BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用研究

【摘要】當(dāng)今綠色施工的一種方式就是裝配式建筑施工，而裝配式建筑是國家建設(shè)部門非常重視的建筑形式，然而在實(shí)際工程中的實(shí)施過程中卻存在很多的問題，而作為建筑信息化重點(diǎn)的BIM技術(shù)卻為很多問題的解決提供了極大的幫助。BIM技術(shù)，讓裝配式建筑的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與施工水平整體得到了極大的提高，讓裝配式建筑設(shè)計(jì)更加的科學(xué)，生產(chǎn)和施工更加緊密地結(jié)合，為中國建筑業(yè)完成節(jié)能減排目標(biāo)、建筑行業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型發(fā)揮了積極推動(dòng)的作用。本文深入的分析了BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】BIM 技術(shù)；裝配式建筑；應(yīng)用

在以前傳統(tǒng)的建筑行業(yè)中，因?yàn)槠湎鄬?duì)低的資源運(yùn)用率，相對(duì)高的浪費(fèi)率，導(dǎo)致污染嚴(yán)重的問題突出。對(duì)比之下，在施工的時(shí)候，采用裝配式所形成的污染相對(duì)少，環(huán)境污染要差很多，而其較快的施工速度，較高的資源運(yùn)用效率等優(yōu)勢獲得了人們的重視。在建筑中應(yīng)用BIM技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)越來越成熟了，BIM技術(shù)在裝配式建筑中想要更好的發(fā)揮價(jià)值，就要充分的掌握好這種技術(shù)，并有效的運(yùn)用，讓其功能得到合理的發(fā)揮。

1、基本含義

1 BIM技術(shù)

以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的BIM技術(shù)，集成了建筑項(xiàng)目工程全生命周期各類有關(guān)信息的項(xiàng)目數(shù)據(jù)模擬，它具備可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性與可出圖性五大特征。BIM技術(shù)中有關(guān)3D信息模型建設(shè)優(yōu)化工程效果在實(shí)際工程中有非常重要的作用，BIM技術(shù)的 3D 協(xié)同設(shè)計(jì)過程如圖 1所示，完成協(xié)同設(shè)計(jì)內(nèi)容對(duì)高效、優(yōu)質(zhì)地進(jìn)行裝配施工至關(guān)重要。在裝配式建筑中應(yīng)用BIM技術(shù)，三維立體模型就是二維平面施工圖轉(zhuǎn)化而成的，三維立體模型就可以有更加清楚的施工細(xì)節(jié)，更直觀的過程，能使施工過程發(fā)生的偏差相對(duì)減少。

1.2裝配式建筑概述

在項(xiàng)目現(xiàn)場裝配成型的預(yù)制部件就是裝配式建筑的重點(diǎn)，很多的預(yù)制部件都是在構(gòu)件生產(chǎn)廠家完成的，詳細(xì)類型包含了外墻板、內(nèi)墻板、疊合樓板、樓梯、陽臺(tái)等等。對(duì)比以前的建筑施工模式，裝配式建筑施工成本比較低，建筑施工機(jī)械化水平提高了，勞動(dòng)強(qiáng)度降低了，施工時(shí)間減少了，綠色環(huán)保和節(jié)能的理念就可以充分的展現(xiàn)出來，所以在現(xiàn)階段的建筑施工作業(yè)中也獲得了大量的運(yùn)用。通過運(yùn)用裝配式建筑還可以進(jìn)一步地提高生產(chǎn)效率，改善傳統(tǒng)效率低、能耗高的項(xiàng)目模式，為施工企業(yè)帶來優(yōu)厚的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益，對(duì)中國建筑行業(yè)的健康發(fā)展也有特別關(guān)鍵的推動(dòng)作用。

2、BIM在裝配式建筑中應(yīng)用的特點(diǎn)

因?yàn)锽IM是一個(gè)完整的信息模型，能夠貫穿在項(xiàng)目工程的籌劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營、維護(hù)的整個(gè)過程，工程項(xiàng)目內(nèi)的每一項(xiàng)數(shù)據(jù)與信息通過現(xiàn)代數(shù)字化信息技術(shù)實(shí)施分析與構(gòu)建，這樣建設(shè)團(tuán)隊(duì)就能夠得到最合理的建筑模型，并通過三維模型事實(shí)展現(xiàn)出來。這種集每一項(xiàng)功能于一身的信息模型技術(shù)，使裝配式建筑技術(shù)能夠大大的提高有效性。在實(shí)施裝配式建筑的時(shí)候，BIM技術(shù)科學(xué)有效的應(yīng)用，能夠在一個(gè)共同的信息共享系統(tǒng)中匯總串聯(lián)建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)管單位，讓各項(xiàng)控制工作更為有效。首先，對(duì)建設(shè)團(tuán)隊(duì)裝配施工的控制有利，其次對(duì)監(jiān)管部門熟悉與掌握裝配式建設(shè)團(tuán)隊(duì)的質(zhì)量控制有利。在當(dāng)前時(shí)代背景下，BIM技術(shù)已經(jīng)不單單是一個(gè)軟件系統(tǒng)，更是一種管理技術(shù)與方法，它很好的幫助建設(shè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理目標(biāo)和實(shí)施合理的現(xiàn)代化的系統(tǒng)管理。

