BIM在裝配式建筑施工中的應(yīng)用研究

文/段然、劉菲菲 濟(jì)南建工總承包集團(tuán)有限公司 山東濟(jì)南 250100

建筑是“衣食住行”中的“住”，是人類生存發(fā)展所必不可少的要素之一。在現(xiàn)代，隨著人們物質(zhì)生活水平的日益提高，對(duì)建筑各方面也有了更高的追求，這給裝配式建筑的發(fā)展帶來(lái)了巨大的機(jī)遇。雖然早在上個(gè)世紀(jì)就已經(jīng)出現(xiàn)了裝配式建筑，但當(dāng)時(shí)礙于其形式、規(guī)模、功能、運(yùn)輸條件以及施工技術(shù)等客觀條件的限制，而沒(méi)有得到大規(guī)模發(fā)展。直到現(xiàn)在，隨著相關(guān)建筑技術(shù)和材料的日益先進(jìn)，才給裝配式建筑的發(fā)展提供了良好的條件。其中，BIM在裝配式建筑施工中發(fā)揮出了巨大的價(jià)值，它的應(yīng)用使得裝配式建筑變得更加精細(xì)和完善。

1、裝配式建筑簡(jiǎn)介

裝配式建筑起源于上世紀(jì)初，它是指將建筑的建造過(guò)程當(dāng)作一種機(jī)器生產(chǎn)程序，先提前在工廠中成批成套地制造好各個(gè)構(gòu)件，再將這些預(yù)制好的構(gòu)件運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)裝配，最終建設(shè)完成的建筑。與傳統(tǒng)建筑形式相比，裝配式建筑的主要優(yōu)點(diǎn)在于：①形式多樣化：裝配式建筑在設(shè)計(jì)過(guò)程中，改變了以往千篇一律的設(shè)計(jì)形式，可以根據(jù)用戶的個(gè)性化需求而進(jìn)行靈活調(diào)整；②工期短：裝配式建筑中每個(gè)構(gòu)件的組裝時(shí)間均不長(zhǎng)，有時(shí)僅需一天即可完成2到3層主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的吊裝施工；③污染?。貉b配式建筑簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程，可以有效減少許多在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中產(chǎn)生的污染；④節(jié)材：裝配式建筑中的大部分構(gòu)件都是提前在工廠中預(yù)制完成的，在施工現(xiàn)場(chǎng)只需組裝即可，而無(wú)須進(jìn)行大量的木模或鋼?，F(xiàn)場(chǎng)施工，可以大大減少對(duì)鋼筋、水泥、混凝土等材料的消耗量。

2、BIM簡(jiǎn)介

BIM指的是建筑信息模型，它是一種以建筑工程的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)作為模型基礎(chǔ)，依據(jù)其來(lái)建立建筑模型，通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑真實(shí)信息的技術(shù)。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：信息完備性、一致性及關(guān)聯(lián)性、模擬性、可視化、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性以及可出圖性。通過(guò)BIM，可以有效降低建筑工程的資源消耗及成本損耗，同時(shí)還能夠提高建筑的環(huán)保效益。具體來(lái)說(shuō)，在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)用BIM可模擬復(fù)雜的建筑工程，以優(yōu)化其設(shè)計(jì)，增強(qiáng)設(shè)計(jì)的合理性，并減少成本；在建筑施工過(guò)程中，應(yīng)用BIM可提高施工方案的科學(xué)性與合理性，以將資源消耗和損失降到最低；在裝配式建筑的構(gòu)件生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)用BIM可更有效地保障產(chǎn)品質(zhì)量，并提高生產(chǎn)效率。另外，站在整個(gè)建筑行業(yè)發(fā)展的角度上而言，BIM的應(yīng)用還能夠連接起建筑領(lǐng)域的各相關(guān)行業(yè)，實(shí)現(xiàn)各相關(guān)行業(yè)之間的信息共享，從而促進(jìn)大家的共贏。

