BIM信息化技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用

徐國軍

摘要： 近些年，國家在大力推動(dòng)建筑行業(yè)的發(fā)展，綠色建筑、裝配式建筑、低能耗建筑、智能建筑等大放異彩，而裝配式建筑作為國家戰(zhàn)略新興建筑技術(shù)模式，正在快速的進(jìn)入建筑各領(lǐng)域中。與傳統(tǒng)建筑比起來，裝配式建筑最顯著的特點(diǎn)就是采用預(yù)制的部品與部件在工地現(xiàn)場裝配施工，這種模式給裝配式建筑施工從深化設(shè)計(jì)、計(jì)劃管控、項(xiàng)目協(xié)作提出新的難度。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);裝配式建筑;鋼結(jié)構(gòu)、信息化應(yīng)用

引言

BIM信息化技術(shù)不僅在裝配式建筑設(shè)計(jì)和施工階段通用，而且可以支持裝配式建筑項(xiàng)目全生命周期的信息化管理，使得項(xiàng)目全生命周期的信息能夠得到有效的組織管理與追蹤溯源，可保證各類信息叢一個(gè)階段轉(zhuǎn)遞到下二階段時(shí)不會(huì)發(fā)生“信息失真”、“信息不對(duì)稱”減少甚至消除了信息的歧義與不一致性。同時(shí)，借助裝配式建筑全生命周期信息化管理平臺(tái)，將建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)、采購、生產(chǎn)、運(yùn)輸、吊裝安裝、計(jì)劃、資源、工效、成本管控等集成于一體進(jìn)行結(jié)構(gòu)化管理。高效的解決裝配式建筑EPMC中的各類問題，推動(dòng)建筑工業(yè)化的健康快速發(fā)展。

1裝配式建筑的優(yōu)勢

第一，節(jié)能環(huán)保。與傳統(tǒng)建筑相比，裝配式建筑的構(gòu)件生產(chǎn)在工廠完成，制作過程更加的環(huán)?；?，原材料的利用率更高，符合我國可持續(xù)發(fā)展的要求。第二，功能科技化。裝配式建筑使用的材料更加環(huán)保，減少能源的使用，降低建筑能耗，提高環(huán)保性。既能夠提高建筑本身的使用性能，還可以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。另一方面，保溫材料的使用對(duì)于建筑降噪也有很好的效果，并且，在安裝過程中，高效節(jié)能門窗的應(yīng)用，也提高建筑整體降噪功能。最后，與傳統(tǒng)建筑相比，裝配式建筑具有更好的防火功能，提高建筑的耐火性，增強(qiáng)建筑的安全性，同時(shí)具有良好的抗沖擊功能。第三，生產(chǎn)工業(yè)化。與傳統(tǒng)建筑相比，裝配式建筑的建設(shè)具有明顯的特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在其部品部件的生產(chǎn)方法上，現(xiàn)場安裝的部品部件在工廠中批量生產(chǎn)，并且在施工期間結(jié)合現(xiàn)場條件進(jìn)行吊裝安裝。

2BIM技術(shù)的特點(diǎn)

BIM技術(shù)就是建筑信息模型，它是關(guān)于技術(shù)的一種集成平臺(tái)。通過BIM技術(shù)可以將建筑物全生命周期的建設(shè)、管理信息收集、整理和完善從而生成整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目完整的數(shù)據(jù)庫、信息庫、知識(shí)庫。從方案階段一直到運(yùn)維階段，各個(gè)參與方都能夠及時(shí)全面地了解本階段整個(gè)項(xiàng)目的有關(guān)信息，并且通過各參與單位在建設(shè)和運(yùn)營項(xiàng)目的建設(shè)、運(yùn)營活動(dòng)來不斷的修改、添加、補(bǔ)充、完善各類信息。如下圖1的典型BIM技術(shù)應(yīng)用模型的變化。

BIM技術(shù)信息具有可視化和信息完備性、模擬性、可出圖性、一體化型等特點(diǎn)。BIM技術(shù)信息具有可視化和信息完備性指的是BIM技術(shù)可以將傳統(tǒng)平面圖紙轉(zhuǎn)化為三維模型，使得各個(gè)參與者都可以直觀感受到建筑物虛擬空間，可以將項(xiàng)目設(shè)計(jì)到施工再到運(yùn)營的全過程可視化，方便各參與方討論交流，推動(dòng)工程運(yùn)行的進(jìn)度。BIM技術(shù)能夠把工程對(duì)象信息和邏輯關(guān)系完整的描述，有利于信息完備性的發(fā)展。其次，BIM技術(shù)具備模擬性和可出圖性，指的是它可以利用軟件來對(duì)全部工程過程進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，可以通過綜合管線圖或預(yù)埋套管圖等圖紙來檢查錯(cuò)誤，提出優(yōu)化措施。最后，BIM技術(shù)能夠貫穿于設(shè)計(jì)和施工的全過程，并使得各部分連接成為一個(gè)整體，有利于提高勞動(dòng)效率，加快施工進(jìn)程。

3BIM技術(shù)在裝配式建筑中應(yīng)用

3.1在施工準(zhǔn)備階段的應(yīng)用

BIM技術(shù)可以在裝配式建筑施工準(zhǔn)備階段的質(zhì)量管理中進(jìn)行相關(guān)應(yīng)用。嚴(yán)格按照裝配式建筑技術(shù)要求，以質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，通過BIM相關(guān)信息化手段可以構(gòu)建虛擬施工場地。然后，在模擬中進(jìn)行現(xiàn)實(shí)施工，將各個(gè)空間的關(guān)聯(lián)性充分體現(xiàn)出來，對(duì)裝配時(shí)構(gòu)件進(jìn)行虛擬預(yù)拼裝，并進(jìn)行施工場地布置模擬，如下圖2所示。