3、運(yùn)用實(shí)例

3.1工程簡介

某建筑項(xiàng)目為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，全預(yù)制的裝配式施工形式。本項(xiàng)目分為地上13層和地下1層，10380 平方米的建筑面積，46米的建筑高度，是全預(yù)制高層建筑。本工程中包含預(yù)制混凝土框架柱，預(yù)制混凝土梁，預(yù)制混凝土墻板等的裝配式預(yù)制構(gòu)件。下面依據(jù)本工程的詳細(xì)要求實(shí)施探討了BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用。

3.2工程實(shí)施難點(diǎn)

首先，設(shè)計(jì)程序。實(shí)施歸納深化，預(yù)制構(gòu)件彼此之間的碰撞檢驗(yàn)需要精細(xì)到鋼筋層級(jí)，在短期內(nèi)通過員工的經(jīng)驗(yàn)，二維圖紙是非常難完成辨別工作的。其次，制造構(gòu)件程序。一萬多張構(gòu)件圖紙需要生產(chǎn)商吃透，根本無法完成計(jì)劃、制造、供應(yīng)工作。最后，施工程序?qū)?gòu)件實(shí)施精準(zhǔn)快速的定位，沒有新技術(shù)扶持很難完成高品質(zhì)的安裝。根據(jù)工程的特點(diǎn)，項(xiàng)目把BIM模擬研究中心建成，工程管理采用信息化運(yùn)用技術(shù)。

3.3 BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)階段中的應(yīng)用

第一，規(guī)劃選址和場地分析中運(yùn)用BIM技術(shù)實(shí)施分析，分析場地是一個(gè)項(xiàng)目的關(guān)鍵組成部分，決定著工程定位的正確性和合理性。運(yùn)用BIM技術(shù)有效的結(jié)合GIS，實(shí)施分析擬建建筑物的場地條件、空間信息，完成數(shù)據(jù)的建模，然后保證規(guī)劃選址和場地分析的合理性；第二，圖紙可運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行繪制。相較傳統(tǒng)的圖紙，所有圖元都具備工程含義是BIM技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)，比如材料的屬性或者構(gòu)件的空間尺寸，模型直接的關(guān)聯(lián)都能夠加大。然后運(yùn)用BIM技術(shù)建設(shè)模型，在這基礎(chǔ)上施工模擬，把問題及時(shí)找出來，擬定出改進(jìn)方法。此外，因?yàn)锽IM技術(shù)具備可視化的特征，這樣各參建方就能夠方便地溝通設(shè)計(jì)方案。第三，設(shè)計(jì)沖突能夠應(yīng)用BIM技術(shù)完成檢查，在裝配式建筑中應(yīng)用BIM技術(shù)，假如設(shè)計(jì)中出現(xiàn)管線沖突，那么BIM模型肯定會(huì)顯示出來，然后實(shí)施修改。

3.4 BIM 技術(shù)在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)加工中的應(yīng)用

在預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行深化設(shè)計(jì)后，在BIM同一平臺(tái)上不一樣的專業(yè)實(shí)施最后的確認(rèn)，確認(rèn)準(zhǔn)確后，在BIM軟件中圖紙能夠自動(dòng)完成深化，并且在車間的生產(chǎn)體系中以數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行傳輸，這樣就使人為操作導(dǎo)致的失誤減少、改善生產(chǎn)效率。生產(chǎn)出來的每一件構(gòu)件都能夠?qū)嵤┚幋a，而且和之前BIM平臺(tái)中提前設(shè)定的編碼相統(tǒng)一。同時(shí)信息也能上傳到整個(gè)BIM系統(tǒng)的云端，完成“互聯(lián)網(wǎng) + ”。每件構(gòu)件的信息都包括操作人員、檢驗(yàn)人員名稱、綁扎鋼筋、孔洞預(yù)留、完成驗(yàn)收線管、生產(chǎn)日期、項(xiàng)目名稱、構(gòu)件部位編號(hào)等，保證了全部構(gòu)件從加工到安裝的完整信息的高度正確性。

