BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式住宅設(shè)計(jì)及其綠色施工中的應(yīng)用分析

文/黃浩賢 恒大集團(tuán)珠三角公司 廣東廣州 510620

綠色施工踐行可持續(xù)發(fā)展理念，堅(jiān)持在施工過程中實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的平衡。關(guān)于綠色施工所遵循的原則，包括降低施工過程對(duì)周圍環(huán)境的影響、規(guī)避施工過程對(duì)周圍植被及地貌的破壞、提升施工過程中的能源使用率、控制施工過程中的材料使用效率等內(nèi)容。

1、BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1.1 在前期規(guī)劃的應(yīng)用

在建筑前期規(guī)劃中，BIM技術(shù)有多種用途，可從場(chǎng)地風(fēng)環(huán)境模擬分析、場(chǎng)地模型日照分析、建筑形體布局分析等方面論述。例如，場(chǎng)地風(fēng)環(huán)境模擬分析。在初步分析場(chǎng)地后，就可建立數(shù)據(jù)模型，隨之將該模型導(dǎo)入相關(guān)流體力學(xué)軟件，以進(jìn)行風(fēng)環(huán)境模擬分析。例如，場(chǎng)地模型日照分析。選用Protect進(jìn)行模擬，可標(biāo)示建筑適宜朝向范圍、不適宜朝向范圍、最佳朝向角度等內(nèi)容，以確定建筑的最佳朝向。例如，建筑形體布局分析。整合模擬所得數(shù)據(jù)，就可進(jìn)行方案間的對(duì)比，以分析建筑形式的優(yōu)缺點(diǎn)，并最終確定建筑形體布局，也可為深化設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。

1.2 在方案設(shè)計(jì)的應(yīng)用

應(yīng)用BIM技術(shù)，可有效提升設(shè)計(jì)效率，諸多優(yōu)化手段可促進(jìn)方案比選。為保證設(shè)計(jì)策略的針對(duì)性，還可結(jié)合綠色建筑理念，進(jìn)行各專業(yè)領(lǐng)域的溝通，最大程度地規(guī)避設(shè)計(jì)失誤問題。具體而言，關(guān)于方案比選，可利用BIM技術(shù)分析各個(gè)方案的工程造價(jià)、建筑造型等內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)方案的選擇。例如，戶型面積控制，可利用BIM模塊進(jìn)行體塊推敲，以反映不同功能空間的面積，隨之建筑師可依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整[1]?？剂烤G色建筑的標(biāo)準(zhǔn)，可將BIM模型導(dǎo)入相關(guān)軟件，如生態(tài)節(jié)能分析軟件Ecotect，以進(jìn)行能耗模擬分析，使住宅具備可持續(xù)、低能耗的特質(zhì)。

1.3 在方案深化的應(yīng)用

當(dāng)住宅方案確定后，應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，以完善模型搭建工作，促進(jìn)指導(dǎo)性施工進(jìn)程。例如，依據(jù)構(gòu)件模型，預(yù)制構(gòu)件工廠及現(xiàn)場(chǎng)施工可順利開展工作。在BIM模型的拆分環(huán)節(jié)，尤其要注重構(gòu)件的劃分，這也是預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。在BIM技術(shù)支持下，預(yù)制構(gòu)件廠可與各專業(yè)在同一平臺(tái)上達(dá)成一致意見，如此構(gòu)件模型就可科學(xué)轉(zhuǎn)化為構(gòu)件實(shí)體。依托BIM軟件，還可建立預(yù)制構(gòu)件模型庫，為預(yù)制構(gòu)件工廠的生產(chǎn)提供標(biāo)準(zhǔn)，也可在數(shù)據(jù)庫中選擇適當(dāng)預(yù)制構(gòu)件，以進(jìn)一步優(yōu)化方案模型。此外，依據(jù)BIM技術(shù)，可對(duì)相關(guān)軟件進(jìn)行開發(fā)，使之具備預(yù)制構(gòu)件的自動(dòng)配筋功能，并由構(gòu)件模型直接生成圖紙，使每個(gè)構(gòu)件均有專屬編碼。關(guān)于預(yù)制構(gòu)件連接，可利用結(jié)構(gòu)模型軟件Tekla Structures，發(fā)揮其參數(shù)化節(jié)點(diǎn)功能及圖紙導(dǎo)出功能。

1.4 在協(xié)同設(shè)計(jì)的應(yīng)用

依托共同的BIM平臺(tái)，各專業(yè)可共享信息，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目協(xié)作，如水暖電等專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)。為完成項(xiàng)目目標(biāo)，項(xiàng)目組應(yīng)創(chuàng)建完整的項(xiàng)目信息及文檔，以便項(xiàng)目組成員查看及使用，并將后期收集的信息加以分析，實(shí)現(xiàn)與各專業(yè)的信息共享，使各專業(yè)及時(shí)調(diào)整、即時(shí)交流。例如，依托BIM技術(shù)的碰撞檢查，可協(xié)調(diào)各專業(yè)的矛盾，有利于項(xiàng)目設(shè)計(jì)的優(yōu)化。關(guān)于協(xié)同設(shè)計(jì)，不僅是設(shè)計(jì)各方協(xié)同，設(shè)計(jì)單位與施工企業(yè)、三維設(shè)計(jì)及二維設(shè)計(jì)等也應(yīng)協(xié)同，以實(shí)現(xiàn)信息在建筑全生命周期的傳遞，有效規(guī)避工程變更問題。此外，在BIM平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息共享的同時(shí)，應(yīng)保證信息的安全性，如BIM構(gòu)件庫關(guān)系企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，不能隨意拷貝。

