BIM技術在裝配式建筑中的應用研究綜述

【摘要】對BIM在裝配式建筑設計階段的應用的研究很多，但在施工階段、運維階段的應用卻較少；對BIM在裝配式建筑中如何單點應用的研究很多，但如何貫穿全壽命周期的綜合應用卻較少；對BIM技術本身的應用的研究很多，但從企業(yè)的角度如何系統(tǒng)的應用BIM技術的戰(zhàn)略研究卻較少；對BIM技術單方面應用的研究很多，但在工程中如何有效地與其他技術結合的應用研究卻較少。而目前我國對BIM技術的了解還處于初級階段，裝配式建筑的實施又具有很強的技術性和專業(yè)性。所以，今后我國建筑業(yè)的發(fā)展不僅需要對BIM技術作深入的研究，而且還要著重培養(yǎng)這方面的專業(yè)技術人才。

【關鍵詞】BIM技術；裝配式建筑；應用

1、BIM技術

所謂的BIM技術，其實就是一種構建和應用建筑信息模型的數字信息技術。通過參數模型，BIM技術能夠完成各種建筑工程數據信息的整合，并完成項目建設過程中涉及的各種數據的分析，從而完成數字信息化立體模型的構建。作為一種仿真模擬建筑物的模型，該模型以建筑、施工、水暖、結構等全生命周期的各項信息數據為依據，可實現(xiàn)建筑物的仿真模擬，所以具有一定的協(xié)調性、優(yōu)化性和可視性，能夠在建筑設計和建造管理中得到應用。

2、BIM技術在預制裝配式建筑施工中的運用

2.1設計階段的應用

在傳統(tǒng)裝配式建筑設計階段，經常發(fā)生以下情況：由于建筑信息基于二維圖紙，但設計抽象、不直觀，使得信息在轉換、傳遞過程中，信息錯誤率增大；由于裝配式建筑所涉及的預制構件多，導致手工出圖、信息量大，進一步致使管理工作復雜，而一旦需要調整設計方案，各專業(yè)修改起來費時、費力；由于不同專業(yè)設計相互獨立，從而溝通困難，致使容易發(fā)生碰撞等沖突難以發(fā)現(xiàn)，增加了后期的風險。利用BIM標準化模型庫，構建建筑三維模型，使各專業(yè)數據產生鏈接。再加上BIM的碰撞檢查和自動糾錯功能，可以幫助找到各專業(yè)的設計沖突。使得建筑在設計階段就很清晰、直觀。同時也有利于信息的有效傳遞，減少設計變更提高設計效率，避免由于設計原因造成的資源浪費和成本增加。以下從BIM技術是以計算機三維數字模型為基礎，從建筑工程項目的初設到拆除的整個生命周期內，各個專業(yè)、各種相關信息的總集成的觀點出發(fā)。闡述了BIM技術在裝配式建筑設計階段、初步設計階段、施工圖設計階段、內裝修等各個階段協(xié)同設計的應用。參考文獻[1]中魏辰等在如何借助BIM技術實現(xiàn)裝配式建筑設計中的信息在產業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的有效傳遞做了深入研究。通過對裝配式建筑應用特點分析，以某項目為依托，闡述了基于BIM的模塊化設計、節(jié)點設計等在裝配式建筑中的關鍵應用。參考文獻[2]中蔣劍以一個實際工程為例，主要探討分析了BIM兩款代表設計軟件Revit、Tekla在工程中的具體應用與價值。

