預(yù)制裝配式建筑施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用探究

范天均

摘 要：當(dāng)前，隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快，促使建筑行業(yè)也得到了較為快速的發(fā)展。與此同時，復(fù)雜結(jié)構(gòu)的建筑工程項(xiàng)目，也隨著科技的進(jìn)步而顯著增多。而BIM技術(shù)作為現(xiàn)階段應(yīng)用于建筑行業(yè)中的常見技術(shù)形式，對建筑質(zhì)量與施工工期的促進(jìn)效果極佳，尤其對于預(yù)制裝配式建筑，BIM技術(shù)所體現(xiàn)出的優(yōu)勢及價(jià)值也更為明顯。對此，本文簡要闡述了BIM技術(shù)與預(yù)制裝配式建筑的概念，并進(jìn)一步探討了預(yù)制裝配式建筑施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用。旨在通過本文的分析與研究，能夠?yàn)槲覈ㄖ袠I(yè)的可持續(xù)發(fā)展，做出相應(yīng)的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：預(yù)制裝配式建筑；BIM技術(shù)；施工應(yīng)用

1 前言

預(yù)制裝配式建筑作為建筑工程結(jié)構(gòu)形式的重要類別，隨著建筑工程施工管理水平的日漸提升，以及BIM技術(shù)的普遍應(yīng)用，而得到到更為顯著的成長與發(fā)展。眾所周知，在預(yù)制裝配式建筑施工中應(yīng)用BIM技術(shù)，不僅能夠提高此類建筑結(jié)構(gòu)形式的施工品質(zhì)，更能有效避免設(shè)計(jì)與施工中問題的生成。對此，本文對預(yù)制裝配式建筑施工中的BIM技術(shù)的應(yīng)用，做出了細(xì)致的分析與研究，這對于現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)建與發(fā)展，都將起到極大的參考與借鑒作用。

2 BIM技術(shù)與預(yù)制裝配式建筑概述

2.1 BIM技術(shù)

BIM技術(shù)是建筑信息模型的簡稱，其是以建筑工程項(xiàng)目中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)，通過數(shù)字信息仿真技術(shù)進(jìn)行建筑模型的模擬構(gòu)建，并真實(shí)呈現(xiàn)出建筑物所具有的各類真實(shí)信息。現(xiàn)階段，隨著BIM技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目中應(yīng)用的愈加廣泛與深入，如工程監(jiān)理、設(shè)備管理、數(shù)字加工以及工程管理等與建筑工程項(xiàng)目相關(guān)的職能與功用，均可通過建造信息模型予以實(shí)現(xiàn)。由此，也能概括出建筑信息模型技術(shù)所具有的多樣化特性，即信息的完備性、關(guān)聯(lián)性與一致性、模擬性、優(yōu)化性以及突出的可視化等特點(diǎn)。

2.2 預(yù)制裝配式建筑

所謂預(yù)制裝配式建筑即是一類在工廠生產(chǎn)預(yù)制出梁、板、柱以及外墻等建筑構(gòu)件，并通過后期的養(yǎng)護(hù)、驗(yàn)收、運(yùn)輸以及安裝等流程，所構(gòu)成的區(qū)別于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的建筑。此類預(yù)制裝配式建筑，可由建筑材料或使用功能等進(jìn)行精細(xì)化劃分。例如：依照建筑材料的差異性，可將其劃分成預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑或鋼筋混凝土建筑；而依照使用功能的差異性，則可將其劃分成預(yù)制裝配式工業(yè)建筑或民用建筑。此種預(yù)制裝配式建筑所應(yīng)用到的建筑構(gòu)件等，基本由生產(chǎn)車間加工完成，僅在施工現(xiàn)場進(jìn)行裝配作業(yè)，從而導(dǎo)致其不受現(xiàn)澆混凝土限制，致使現(xiàn)澆作業(yè)量大幅降低，且其施工速度遠(yuǎn)高于鋼結(jié)構(gòu)建筑。同時，預(yù)制裝配式建筑既可增加建筑外觀造型的復(fù)雜性，又可免于防火施工、搭架外裝修以及打底粉光的作業(yè)程序。并且，預(yù)制裝配式建筑符合綠色建筑的特性需求標(biāo)準(zhǔn)，具有較高的應(yīng)用性價(jià)比。

