BIM技術在降低裝配式建筑成本中的應用研究★

徐冬梅 倪新剛 謝 嵐 徐政飛

(正德職業(yè)技術學院，江蘇 南京 211106)

1 概述

裝配式建筑是指將工廠預制的構件采用專門的運輸工具到施工現(xiàn)場進行吊裝裝配而成的建筑，具有節(jié)能環(huán)保的特點。裝配式建筑從根本上改變了傳統(tǒng)建筑業(yè)的生產(chǎn)方式。

建筑信息模型BIM是一個包含豐富數(shù)據(jù)、面向?qū)ο蟮?、具有可視化、參?shù)化、模擬性、出圖性等特點的技術、方法和過程。將BIM技術應用到裝配式建筑的設計、構件生產(chǎn)以及施工吊裝全壽命周期中，可以讓建設項目節(jié)省投資。

2 設計階段BIM技術的應用

利用BIM技術將土建專業(yè)、機電專業(yè)、管線專業(yè)等聯(lián)合起來實現(xiàn)精準化設計，減少設計誤差，再通過BIM技術中的模擬裝配、碰撞試驗等，還可以通過BIM信息平臺加強各專業(yè)的信息溝通和交流，進而減少設計誤差，提高設計效率，降低設計成本。

2.1 模擬分析

通過BIM技術對項目的日照、風向、噪聲等進行1 d的模擬分析，可以更精準的設計建筑的朝向，使設計更合理。

2.2 碰撞檢查

通過BIM的NavisWorks2010軟件可以對不同專業(yè)設計的信息進行3D瀏覽和進行錯、漏、重的碰撞檢測，及時發(fā)現(xiàn)錯誤。還可以對不同專業(yè)的鋼筋信息進行錯、漏、碰的檢測。

2.3 信息共享

設計階段需要建設方、生產(chǎn)商、施工方和設計方共同參與，需要各方加強溝通交流，提高設計的效率，從而從源頭上降低裝配式建筑的成本。設計階段各方交流的過程主要包括初步設計階段、構件深化設計階段。下面以圖的形式表達各階段各方信息交流的情況，如圖1所示。

2.4 深化設計

預制構件設計的合理性直接影響到裝配式建筑的成本。深化設計包括構件內(nèi)部的鋼筋分布，管線排布，線管線盒位置以及連接件位置，并在BIM應用平臺將各個構件進行拼裝檢查，確保構件之間連接完好。建筑和結構初步設計模型通過構件生產(chǎn)商、土建專業(yè)、施工方、機電專業(yè)信息平臺完成深化設計形成預制構件深化設計模型，交付給構件生產(chǎn)商。

3 構件生產(chǎn)階段BIM技術的應用

BIM技術在裝配式建筑的生產(chǎn)階段各方信息的交流中同樣起到重要作用，如圖2所示。

裝配式建筑設計的各專業(yè)人員利用BIM設計平臺完成構件的綜合設計，同時利用RFID技術將構件的類型，尺寸，材質(zhì)以及安裝位置等信息植入到構件中，并上傳到BIM信息共享平臺上，施工方、建設方以及構件生產(chǎn)商可以直接從BIM信息共享平臺上獲得各個構件的詳細信息。生產(chǎn)商可以根據(jù)該信息制定零庫存的構件的生產(chǎn)計劃，同時可以上傳構件的質(zhì)量和進度到BIM信息共享平臺上，以便于施工方和建設方共享信息。如發(fā)現(xiàn)有偏差可通過BIM信息共享平臺反饋給BIM設計平臺，從而方便設計人員修改和調(diào)整。

通過上述構件生產(chǎn)階段生產(chǎn)商與設計方、施工方以及建設方之間充分的信息交流，有利于生產(chǎn)商準確的把握構件生產(chǎn)需求，隨時作出調(diào)整，從而實現(xiàn)精益制造，降低構件生產(chǎn)成本。

4 施工階段BIM技術的應用

利用虛擬施工技術對裝配式建筑的場地布置、材料管理、構件吊裝以及施工工藝和施工等關鍵技術進行施工模擬。

4.1 場地動態(tài)布置

根據(jù)施工場地的環(huán)境現(xiàn)狀，施工設備利用BIM虛擬技術對施工現(xiàn)場的車輛運輸路線，塔式起重機旋轉(zhuǎn)半徑以及構件堆放等進行動態(tài)模擬，布置場地，施工配套及建成后交通路線等各種影響因素進行施工場地布置。為此，通過建筑信息模型建立施工現(xiàn)場場地數(shù)字模型，根據(jù)現(xiàn)場場地信息、施工計劃等求出預制構件運輸路線、進場量等數(shù)據(jù)。

4.2 材料管理

由于預制構件品種繁多，為防止構件出現(xiàn)丟失、錯用現(xiàn)象，利用BIM的信息建筑模型可對材料事前、事中和事后進行有效管理。1)事前計劃。利用BIM信息技術建立場地信息模型，可以對構件采購量和堆放量進行規(guī)劃，提前做好材料準備工作，盡量減少施工現(xiàn)場二次搬運。2)事中控制。利用BIM技術及時查看施工現(xiàn)場材料使用情況，并適當作出調(diào)整，并且做到對每個施工區(qū)域構件材料需求量的精確控制。3)事后分析?；贐IM的物料動態(tài)管理可以根據(jù)施工進度計劃自動計算各節(jié)點或時間段的材料使用情況，及時發(fā)現(xiàn)材料使用偏差，分析原因，加強后續(xù)材料使用管理。

4.3 施工工藝模擬

裝配式施工的工藝復雜，需要各專業(yè)人員配合程度高，通過BIM的三維可視化功能對吊裝裝配的構件在虛擬環(huán)境下進行模擬與仿真實驗，從而實現(xiàn)準確定位，合理布置各個構件吊裝時的停放點、垂直機械的布置點等，將施工工藝流程直觀、形象的展現(xiàn)到施工人員眼前。有利于現(xiàn)場技術人員對整個工序有一個清楚的把握，有利于施工管理者調(diào)整、優(yōu)化施工方案和順序，從而實現(xiàn)高質(zhì)量和高效率的工作。

4.4 施工進度模擬

將BIM模型與施工進度關聯(lián)，可以查看和修改任意時刻構件的生產(chǎn)日期、裝載情況、吊裝信息、支護配件等屬性，實時準確的為采購計劃、存儲、拆分建筑實體等提供數(shù)據(jù)支撐。可以直觀、精確地對整個項目的施工過程進行控制，減少資源浪費。

裝配式建筑施工過程中利用BIM技術進行場地動態(tài)布置以及材料管理有助于減少二次搬運，降低施工階段的成本?；贐IM施工工藝和施工進度模擬可以讓管理者和施工人員提前熟悉施工過程，提早發(fā)現(xiàn)問題，從而實現(xiàn)對項目的科學有效管理。

5 結語

BIM技術和裝配式建筑的結合是建筑業(yè)新的機會，借助BIM的強大功能提升對裝配式建筑管理的水平，減低裝配式建筑的成本，有助于解決傳統(tǒng)建筑中信息溝通不及時的問題。BIM作為21世紀建筑行業(yè)新的變革，將對促進產(chǎn)業(yè)結構轉(zhuǎn)型升級起到重要作用。