3.5 BIM 技術(shù)在施工階段應(yīng)用

在整個(gè)裝配式建筑的施工階段中，因?yàn)槭┕るA段的不同，不同部位的預(yù)制結(jié)構(gòu)件所要應(yīng)用時(shí)間也不一樣，而且裝配的復(fù)雜程度也不一樣，所以在裝配施工的時(shí)候可能會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件丟失，裝配施工人員因疏忽可能有用錯(cuò)構(gòu)件或沒有用構(gòu)件等問題出現(xiàn)。為了減少這種情況的出現(xiàn)就一定要嚴(yán)格的管控預(yù)制結(jié)構(gòu)件進(jìn)場階段和整個(gè)裝配施工現(xiàn)場。對(duì)預(yù)制結(jié)構(gòu)件實(shí)施現(xiàn)場管理工作是一項(xiàng)復(fù)雜而系統(tǒng)的項(xiàng)目管理工作。有效的結(jié)合BIM技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，依據(jù)實(shí)際運(yùn)用計(jì)算機(jī)實(shí)施模擬現(xiàn)場，通過精確的施工數(shù)據(jù)可以把施工細(xì)節(jié)精確地通過BIM技術(shù)能夠完整的模擬出來，在建筑施工階段中應(yīng)用這種BIM技術(shù)可以合理的幫助場地的部署與建設(shè)管理，而且在場地部署中能夠合理的防止出現(xiàn)二次搬運(yùn)，使施工效率大大的提高。把BIM技術(shù)和RFID技術(shù)兩者的有機(jī)地互相融合，就能夠隨時(shí)隨地嚴(yán)格的控制好預(yù)制結(jié)構(gòu)件進(jìn)場和使用。預(yù)制結(jié)構(gòu)件運(yùn)到施工現(xiàn)場的時(shí)候，通過設(shè)置在門禁系統(tǒng)中的RFID 閱讀器，在接收到運(yùn)輸車輛到達(dá)現(xiàn)場的信號(hào)時(shí)，檢驗(yàn)人員則要在第一時(shí)間實(shí)施進(jìn)場前的嚴(yán)格檢驗(yàn)，把問題構(gòu)件篩選出來，避免其流入到施工現(xiàn)場，在這期間RFID閱讀器可以檢驗(yàn)過程的每一項(xiàng)信息，然后隨時(shí)隨地的記錄下來。預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場后，通過BIM技術(shù)的整個(gè)過程控制進(jìn)行高效的裝配施工。

3.6 BIM 技術(shù)在運(yùn)營維護(hù)過程中的應(yīng)用

首先，實(shí)施物業(yè)管理的時(shí)候，BIM軟件能夠提供所建建筑物各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，另外再結(jié)合有關(guān)設(shè)備，物業(yè)管理人員就可以依據(jù)這些參數(shù)判斷建筑物的運(yùn)行狀況，然后擬定規(guī)范的管理決策。其次，在擴(kuò)建或者是拆除裝配式建筑物的時(shí)候，建筑物的每一項(xiàng)指標(biāo)能夠通過BIM技術(shù)來進(jìn)行分析檢驗(yàn)，防止了誤操作對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的損傷。另外，BIM技術(shù)應(yīng)用在這過程中，對(duì)回收運(yùn)用資源也有利，通過這技術(shù)可以認(rèn)識(shí)到哪些構(gòu)件能夠再運(yùn)用，使能源的損耗可以大大的降低。

結(jié)語：

在裝配式建筑中應(yīng)用BIM技術(shù)有很高的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)改善裝配式建筑的施工效率與施工質(zhì)量有非常重要的作用。裝配式建筑是基于中國可持續(xù)發(fā)展理念下產(chǎn)生的一種建筑業(yè)發(fā)展趨勢，而在這裝配式建筑當(dāng)中應(yīng)用BIM技術(shù)，不但對(duì)收集、處理建筑信息有利，而且對(duì)工程建設(shè)管理的質(zhì)量和成本控制尤為有益。然而想要BIM技術(shù)能夠更加科學(xué)的運(yùn)用在裝配式建筑中，讓工作效率提高，完成發(fā)展和進(jìn)步的平衡，那么就一定要進(jìn)一步的應(yīng)用和完善，推動(dòng)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，我們要不斷的努力研究與探討，在日后建筑行業(yè)中讓BIM技術(shù)發(fā)揮更高的價(jià)值。

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作者簡介：

李國英，山東東昊工程監(jiān)理有限公司，山東東營。