BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑施工中的運(yùn)用

李慶龍

摘 要：近年來，我國的科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，BIM技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，在建筑工程中，BIM技術(shù)也取得了很大的進(jìn)展。如今預(yù)制裝配式建筑無論在建設(shè)數(shù)量方面，或是在施工工藝方面均有所提升，其整體建筑質(zhì)量如何更是備受關(guān)注，將BIM技術(shù)應(yīng)用其中可以很好的改善傳統(tǒng)施工中存在的弊端。文章通過查閱相關(guān)資料，介紹了預(yù)制裝配式建筑，以及BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑施工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；預(yù)制裝備式建筑；建筑施工

1 引言

BIM技術(shù)是指以建筑、結(jié)構(gòu)、施工、暖通等生命周期的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立模擬建筑實(shí)體建立模型，對(duì)建筑工程的設(shè)計(jì)及施工方案進(jìn)行優(yōu)化，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題，保證設(shè)計(jì)與施工方案具有較高的可行性。為了加快工程建設(shè)進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)高效管理，需采用先進(jìn)的信息技術(shù)對(duì)工程信息進(jìn)行計(jì)算處理，從而使得工程設(shè)計(jì)與施工效果更加直觀，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題。

2 概念分析

2.1 BIM技術(shù)

BIM技術(shù)是依據(jù)工程相關(guān)參數(shù)建立模型，實(shí)現(xiàn)了工程信息的整合分析，可依據(jù)具體要求進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算與分析，最終建立建筑立體模型。BIM作為一種仿真模擬建筑物模型，將建筑結(jié)構(gòu)、施工等全生命周期的信息作為參考依據(jù)，實(shí)現(xiàn)建筑主體的仿真模擬。

2.2 預(yù)制裝配式建筑

預(yù)制裝配式建筑屬于新型建筑，近年來其在行業(yè)內(nèi)的發(fā)展情況十分可觀，很多城市建筑中均會(huì)優(yōu)先考慮此項(xiàng)目，且其秉承的是可持續(xù)發(fā)展理念，重視綠色材料的應(yīng)用，十分符合我國可持續(xù)發(fā)展理念、節(jié)能減排理念。如今城市土地可用面積越來越少，建筑項(xiàng)目的開展也顯得較為困難，而該建筑的實(shí)施可以很好的解決這一問題，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)建筑空間的靈活分隔，這是以往建筑中從未具備的優(yōu)勢。在正式施工前，施工單位會(huì)根據(jù)工程要求事先做好建筑構(gòu)件，施工時(shí)將構(gòu)件運(yùn)到現(xiàn)場，再進(jìn)行安裝、施工以及管理。值得注意的是構(gòu)件需要擁有良好彈性工作狀態(tài)，尤其是構(gòu)件連接部位，切勿存在裂縫、損傷等問題。

3 BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑施工中的應(yīng)用

3.1 優(yōu)化整體設(shè)計(jì)

以往的建筑設(shè)計(jì)中往往會(huì)存在一定的問題，但并不會(huì)對(duì)整體建設(shè)效果有太大的影響，然而該建筑卻需要整個(gè)設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出完善性、合理性以及科學(xué)性，誤差必須被控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。BIM的模擬功能、可視化功能可以幫助設(shè)計(jì)人員更清晰的看到設(shè)計(jì)中存在的問題，也可以通過與其他技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用來進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化工作。如建模后，其可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)預(yù)制構(gòu)件之間的模擬安裝，此時(shí)即使是再微小的漏洞都可以被發(fā)現(xiàn)，并根據(jù)實(shí)際情況來調(diào)整構(gòu)件之間的連接方式。

3.2 材料管理

在預(yù)制構(gòu)件進(jìn)入施工現(xiàn)場前，可以采用BIM技術(shù)對(duì)施工場地以及現(xiàn)有施工狀況進(jìn)行合理分析，制定構(gòu)件采購量的上限值。需要依據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況對(duì)不同階段預(yù)制構(gòu)件的使用量進(jìn)行合理推算，并且做好前期的材料準(zhǔn)備工作，避免現(xiàn)場構(gòu)件數(shù)量過多對(duì)施工造成不利影響，且反復(fù)運(yùn)輸，造成材料損壞。施工過程中若發(fā)生變更需對(duì)施工進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，則必須明確每個(gè)施工區(qū)域內(nèi)材料的使用量，并且嚴(yán)格控制。

3.3 場布管理

預(yù)制裝配建筑工程施工過程中需要注重材料的管控，設(shè)置合理的堆放空間，并且對(duì)構(gòu)件運(yùn)輸線路進(jìn)行合理規(guī)劃，有效保護(hù)設(shè)備與材料。同時(shí)，因建筑工程各施工環(huán)節(jié)是緊密相關(guān)的，所以需嚴(yán)格管控各施工環(huán)節(jié)，保證施工作業(yè)的連續(xù)性。由于施工現(xiàn)場有限，因此需嚴(yán)格控制現(xiàn)場材料的堆放量，為構(gòu)件安裝提供充足的空間。一般情況下，PC 構(gòu)件的堆放量需保持在1～1.5 層左右。為此，在構(gòu)件入場前需對(duì)現(xiàn)場材料的存放情況進(jìn)行調(diào)查，控制現(xiàn)場材料數(shù)量，可采用 BIM 技術(shù)建立現(xiàn)場模型，對(duì)編制的施工計(jì)劃和現(xiàn)場施工信息等進(jìn)行深入分析。

