BIM在裝配式建筑中的應(yīng)用研究

康春生

摘 要：裝配式建筑是我國(guó)建筑工業(yè)化的前進(jìn)方向，然而目前裝配式建筑仍然存在著大量問(wèn)題，在裝配式建筑中引入BIM技術(shù)，將工程全生命周期有機(jī)結(jié)合在一起，能夠有效完善裝配式建筑的建設(shè)。文章介紹了BIM在裝配式建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工階段的應(yīng)用，并分析了BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；BIM；應(yīng)用

1.BIM技術(shù)和裝配式建筑的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1裝配式建筑的發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前，我國(guó)的建筑工程仍然采用較為傳統(tǒng)的現(xiàn)澆式方法，然而，隨著國(guó)家“去產(chǎn)能化”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，這種粗放式的建設(shè)施工方式由于其高耗能和低效率等缺陷正在漸漸被淘汰。為了積極配合中央政府建筑工業(yè)化的號(hào)召，建筑行業(yè)開(kāi)始逐步推進(jìn)裝配式建筑的理論研究與實(shí)際應(yīng)用，并取得了一定的成果。例如，中建三局集團(tuán)有限公司專門成立了中建三局綠色產(chǎn)業(yè)投資有限公司，創(chuàng)建了中建壹品系列品牌住宅項(xiàng)目，專注研究與推廣裝配式建筑，至今已經(jīng)建成了中建壹品瀾郡、中建壹品瀾灣和中建壹品瀾庭等裝配式住宅小區(qū)。

1.2BIM技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

BIM全稱Building Information Modeling，即建筑信息模型，它通過(guò)數(shù)字建模、虛擬可視化以及數(shù)值模擬等技術(shù)建立一個(gè)直觀、協(xié)調(diào)與高效的信息化平臺(tái)，能夠幫助建筑工程的設(shè)計(jì)、施工與后期運(yùn)營(yíng)等各階段提高效率和減少失誤。

建筑工程作為一種傳統(tǒng)行業(yè)，一直難以和當(dāng)代的信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合，導(dǎo)致建筑工程失去了持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)與動(dòng)力。直至最近幾年，隨著B(niǎo)IM技術(shù)的持續(xù)完善以及建筑行業(yè)不斷的嘗試與探索，在政府部門、研究學(xué)者以及建設(shè)從業(yè)人員的努力工作下，我國(guó)的BIM技術(shù)終于取得了重大進(jìn)展，漸漸開(kāi)始在實(shí)際工程中得到大量應(yīng)用并獲得較好的成果。例如，我國(guó)的2008年北京奧運(yùn)會(huì)主場(chǎng)館“鳥(niǎo)巢”以及北京地標(biāo)建筑“中國(guó)尊”等，在建設(shè)過(guò)程中都采用了BIM技術(shù)，并得到了較好的成果。

2015年，國(guó)家住建部發(fā)布的《關(guān)于印發(fā)推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用指導(dǎo)意見(jiàn)的通知》[1]，提出了在整個(gè)工程建設(shè)周期中全面推廣BIM技術(shù)，保證建設(shè)工程的協(xié)調(diào)進(jìn)行。目前，我國(guó)大量高校、設(shè)計(jì)院以及施工單位都成立了BIM技術(shù)研究應(yīng)用機(jī)構(gòu)，積極研發(fā)BIM相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)我國(guó)的BIM產(chǎn)業(yè)化進(jìn)一步發(fā)展。

2.BIM在裝配式建筑中的應(yīng)用價(jià)值

傳統(tǒng)的裝配式建筑在建設(shè)全生命周期中，其設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及施工等各個(gè)階段都是相互隔離的。由于裝配式建筑具有較高的工業(yè)化程度，因此其對(duì)構(gòu)件的精度要求往往很高，然而設(shè)計(jì)院、生產(chǎn)商和施工單位之間的溝通交流均不暢通，導(dǎo)致裝配式建筑的發(fā)展受到極大的阻礙。例如，在實(shí)際工程中，生產(chǎn)商在工廠中制作的裝配式構(gòu)件運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng)后，發(fā)現(xiàn)構(gòu)件太多，難以找到對(duì)應(yīng)的構(gòu)件，或者構(gòu)件尺寸不滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際要求，導(dǎo)致工期延誤，甚至是影響工程質(zhì)量[2]。