2.2在施工模擬中的運用

在預制裝配式建筑施工前，可以運用BIM技術進行施工過程的模擬，以便及時發(fā)現(xiàn)建筑施工中可能存在的問題，從而制定有效的解決方案。為此，還要運用BIM技術進行BIM模型的構建，并對相關構件的具體參數進行技術處理，以便對現(xiàn)有工程施工過程進行合理模擬。比如，在預制裝配式建筑構件吊裝的過程中，可以結合吊裝方案進行施工模擬。運用BIM技術，可以利用準確、生動的施工模擬動畫進行施工工藝流程的表達，并在模擬過程中發(fā)現(xiàn)問題和制定改進方案，從而為后續(xù)吊裝施工提供指導。在這一過程中，涉及到塔吊旋轉半徑范圍、運輸路線規(guī)劃等多種因素，需確保各因素能夠與其他施工環(huán)節(jié)相互聯(lián)系，以確保構件裝配質量。而運用BIM技術進行場地模型的構建，并對施工計劃與實際現(xiàn)場施工信息進行分析，則能完成吊裝路線的合理規(guī)劃，同時確認塔吊旋轉半徑范圍，進而使施工質量得到保證。在實際模擬施工過程時，可以使用NAVISWORKS2015軟件，并結合建筑結構模型、場地模型和施工計劃，得到具有時間屬性的施工模擬動畫，以確保施工人員能夠對施工工序有更加直觀的了解，并掌握各種施工細節(jié)。采取該種方法對標準層各預制構件和施工環(huán)節(jié)進行模擬，則能找到施工方案存在的缺陷，并對現(xiàn)有方案進行改進。

2.3生產安裝階段的應用

裝配式建筑中的生產、安裝環(huán)節(jié)即為施工階段。在該階段，因技術還不成熟，所涉及的部門、人員多，缺乏適于裝配式建筑的管理機制，致使存在較多潛在風險。因實際的施工進度受到廠商構件生產的效率、運輸方式等諸多因素的影響和制約，導致安裝過程中也會出現(xiàn)錯裝、漏裝、碰損等多種情況的情況出現(xiàn)；此外，還因相關專業(yè)人才的缺失，導致了裝配式建筑的制作、安裝環(huán)節(jié)都缺乏技術指導和專業(yè)性等情況屢見不鮮。將BIM運用于該階段，并與RFID、GIS技術等技術結合，可改善裝配式建筑施工階段的現(xiàn)狀。參考文獻[3]中討論了BIM與RFID技術在裝配式建筑施工過程中的應用問題，并對BIM-RFID系統(tǒng)推廣提出了可行性建議。從裝配式的施工含義入手，對BIM技術在施工中的應用方法做出探究。以實際工程為例，采用BIM技術模擬裝配式建筑施工全過程，并闡述了如何將BIM技術應用于裝配式建筑施工中，為工業(yè)化施工提供模擬和分析[。即在施工過程中，在原有BIM的3D模型基礎上建立4D模型，進行施工進度模擬，將實際進度與計劃進度對比，對整個進度進行把控，在保證質量的情況下不拖延工期。通過BIM與RFID技術結合，將生產、安裝階段無縫銜接，將由獨一無二標簽編碼的構件信息儲存在BIM信息庫中，可以對構件進行追蹤管理，對出現(xiàn)問題的構件做出及時決策，并進行反饋和快速更新，避免由于溝通不足、決策失誤等引起的管理混亂，降低潛在風險。通過BIM和GIS技術結合，對施工場地進行場地布置模擬，得到場地規(guī)劃報告，選出最好的場地規(guī)劃方案。減少材料的二次搬運，使吊裝效率提高，加快施工進度。

結論：

通過分析可以發(fā)現(xiàn)，BIM技術三維模型的參數化設計，實現(xiàn)了裝配式建筑設計的可視化，準確直觀地表達設計意圖，提高拆分及深化設計質量，減少設計容錯性，縮短設計周期，為后續(xù)構件生產、施工安裝的順利進行建立了很好的設計基礎。BIM技術應用實現(xiàn)裝配式建筑設計的集成化、可視化、優(yōu)化性，增強裝配式建筑產業(yè)化優(yōu)勢，促進我國建筑工業(yè)化的發(fā)展。

參考文獻：

[1]李榮.預制裝配式鋼結構助力民用建筑節(jié)能和產業(yè)化[N].中國建設報，2016-08-05（2）.

[2]熊誠.BIM技術在PC住宅產業(yè)化中的應用[J].住宅產業(yè)，2016（6）：16-20.

[3]潘毅群.實用建筑能耗模擬手冊.中國建筑工業(yè)出版社.2016.9.ISBN9787-112-15510-1.

[4]游戰(zhàn)清，劉克勝，張義強，吳谷.無限射頻識別技術（RFID）規(guī)劃與實施.北京：電子工業(yè)出版社.2016.