(jié)合，體現(xiàn)當前行業(yè)內(nèi)的又一研究創(chuàng)新點。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和我們的共同努力，BIM技術(shù)在預(yù)制建筑中將會有更廣泛的應(yīng)用。

【參考文獻】

[1]?Arayici，?Y.，?Coates，?P.，?Koskela，?L.，?Kagioglou，?M.，?Usher，?C.?and?O'Reilly，?K.?（2011）.?“Technology?adoption?in?the?BIM?implementation?for?lean?architectural?Automation?in?Construction”，?20（2），?189–19.

[2]?何關(guān)培，葛文蘭等.BIM第二維度—項目不同參與方的BIM應(yīng)用[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[3]?任江，吳小員等.?BIM，數(shù)據(jù)集成驅(qū)動可持續(xù)設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2014.

[4]?張建平.BIM在工程施工中的應(yīng)用[J].中國建設(shè)信息，2012，10（20）：18-21.

[5]?王珺.BIM理念及BIM軟件在建設(shè)項目中的應(yīng)用研究[D].西南交通大學(xué)，2011.