2、BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式住宅綠色施工中的應(yīng)用

2.1 施工進(jìn)度控制

綠色建筑產(chǎn)業(yè)是恒大將來的戰(zhàn)略方向之一，依托恒大的相關(guān)技術(shù)要求，BIM平臺(tái)可發(fā)揮出極大的技術(shù)集成效應(yīng)，并推動(dòng)綠色施工進(jìn)度控制信息化。關(guān)于BIM技術(shù)對(duì)施工進(jìn)度的控制，可從輔助制定項(xiàng)目計(jì)劃、施工計(jì)劃調(diào)整等方面分析。例如，輔助制定項(xiàng)目計(jì)劃。BIM技術(shù)可構(gòu)建模擬施工的4D模型，以4D模型為指導(dǎo)，項(xiàng)目參與方可明確各階段施工工序的內(nèi)容及進(jìn)度，并排查工期延誤情況，以優(yōu)化施工計(jì)劃。例如，施工計(jì)劃調(diào)整。受不可控因素影響，施工進(jìn)度常出現(xiàn)與原計(jì)劃的偏差，而施工方可對(duì)項(xiàng)目進(jìn)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并運(yùn)用紅外掃描、拍照等手段采集相關(guān)信息。如此，依托BIM平臺(tái)，就可生成實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度的對(duì)比圖，而項(xiàng)目參與方可在可視化數(shù)據(jù)平臺(tái)上商討解決方案。

2.2 施工安全管理

踐行房地產(chǎn)綠色經(jīng)營管理，恒大就要保證工程建設(shè)符合社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益。為提升綠色施工效益與效率，應(yīng)保證施工安全。在實(shí)際施工中，項(xiàng)目組可依托BIM技術(shù)進(jìn)行施工安全管理，以控制施工環(huán)境中多變的安全影響因素，如觸電、高處墜落、物體打擊、坍塌等。具體而言，以此為依據(jù)，施工現(xiàn)場(chǎng)可劃分安全區(qū)域，并將相關(guān)信息輸入BIM模型，而4D施工模擬就可模擬施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，以提前判別安全隱患，并采取措施加以規(guī)避。例如，依托BIM技術(shù)，可運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件進(jìn)行腳手架的虛擬搭建，并實(shí)現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計(jì)[2]。關(guān)于安全質(zhì)量管理，依托BIM平臺(tái)，施工及監(jiān)理方可將質(zhì)檢及安全數(shù)據(jù)導(dǎo)入BIM模型，并將之關(guān)聯(lián)施工節(jié)點(diǎn)及構(gòu)件，如此就可集成項(xiàng)目整體信息模型，隨之生成工程質(zhì)量安全統(tǒng)計(jì)分析表格。

2.3 工程變更管理

踐行“科技創(chuàng)新，打造綠色住宅建筑”的發(fā)展戰(zhàn)略，恒大應(yīng)致力于科技創(chuàng)新、科技攻關(guān)，以解決工程中的實(shí)際問題。在項(xiàng)目施工中，工程變更較為常見，做好工程變更管理，可極大地加快工程進(jìn)度、降低造價(jià)、改善建筑質(zhì)量。依托BIM平臺(tái)，工程變更管理更為便捷高效。具體而言，若工程因設(shè)計(jì)改變出現(xiàn)變更，只需修改BIM模型，其他圖紙數(shù)據(jù)也隨之更新，有效提升工程管理效率。在傳統(tǒng)模式下，若工程出現(xiàn)變更，還需考慮施工預(yù)算、合同價(jià)款等問題。而BIM模型可直接生成變更數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表，加之BIM竣工模型也可詳細(xì)記錄工程變更數(shù)據(jù)，極大地便利了工程造價(jià)結(jié)算。

結(jié)論：

綜上所述，為踐行房地產(chǎn)綠色經(jīng)營管理，應(yīng)在預(yù)制裝配式住宅的工程實(shí)踐中探究BIM技術(shù)應(yīng)用。本文具體分析了預(yù)制裝配式住宅工程建設(shè)最優(yōu)方案的設(shè)計(jì)過程，論述了Protect模擬、預(yù)制構(gòu)件的自動(dòng)配筋功能、BIM技術(shù)的碰撞檢查等方案設(shè)計(jì)內(nèi)容，并結(jié)合模擬施工4D模型、BIM模型修改等，提出了施工進(jìn)度控制、施工安全管理等措施。