基于BIM技術(shù)的裝配式建筑應(yīng)用研究

邱士超

【摘 要】裝配式建筑主要是指設(shè)計部門在完成建筑中構(gòu)件的設(shè)計后，把所需要構(gòu)件的所有參數(shù)，如材料、尺寸規(guī)格、施工工藝等傳送給工廠，然后工廠在加工完成后運送到施工現(xiàn)場予以放線和吊裝，并且運用“搭積木”的手段建造而成的房子需要良好地予以搭接。當前基本上是借助鋼筋插口的咬合加上澆筑混凝土雙管齊下的方式進行，所以裝配式建筑具有較強地安全性。裝配式建筑盡管在很早以前應(yīng)用過，但是由于種種因素沒有得到廣泛地應(yīng)用，伴隨著 BIM 技術(shù)的在裝配式建筑中的應(yīng)用，極大地促進了裝配式建筑的發(fā)展和應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】BIM 技術(shù)；裝配式建筑；應(yīng)用

裝配式建筑構(gòu)件采用集中生產(chǎn)的方式，生產(chǎn)過程資源浪費少，建筑建造過程機械化程度高，環(huán)保節(jié)能，施工進度快，對我國傳統(tǒng)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。近年來，一些學者對裝配式建筑進行研究，其中 BIM 技術(shù)尤為突出。BIM 全稱建筑信息模型，是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，建立建筑模型，具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性五大特點。利用 BIM 技術(shù)，可仿真模擬建筑物的真實信息，包括三維幾何形狀信息及非幾何形狀信息。如建筑構(gòu)件的材料、重量、價格、進度和施工等。建筑信息模型集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)，能夠為設(shè)計師、建筑師、水電暖鋪設(shè)工程師、開發(fā)商乃至最終用戶提供“模擬和分析”。闡述了 BIM 技術(shù)在裝配式建筑建筑設(shè)計階段、生產(chǎn)制造階段、建造施工階段及運營維護階段的應(yīng)用?；?BIM 技術(shù)與裝配式技術(shù)的特點，分析了 BIM 技術(shù)在裝配式建筑的設(shè)計、生產(chǎn)、施工、運維等階段的應(yīng)用價值。上述研究主要側(cè)重于闡述 BIM 在裝配式建筑中的應(yīng)用方法及價值，對裝配式預制構(gòu)件現(xiàn)場安裝不準確、構(gòu)件設(shè)計不合理、設(shè)計、生產(chǎn)商、施工三方協(xié)同效率低等制約裝配式建筑發(fā)展的問題探討尚有所欠缺。

1 BIM 技術(shù)概述

BIM 技術(shù)主要是指通過建筑工程項目里面的各方面有關(guān)信息數(shù)據(jù)，構(gòu)建出相應(yīng)的建筑模型，對建筑物的真實信息數(shù)據(jù)進行模擬，從本質(zhì)上而言就是一種數(shù)字信息的仿真。BIM 技術(shù)具有四個方面的特點：第一，可視化。BIM 技術(shù)將圖紙里面的平面化線條通過三維立體展示出來，確保有關(guān)人員能夠?qū)ζ湟荒苛巳?。第二，協(xié)調(diào)性。BIM 技術(shù)能夠?qū)ㄖ锝ㄔ烨耙浑A段存在的各種專業(yè)之間的碰撞問題予以協(xié)調(diào)，從而生成和提供協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)。第三，模擬性。不僅僅是模擬建筑物模型，還可以模擬虛擬的事物。第四，優(yōu)化性。BIM 技術(shù)在設(shè)計、施工、運營各個環(huán)節(jié)都能夠?qū)崿F(xiàn)比較好的優(yōu)化。

2 BIM 技術(shù)在裝配式建筑規(guī)劃設(shè)計階段的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在此階段可以發(fā)揮較大作用，能夠?qū)⑦^去建筑中產(chǎn)生了由于設(shè)計沖突導致的設(shè)計變更問題予以解決。第一，BIM 技術(shù)能夠?qū)龅剡M行分析并且對選址進行規(guī)劃。場地分析在建筑項目里面的關(guān)鍵作用不言而喻，其能夠?qū)ㄖ椖康亩ㄎ划a(chǎn)生影響。過去的一些技術(shù)缺乏足夠的定量分析，也無法科學地處理相關(guān)數(shù)據(jù)，然而 BIM 技術(shù)的應(yīng)用，能夠依據(jù)擬建建筑物的場地條件與空間信息，開展數(shù)據(jù)建模。如此一來，便能夠輔助有關(guān)人員開展選址規(guī)劃與場地分析。第二，BIM 技術(shù)應(yīng)用于圖紙繪制與模型建立。相較于過去的圖紙，BIM 技術(shù)能夠確保其所繪制圖紙的任何一個圖元都是有工程含義的，比如材料的屬性等。應(yīng)用 BIM 技術(shù)構(gòu)建的模型里面不管是哪一個構(gòu)件模型的參數(shù)產(chǎn)生變化，相應(yīng)的構(gòu)件便會馬上產(chǎn)生變化。BIM 模型還能夠開展現(xiàn)實的施工模擬，如果發(fā)現(xiàn)問題能夠在第一時間進行改正。第三，BIM 技術(shù)能夠?qū)υO(shè)計的沖突檢查予以有效解決。過去的一些技術(shù)手段都是按照設(shè)計圖紙借助想象對建筑物的立體圖予以還原，這樣肯定會產(chǎn)生一些誤差，從而造成施工過程中產(chǎn)生不符合設(shè)計的問題，使方案需要重新進行修改，工期需要進行延長。如果應(yīng)用 BIM 技術(shù)，一旦設(shè)計時產(chǎn)生管線沖突問題，在 BIM 模型里面便會顯示，能夠在第一時間里面予以修改。