3、BIM在裝配式建筑施工中的應(yīng)用

3.1 利用BIM進(jìn)行施工場(chǎng)地規(guī)劃

在裝配式建筑施工之前，必須先對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行合理規(guī)劃，對(duì)一切可利用的空間進(jìn)行最合理的運(yùn)用，這樣才能夠保證施工工作的順利開(kāi)展。一般情況下，裝配式建筑的施工場(chǎng)地規(guī)劃應(yīng)當(dāng)要遵循以下原則：①對(duì)現(xiàn)場(chǎng)空間和道路進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，合理布置各施工器械設(shè)備，盡量充分發(fā)揮出道路及設(shè)施的作用；②對(duì)塔吊位置和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)區(qū)域進(jìn)行合理規(guī)劃，盡量防止在施工過(guò)程中出現(xiàn)不同專業(yè)交叉施工的情況；③對(duì)施工材料堆放區(qū)域進(jìn)行合理安排，以盡可能地提高吊裝效率，縮短工期；④做好施工現(xiàn)場(chǎng)的安全消防設(shè)施及環(huán)保設(shè)施布置，以符合施工安全要求及環(huán)保要求。對(duì)于以上要求，在沒(méi)有應(yīng)用BIM之前往往很難達(dá)到，而若應(yīng)用BIM來(lái)進(jìn)行施工場(chǎng)地模擬的話，則這些問(wèn)題都可以迎刃而解。BIM中應(yīng)用了計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)及三維可視化技術(shù)等諸多先進(jìn)技術(shù)，利用它可以對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行合理規(guī)劃，包括對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施、臨建設(shè)施、預(yù)制構(gòu)件堆放區(qū)域、器械設(shè)備擺放區(qū)域等進(jìn)行合理規(guī)劃，并將規(guī)劃好的形象模擬展示出來(lái)，以供工作人員參考。

3.2 利用BIM進(jìn)行施工風(fēng)險(xiǎn)控制

在建筑施工過(guò)程中，難免會(huì)因受一些內(nèi)外部因素的影響而發(fā)生變動(dòng)，但是對(duì)于整個(gè)工程而言，任何一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生了變動(dòng)，都會(huì)導(dǎo)致其他環(huán)節(jié)也跟著發(fā)生變動(dòng)，若不能有效控制好這種變動(dòng)的話，將會(huì)給施工帶來(lái)極大的風(fēng)險(xiǎn)。而B(niǎo)IM的應(yīng)用有效解決了這一難題。利用BIM所構(gòu)建出的建筑模型是一個(gè)整體性的模型，當(dāng)其中任何一項(xiàng)信息發(fā)生變化后，系統(tǒng)都會(huì)自動(dòng)對(duì)其他信息進(jìn)行重新計(jì)算和模擬，這樣就省去了工作人員重建模型的步驟，從而大大節(jié)省了人力物力，更減少了許多施工風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 利用BIM進(jìn)行工程信息整合

在一個(gè)裝配式建筑工程項(xiàng)目的施工過(guò)程中，往往會(huì)涉及到許多方面的工程信息，而若應(yīng)用BIM，則可以將這些工程信息全部整合到一起，并將理想的設(shè)計(jì)方案展現(xiàn)在工作人員眼前，以使工作人員可以更加真實(shí)、直觀地感受到工程的主體框架。同時(shí)，相關(guān)工作人員和施工人員的信息以及資金成本信息等也可以加入到這個(gè)模型當(dāng)中，從而更加方便施工計(jì)劃的制定。如此一來(lái)，就能夠保證所制定出的施工計(jì)劃更加具備可行性。

3.4 利用BIM進(jìn)行沖突檢查

BIM不僅為人們提供了建筑仿真模擬功能，還提供了沖突檢查功能。利用該功能，可以對(duì)裝配所需的各項(xiàng)工具和零件進(jìn)行提前檢查，從而確保所有工具和零件都符合相關(guān)要求。同時(shí)，利用該功能還可合理調(diào)整每個(gè)零件的位置，以使每個(gè)零件互相之間更加匹配，從而提高建筑整體設(shè)計(jì)的合理性。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，與傳統(tǒng)建筑形式相比，裝配式建筑具有形式多樣化、工期短、污染小、節(jié)材等優(yōu)點(diǎn)。但若想更加充分地發(fā)揮出裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)，就必須要積極運(yùn)用各種先進(jìn)技術(shù)，包括BIM技術(shù)。BIM在裝配式建筑施工中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在施工場(chǎng)地規(guī)劃、施工風(fēng)險(xiǎn)控制、工程信息整合以及沖突檢查等方面，它的應(yīng)用大大提高了裝配式建筑的施工質(zhì)量及施工效率，因此值得推廣。