3.2標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.2.1預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化

裝配式建筑實(shí)現(xiàn)了對(duì)建筑工程中標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制構(gòu)件的整體裝配，這種方式對(duì)傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)方式進(jìn)行了改造。傳統(tǒng)建筑在設(shè)計(jì)預(yù)制構(gòu)件的過程中，主要通過傳統(tǒng)的平面二維圖紙進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的深化和加工。通過BIM信息化手段，可對(duì)預(yù)制構(gòu)件采用三維模型方式進(jìn)行整體系統(tǒng)的整合參數(shù)化深化設(shè)計(jì)，將各類型的裝配式構(gòu)件通過參數(shù)化的模式，提高部品部件的標(biāo)準(zhǔn)化，逐步形成各類構(gòu)件的部品庫。同時(shí)，借助BIM信息化數(shù)據(jù)的可流轉(zhuǎn)性，將設(shè)計(jì)、采購、加工、施工各類數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的整合應(yīng)用，形成各公司自身競爭力產(chǎn)品。隨著項(xiàng)目和研發(fā)的逐步推進(jìn)，逐漸實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制構(gòu)件庫的建成。如下圖3所示。

3.2.2BIM技術(shù)中的可視化設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)相比較傳統(tǒng)的建筑方式，設(shè)計(jì)更加精細(xì)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了建筑設(shè)計(jì)方案的可視化。BIM技術(shù)將人機(jī)技術(shù)結(jié)合優(yōu)勢更為明顯，對(duì)于方案中的缺陷能夠及時(shí)的修正處理。如下圖4所示。

3.2.3BIM深化設(shè)計(jì)應(yīng)用

裝配式建筑設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)即為構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)，深化設(shè)計(jì)階段大多在建筑設(shè)計(jì)圖紙完成之后。在之后的項(xiàng)目推進(jìn)過程中，BIM技術(shù)依照之前的深化設(shè)計(jì)專項(xiàng)方案進(jìn)行構(gòu)件深化設(shè)計(jì)，以此來對(duì)方案中設(shè)計(jì)中不合理及技術(shù)不符合的部分進(jìn)行調(diào)整。BIM技術(shù)中的模型設(shè)置主要通過三維立體模型進(jìn)行設(shè)計(jì)平臺(tái)的創(chuàng)建，通過對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行協(xié)調(diào)來促進(jìn)設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑過程中的設(shè)備、建筑材料以及建筑工藝、設(shè)備進(jìn)行整合運(yùn)用以此來實(shí)現(xiàn)BIM模型基礎(chǔ)上的協(xié)同合作，最后這種方式通過專業(yè)的數(shù)據(jù)化整合分析。

3.3施工過程中的應(yīng)用

3.3.1利用BIM技術(shù)進(jìn)行裝配式建筑實(shí)施計(jì)劃管控

以計(jì)劃為核心，BIM模型為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，二維碼標(biāo)簽和掃槍為基本手段，為工程管理團(tuán)隊(duì)提供構(gòu)件追蹤，進(jìn)度模擬，進(jìn)度預(yù)警等服務(wù)。之云物聯(lián)的近期目標(biāo)是，強(qiáng)化構(gòu)件物流追蹤業(yè)務(wù)規(guī)范性，簡化業(yè)務(wù)，提高效率。中遠(yuǎn)期目標(biāo)是，逐步將裝配式工程的各種設(shè)備，物料，人員聯(lián)網(wǎng);各個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)數(shù)字化;進(jìn)而利用數(shù)據(jù)智能去優(yōu)化工程的整體管理，提升各參與方的合作效率。之云物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)（圖5）是一個(gè)服務(wù)于裝配式建筑工程構(gòu)件物流追蹤的多人協(xié)同工作平臺(tái)。所以，BIM技術(shù)在拼接式建筑工程施工管理方面，有著不可替代的重要作用。

3.3.2對(duì)信息的收集、處理

施工人員可以通過BIM技術(shù)對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳盡的分析，這有利于相關(guān)人員對(duì)圖紙進(jìn)行更加詳盡的設(shè)計(jì)，以保證施工人員對(duì)工程有著足夠的了解。BIM技術(shù)對(duì)信息的收集，主要包括對(duì)相似工程的建設(shè)計(jì)劃以及建設(shè)進(jìn)度進(jìn)行了解，幫助本工程進(jìn)度計(jì)劃的制定。對(duì)自身建筑構(gòu)件進(jìn)行詳盡的分析，以幫助施工人員安全進(jìn)行裝配施工。只有把各種信息都分析透徹，才能夠提高裝配式建筑工程的精準(zhǔn)度與安全性，才能夠保證建筑的質(zhì)量。

結(jié)束語

裝配式建筑作為一種先進(jìn)的建設(shè)模式，在推動(dòng)城市化建設(shè)的過程中發(fā)揮著極為重要的作用。將BIM技術(shù)在裝配式建筑全生命周期中應(yīng)用，一方面能夠有效提升裝配式建筑項(xiàng)目管理的各項(xiàng)效率，另外一方面則是能夠確保建設(shè)資源達(dá)到最優(yōu)化配置，確保預(yù)制構(gòu)件實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，保障施工的質(zhì)量，降低施工成本提高企業(yè)效益。

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