3 BIM 技術(shù)在裝配式建筑生產(chǎn)制造階段的應(yīng)用

在裝配式建筑構(gòu)件的生產(chǎn)制造過程中，將 BIM 技術(shù)與 RFID 技術(shù)進行有效結(jié)合，把 RFID 芯片植入進各種預制構(gòu)件里面，該芯片里面包含有構(gòu)件的幾何尺寸、材料種類、安裝位置等各種信息。另外，由于 RFID 標簽編碼的唯一性特征，所以在構(gòu)件的生產(chǎn)、儲存、運輸、吊裝等任何一個環(huán)節(jié)都能夠確保信息的準確性。BIM 技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠為構(gòu)件的生產(chǎn)管理子系統(tǒng)提供相關(guān)數(shù)據(jù)，還能夠?qū)⑺蓄A制構(gòu)件的存儲、質(zhì)量監(jiān)測、生產(chǎn)等信息返還至 BIM 數(shù)據(jù)庫。在 BIM 技術(shù)和RFID 技術(shù)的有效結(jié)合下，能夠保證預制構(gòu)件的零庫存與零缺陷。

4 BIM 技術(shù)在裝配式建筑施工建造階段的應(yīng)用

就裝配式建筑施工建造階段而言，BIM 技術(shù)的應(yīng)用基本上體現(xiàn)于以下方面：第一，可以伴隨著預制構(gòu)件地庫存與現(xiàn)場管理予以改進。就現(xiàn)實的施工過程來看，時常會發(fā)生無法找到構(gòu)件或者是沒有找對構(gòu)件等現(xiàn)象，因此唯有對施工現(xiàn)場開展嚴格地管理，才能夠有效避免類似事件的發(fā)生。應(yīng)用 BIM 技術(shù)，并實現(xiàn)該技術(shù)與 RFID 技術(shù)的有效結(jié)合，便能夠動態(tài)地控制與追蹤這些構(gòu)件。第二，依靠 5D 施工模擬不斷優(yōu)化施工與成本計劃，有效控制工程質(zhì)量的進度。在3D-BIM 模型的基礎(chǔ)上，又引進了資源與時間的維度，從而構(gòu)建形成了 5D-BIM 模型，通過此模擬裝配式建筑的所有施工過程以及資源投入具體狀況，這樣一個動態(tài)的施工規(guī)劃便形成了。此外，在模擬的時候不斷優(yōu)化原施工規(guī)劃存在的問題，有效避免發(fā)生工期延長以及加大成本等問題。

5 BIM 技術(shù)在裝配式建筑運營維護階段的應(yīng)用

就裝配式建筑運營維護階段而言，BIM 技術(shù)主要應(yīng)用于提供建筑物使用狀況、所有構(gòu)件運行狀況和財務(wù)等信息數(shù)據(jù)。第一，BIM 技術(shù)應(yīng)用在物業(yè)管理上發(fā)揮了比較大的作用。BIM 軟件依靠與有關(guān)設(shè)備予以連接，能夠計算并提供建筑物的各個方面的參數(shù)，從而對建筑物的使用運行狀況進行判斷，如此一來，有關(guān)人員便能夠在第一時間里面進行科學地決策。此外，BIM 技術(shù)與 RFID 技術(shù)有效結(jié)合并應(yīng)用于門禁系統(tǒng)以及涉事管理上，也能夠發(fā)揮很大的作用。當把電子標簽安裝于所有構(gòu)件上面的時候，有關(guān)人員在維修過程中便能夠借助閱讀器迅速地查找出有關(guān)設(shè)備的位置，在維修之后再將有關(guān)信息數(shù)據(jù)再一次記錄于電子標簽里面，再將這些信息數(shù)據(jù)存儲到BIM 物業(yè)管理系統(tǒng)里面。第二，當裝配式建筑進行拆除或者是擴建的過程中，應(yīng)用 BIM 技術(shù)分析和檢測建筑結(jié)構(gòu)的各方面指標，能夠有效避免發(fā)生結(jié)構(gòu)損傷的問題。另外還可以發(fā)揮其非常好的回收資源作用，應(yīng)用 BIM 技術(shù)對那些壽命結(jié)束的建筑物的構(gòu)件還能夠再次利用進行了解和掌握，如此一來不僅能夠降低能源的消耗，而且還符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

6 結(jié)束語

為了踐行我國綠色可持續(xù)發(fā)展的理念，裝配式建筑已經(jīng)成為未來我國建筑行業(yè)發(fā)展的大趨勢，但是裝配式建筑具有處理與收集難度比較大的問題，應(yīng)用BIM 技術(shù)能夠較好地對這些問題進行解決。因此，研究 BIM 技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用具有很大的意義和價值。

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（作者單位：滕州市東方建設(shè)工程事務(wù)有限公司）