3 預(yù)制裝配式建筑施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用

3.1 在施工模擬中的應(yīng)用

在進(jìn)行預(yù)制裝配式建筑工程施工前，通過應(yīng)用BIM技術(shù)可進(jìn)行施工過程的模擬作業(yè)，由此便能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)存在于建筑施工中的各類問題，進(jìn)而可制定出相應(yīng)的解決方案，避免此類問題的發(fā)生。例如：在應(yīng)用吊裝機(jī)對預(yù)制裝配式建筑的生產(chǎn)構(gòu)件實(shí)施吊裝作業(yè)時，可通過BIM技術(shù)對吊裝作業(yè)及吊裝方案進(jìn)行施工模擬，通過生動、形象以及精確的模擬動畫或動態(tài)圖，實(shí)際模擬整體吊裝過程，若吊裝高度、構(gòu)件質(zhì)量、塔吊旋轉(zhuǎn)半徑以及起吊路線等數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)錯誤，導(dǎo)致與實(shí)際吊裝存在差異，便能及時進(jìn)行改進(jìn)方案的制定，進(jìn)而為后續(xù)吊裝施工做出明確的操作技術(shù)指導(dǎo)。在此過程中，模擬流程與實(shí)際施工環(huán)節(jié)間應(yīng)緊密關(guān)聯(lián)，才能以此確保構(gòu)件裝配作業(yè)的質(zhì)量與安全等符合施工要求標(biāo)準(zhǔn)。同時，運(yùn)用BIM技術(shù)還可構(gòu)建出施工場地模型，而通過前期地質(zhì)勘查、土質(zhì)采樣、區(qū)域規(guī)劃以及施工計(jì)劃等數(shù)據(jù)信息所構(gòu)建起來的場地模型，可對施工現(xiàn)場的各類施工信息進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，從而設(shè)定出吊裝作業(yè)所涉及到的吊裝高度、塔吊旋轉(zhuǎn)半徑以及起吊路線等精確數(shù)據(jù)信息。此外，在進(jìn)行模擬作業(yè)時，也能夠利用NAVISWORK2016軟件，將施工計(jì)劃、場地模型以及建筑結(jié)構(gòu)模型等進(jìn)行有效結(jié)合，從而獲取到具備時間屬性的施工模擬動畫。此時，便可對施工流程及施工人員的操作情況，做出進(jìn)一步的改良與設(shè)定，以此確保預(yù)制裝配式建筑的施工完善性。

3.2 在構(gòu)件制造中的應(yīng)用

預(yù)制裝配式建筑的構(gòu)件生產(chǎn)時，也可通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，來提升構(gòu)件制造的質(zhì)量。首先，將建筑工程施工進(jìn)度數(shù)據(jù)輸入至BIM數(shù)據(jù)庫，并依照編碼對預(yù)制裝配式建筑工程中應(yīng)用到的各類構(gòu)件進(jìn)行的設(shè)定。其次，通過BIM數(shù)據(jù)庫將核算后的構(gòu)件數(shù)據(jù)信息做讀取處理，以此獲取到針對特定預(yù)制裝配式建筑工程項(xiàng)目的構(gòu)件生產(chǎn)信息。再次，應(yīng)用BIM技術(shù)導(dǎo)出數(shù)據(jù)庫中構(gòu)件生產(chǎn)過程中所需的質(zhì)檢信息與流程信息，并將此類數(shù)據(jù)信息形成文本文件，交付給施工現(xiàn)場的技術(shù)人員及施工人員使用，而通過此類信息的對照性應(yīng)用，施工人員也能夠由此保證施工質(zhì)量。最后，構(gòu)件生產(chǎn)制造過程中，在構(gòu)件內(nèi)安裝RFID芯片并利用讀寫設(shè)備，對構(gòu)件內(nèi)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效的采集與傳輸，使各類預(yù)制構(gòu)件能夠做到準(zhǔn)確的生產(chǎn)及配送，為施工現(xiàn)場的安裝工作奠定下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.3 在現(xiàn)場施工中的應(yīng)用