3.4 碰撞檢查

模型建成以后，可以利用TeklaStructures3D技術(shù)觀察宏觀模型，從而對(duì)整個(gè)工程加深理解，也可以觀察一個(gè)構(gòu)件甚至一個(gè)節(jié)點(diǎn)。預(yù)制裝配式混凝土住宅無論從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)乃至施工都必須精細(xì)化，如果鋼筋的位置出現(xiàn)了允許范圍之外的偏差，就會(huì)產(chǎn)生構(gòu)件對(duì)接不上的情況，特別是在預(yù)制柱和預(yù)制梁的節(jié)點(diǎn)區(qū)域。這個(gè)區(qū)域鋼筋比較密集，特別容易發(fā)生碰撞，一旦發(fā)生，就會(huì)給現(xiàn)場施工帶來極大的麻煩，無論是返回預(yù)制廠還是進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)整都可能會(huì)造成工期延誤、人工及材料的浪費(fèi)，甚至還會(huì)影響工程質(zhì)量。這個(gè)時(shí)候就需要利用TeklaStructures軟件自帶的“碰撞校核管理器”對(duì)鋼筋進(jìn)行碰撞檢查，檢查完成后，管理器會(huì)將所有碰撞的位置以對(duì)話框的形式全部列出來，包括碰撞對(duì)象的ID、碰撞類型、碰撞相關(guān)構(gòu)件等。

3.5 生產(chǎn)安裝階段的應(yīng)用

裝配式建筑中的生產(chǎn)、安裝環(huán)節(jié)即為施工階段。在該階段，因技術(shù)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(jī)制，致使存在較多潛在風(fēng)險(xiǎn)。因?qū)嶋H的施工進(jìn)度受到廠商構(gòu)件生產(chǎn)的效率、運(yùn)輸方式等諸多因素的影響和制約，導(dǎo)致安裝過程中也會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)裝、漏裝、碰損等多種情況的情況出現(xiàn)；此外，還因相關(guān)專業(yè)人才的缺失，導(dǎo)致了裝配式建筑的制作、安裝環(huán)節(jié)都缺乏技術(shù)指導(dǎo)和專業(yè)性等情況屢見不鮮。將BIM運(yùn)用于該階段，并與RFID、GIS技術(shù)等技術(shù)結(jié)合，可改善裝配式建筑施工階段的現(xiàn)狀。從裝配式的施工含義入手，對(duì)BIM技術(shù)在施工中的應(yīng)用方法做出探究。以實(shí)際工程為例，采用BIM技術(shù)模擬裝配式建筑施工全過程，并闡述了如何將BIM技術(shù)應(yīng)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(chǔ)上建立4D模型，進(jìn)行施工進(jìn)度模擬，將實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度對(duì)比，對(duì)整個(gè)進(jìn)度進(jìn)行把控，在保證質(zhì)量的情況下不拖延工期。通過BIM與RFID技術(shù)結(jié)合，將生產(chǎn)、安裝階段無縫銜接，將由獨(dú)一無二標(biāo)簽編碼的構(gòu)件信息儲(chǔ)存在BIM信息庫中，可以對(duì)構(gòu)件進(jìn)行追蹤管理，對(duì)出現(xiàn)問題的構(gòu)件做出及時(shí)決策，并進(jìn)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(fēng)險(xiǎn)。通過BIM和GIS技術(shù)結(jié)合，對(duì)施工場地進(jìn)行場地布置模擬，得到場地規(guī)劃報(bào)告，選出最好的場地規(guī)劃方案。減少材料的二次搬運(yùn)，使吊裝效率提高，加快施工進(jìn)度。

3.6 BIM技術(shù)在裝配式建筑施工建造階段的應(yīng)用

在裝配式建筑施工階段，BIM技術(shù)的主要應(yīng)用價(jià)值有以下方面：第一，能夠隨預(yù)制構(gòu)件的庫存和現(xiàn)場管理進(jìn)行改善。在實(shí)際的施工現(xiàn)場構(gòu)件找不到或者構(gòu)件找錯(cuò)等情況是時(shí)有發(fā)生的，所以只有嚴(yán)格對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行管理才可以防止此類事件的發(fā)生。而在這個(gè)階段利用BIM技術(shù)和RFID技術(shù)的有效結(jié)合，就可以對(duì)這些構(gòu)件實(shí)時(shí)追蹤控制。它們結(jié)合的優(yōu)勢就在于獲得信息準(zhǔn)確且傳遞速度快，能夠減少人工引起的誤差；第二，利用5D施工模擬對(duì)施工、成本計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)工程質(zhì)量的進(jìn)度進(jìn)行控制。基于3D-BIM模型，又引入了時(shí)間和資源維度形成5D-BIM模型，以此來對(duì)裝配式建筑的各種資源投入情況和整個(gè)施工過程進(jìn)行模擬，形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的施工規(guī)劃。另外在模擬的過程中，對(duì)原有的施工規(guī)劃存在的問題進(jìn)行優(yōu)化，避免工期延長和成本增加。5D-BIM模擬還可以使整個(gè)項(xiàng)目的施工流程和成本資源的投入更加直觀的展現(xiàn)在施工人員和技術(shù)人員面前。

4 結(jié)語

綜上所述，研究關(guān)于BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑施工中的運(yùn)用方面的內(nèi)容具有十分重要的意義，其不僅關(guān)系到施工質(zhì)量方面，也與成本控制、資源節(jié)約方面息息相關(guān)。如今建筑行業(yè)的發(fā)展迎來了更大的空間，且在建筑類型方面也實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新，預(yù)制裝配式建筑即為其中之一，因其獨(dú)特的施工理念使得其在當(dāng)代社會(huì)受到了更多關(guān)注。然而很多傳統(tǒng)施工技術(shù)卻難以在此方面發(fā)揮作用，直到BIM技術(shù)的應(yīng)用，才使得此方面問題得以緩解。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郭志勇，游成林.BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑項(xiàng)目場地平面布置中的應(yīng)用[J].綠色建筑，2017（1）：20～21.