BIM技術(shù)利用其可視化、參數(shù)化以及協(xié)調(diào)化等特點(diǎn)，可精確模擬現(xiàn)場(chǎng)施工全過(guò)程各個(gè)工序，為實(shí)際工程施工組織提供指導(dǎo)。同時(shí)，BIM技術(shù)能夠?qū)ρb配式建筑構(gòu)件進(jìn)行全過(guò)程跟蹤管理，應(yīng)用RFID無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)，在生產(chǎn)過(guò)程中給所有構(gòu)件中植入芯片，為每個(gè)構(gòu)件建立數(shù)據(jù)庫(kù)，則在施工過(guò)程中，可快速準(zhǔn)確得找到相應(yīng)的構(gòu)件，并提高裝配式構(gòu)件的安裝精度，還能為后期的檢測(cè)和維修提供便利。

3.BIM在裝配式建筑建設(shè)中的應(yīng)用

3.1設(shè)計(jì)階段

BIM在設(shè)計(jì)階段，與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)軟件不同，首先會(huì)對(duì)實(shí)際工程的場(chǎng)地條件進(jìn)行分析，例如空間定位、地基條件以及水文地質(zhì)等，依據(jù)分析結(jié)果，再對(duì)裝配式建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)[3]。初步設(shè)計(jì)完成后，將對(duì)裝配式建筑的構(gòu)件進(jìn)行拆分，在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)裝配式建筑的構(gòu)件的配筋率和尺寸形狀等改善優(yōu)化，以便施工的高效進(jìn)行。

BIM設(shè)計(jì)的模型可進(jìn)行全過(guò)程模擬，并且在模擬過(guò)程中能夠進(jìn)行碰撞檢測(cè)，一旦在模擬過(guò)程中發(fā)現(xiàn)某道工序有誤或者構(gòu)件尺寸不對(duì)，可立馬進(jìn)行修正，并且在對(duì)模型構(gòu)件進(jìn)行修改時(shí)，其參數(shù)的變化可直觀的表現(xiàn)出來(lái)，防止設(shè)計(jì)圖紙對(duì)后續(xù)施工人員按圖施工造成不利影響。

3.2生產(chǎn)階段

BIM在裝配式建筑構(gòu)件的生產(chǎn)階段，可以通過(guò)BIM模型精準(zhǔn)控制構(gòu)件的尺寸及配筋率等，并應(yīng)用RFID技術(shù)，構(gòu)建BIM數(shù)據(jù)庫(kù)，將各個(gè)構(gòu)件進(jìn)行信息化分類，不僅易于構(gòu)件的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和安裝，使得施工人員在堆放著大量的裝配式建筑構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)中能夠就近找到符合要求的構(gòu)件；還能夠監(jiān)測(cè)構(gòu)件的質(zhì)量并反饋至數(shù)據(jù)庫(kù)中，施工人員可以實(shí)時(shí)建筑構(gòu)件的相關(guān)信息，避免安全隱患，保證了整體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

3.3施工階段

BIM在裝配式建筑的施工階段，可根據(jù)設(shè)計(jì)階段的4D可視化模型模擬[4]，進(jìn)行合理科學(xué)的現(xiàn)場(chǎng)布置以及制定施工組織計(jì)劃和施工方案。在BIM的施工模擬中，施工人員能夠較為清晰完整的了解到整個(gè)施工過(guò)程，充分把握到其中的難點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)，以便能夠提前調(diào)整施工方案并制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，保障施工的進(jìn)度與安全。

在施工過(guò)程中，管理人員通過(guò)BIM與RFID的結(jié)合應(yīng)用，能夠全面掌握裝配式建筑的整體施工動(dòng)向以及潛在的安全隱患，在此基礎(chǔ)上，動(dòng)態(tài)調(diào)整施工組織計(jì)劃，及時(shí)排除安全風(fēng)險(xiǎn)，不僅能夠高效控制施工進(jìn)度與安全，還能降低施工與管理成本，不斷改善施工條件。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在裝配式建筑的全生命周期中引入BIM技術(shù)能夠有效改善工程的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及施工，成為了建筑行業(yè)前進(jìn)的必然選擇。然而，目前我國(guó)BIM技術(shù)不夠成熟，BIM專業(yè)人才緊缺，以及裝配式建筑的實(shí)踐仍然較少，導(dǎo)致BIM在裝配式建筑中的研究與應(yīng)用非常有限。因此，我國(guó)建筑行業(yè)依然需要加強(qiáng)重視，探索BIM技術(shù)與裝配式建筑的緊密結(jié)合，為我國(guó)的建筑工業(yè)化進(jìn)程添磚加瓦。

參考文獻(xiàn)

[1]田東方.BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式住宅施工管理中的應(yīng)用研究[D].武漢：湖北工業(yè)大學(xué)，2017.

[2]戴文瑩.基于BIM技術(shù)的裝配式建筑研究[D].武漢：武漢大學(xué)，2017.

[3]王東來(lái).BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2018（10）：161.