在預(yù)制裝配式建筑工程的現(xiàn)場施工時，通過對BIM技術(shù)可視化特點(diǎn)的運(yùn)用，能夠保證施工的準(zhǔn)確性得以提升。預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)施工中，對于構(gòu)件的連接與安裝有著極為精確的要求標(biāo)準(zhǔn)，而通過BIM技術(shù)的運(yùn)用，便可將較易出現(xiàn)偏差、位移以及連接性存在差異的構(gòu)件做放大展示處理，使各個構(gòu)件均能夠達(dá)成節(jié)點(diǎn)連接的目標(biāo)。

將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑材料的管理工作中，也能有效實(shí)現(xiàn)材料的科學(xué)化管理。一方面，通過BIM技術(shù)能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場的場地情況做出細(xì)致的分析，并可由此制定出針對此項(xiàng)建筑工程項(xiàng)目的事前計(jì)劃，以及構(gòu)件采購數(shù)量的準(zhǔn)確評估。同時，在將BIM技術(shù)與現(xiàn)場實(shí)際需求有效結(jié)合后，更能夠?qū)Ω鱾€施工環(huán)節(jié)中所應(yīng)用到的預(yù)制構(gòu)件數(shù)量進(jìn)行快速的測算，以此降低因材料的二次搬運(yùn)所產(chǎn)生的人工成本。另一方面，當(dāng)預(yù)制裝配式建筑工程項(xiàng)目因故需調(diào)整工期或進(jìn)度時，利用BIM技術(shù)便可對施工現(xiàn)場的實(shí)際施工情況做出準(zhǔn)確分析，再結(jié)合施工計(jì)劃與材料的應(yīng)用程度，制定出施工場地各個區(qū)域?qū)Σ牧系膽?yīng)用計(jì)劃，不僅無需花費(fèi)大量人力物力予以清點(diǎn)核算，更能確保安裝施工的有序進(jìn)行。并且，在預(yù)制裝配式建筑工程項(xiàng)目驗(yàn)收階段，通過對BIM技術(shù)的應(yīng)用，也能夠進(jìn)行構(gòu)件與材料使用情況的事后盤點(diǎn)，并能夠結(jié)合施工計(jì)劃中的材料用量，與實(shí)際施工材料的用量進(jìn)行差異化對比分析，從而做到對施工環(huán)節(jié)中應(yīng)用的材料進(jìn)行科學(xué)管理。除此之外，通過對BIM技術(shù)的應(yīng)用，也能對預(yù)制構(gòu)件模型及現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行兩者的碰撞檢測，進(jìn)而測定出施工結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件位置能否出現(xiàn)與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工發(fā)生沖突的情況。并且，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)信息，施工人員便可對現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工中的模板固定方式、固定位置以及構(gòu)件預(yù)設(shè)位置等進(jìn)行及時、準(zhǔn)確的調(diào)整，以此確保預(yù)制裝配式建筑工程項(xiàng)目施工的順利進(jìn)行。

4 結(jié)語

綜上所述，通過BIM技術(shù)能夠?qū)︻A(yù)制裝配式建筑的整體作業(yè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精細(xì)化管理，不僅能夠有效提升預(yù)制裝配式建筑工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量與施工安全，更能顯著節(jié)省施工成本，促進(jìn)建筑企業(yè)或施工單位的收益得到最大化呈現(xiàn)。并且，通過BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑施工中的應(yīng)用，也能夠促進(jìn)預(yù)制裝配式建筑的環(huán)保性能提升，為我國“綠色建筑”的發(fā)展做出相應(yīng)的促進(jìn)與推動。

參考文獻(xiàn)：

[1] 韋耀臻.BIM技術(shù)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用分析[J].建筑知識，2017（12）：73～76.

[2] 馬躍強(qiáng)，施寶貴，武玉瓊.BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑施工中的應(yīng)用研究[J].上海建設(shè)科技，2016（4）：45～47.