基于BIM 的裝配式建筑信息管理的研究

張留軍

中電建路橋集團(tuán)有限公司 北京 100048

裝配式建筑本身具有施工周期短、節(jié)能、節(jié)約人力等特點(diǎn)，在我國(guó)政府倡導(dǎo)的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)健的社會(huì)發(fā)展背景下，具有獨(dú)特的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。十八大以來國(guó)家高度重視生態(tài)文明建設(shè)，大力發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)。在信息化日新月異發(fā)展的今天，基于BIM 的裝配式建筑項(xiàng)目信息管理表現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1 裝配式建筑的優(yōu)點(diǎn)

1.1 施工周期短

裝配式建筑是在構(gòu)件生產(chǎn)過程中，機(jī)械化代替了傳統(tǒng)的手工制作，加快了構(gòu)件的制作生產(chǎn)效率。同時(shí)，預(yù)制完的構(gòu)配件直接運(yùn)輸配送，現(xiàn)場(chǎng)吊裝是將構(gòu)件組裝起來，節(jié)省了混凝土施工、抹灰等工序，節(jié)省了許多傳統(tǒng)建設(shè)工程施工工序所必須耗用的時(shí)間，大大縮短了施工周期。

1.2 可持續(xù)發(fā)展

在裝配式構(gòu)件的生產(chǎn)過程中，基于BIM 技術(shù)對(duì)構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，可以節(jié)約制作模具的費(fèi)用，提高模板等周轉(zhuǎn)材料的回收周轉(zhuǎn)。

1.3 不受氣候制約

傳統(tǒng)的施工方式受氣候因素的影響大，在一定程度上影響施工進(jìn)度。裝配式建筑施工就解決了這個(gè)問題。由于大部分預(yù)制構(gòu)件都可以在工廠內(nèi)進(jìn)行，由構(gòu)件成型之后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)行吊裝，受氣候因素制約影響少[1]。

2 BIM 在建設(shè)工程信息管理中應(yīng)用

2.1 在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

基于BIM 技術(shù)的裝配式建筑項(xiàng)目的信息管理在設(shè)計(jì)階段通常是通過設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)，建立構(gòu)件的數(shù)字模型并逐步完成對(duì)項(xiàng)目工程進(jìn)行整體的可視化設(shè)計(jì)。建立BIM 模型過程可分三個(gè)部分：方案的初步設(shè)計(jì)、模型深化設(shè)計(jì)及方案優(yōu)化。

（1）初步設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)模式下，設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)繪制施工圖過程中，經(jīng)常存在構(gòu)件信息的錯(cuò)、漏，以及各個(gè)專業(yè)如土建、安裝等施工圖紙相同構(gòu)件在不同專業(yè)的施工圖上數(shù)據(jù)信息存在差異，從而可能導(dǎo)致在后續(xù)的構(gòu)件制作、吊裝過程中一系列的問題。BIM 技術(shù)就很直觀的解決了這個(gè)問題?；贐IM 構(gòu)成構(gòu)件的族中涵蓋了工程項(xiàng)目中所包含的各個(gè)構(gòu)件的信息，諸如：構(gòu)件的類型、材質(zhì)、尺寸等參數(shù)信息。

（2）協(xié)同工作進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。基于BIM 技術(shù)建立可視化模型，使設(shè)計(jì)方各專業(yè)高度協(xié)同化工作成為了可能。在設(shè)計(jì)深化階段，通過各個(gè)設(shè)計(jì)專業(yè)建立的BIM 模型整合，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)碰撞檢查、管線進(jìn)行優(yōu)化排布，及時(shí)消除設(shè)計(jì)中存在的問題等。降低了裝配式建筑在施工過程中可能出現(xiàn)的碰撞問題、預(yù)埋件錯(cuò)位等傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題，從而從根本上減少了不必要的設(shè)計(jì)變更與返工，為后續(xù)預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)及安裝施工提供有力保障。

（3）設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。設(shè)計(jì)方案優(yōu)化應(yīng)從項(xiàng)目規(guī)模與建筑形式方面分析：項(xiàng)目的規(guī)模越大、結(jié)構(gòu)形式越復(fù)雜、設(shè)計(jì)時(shí)通常會(huì)造成構(gòu)件的規(guī)格雜亂。因此，在預(yù)制構(gòu)件數(shù)量一定時(shí)，因構(gòu)件種類的增多，降低構(gòu)件廠商模具的周轉(zhuǎn)率，影響模板充分的利用；另一方面增加了設(shè)計(jì)的工作量及復(fù)雜性。設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，應(yīng)盡可能使構(gòu)件模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化，減少模具種類?；贐IM 技術(shù)裝配式建筑的信息管理，在設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)方案優(yōu)化時(shí)發(fā)揮著巨大作用[2]。

2.2 在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段的應(yīng)用

（1）構(gòu)件生產(chǎn)制作。預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)單位可直接從BIM 模型中調(diào)取預(yù)制構(gòu)件的尺寸、材質(zhì)、需求數(shù)量等信息，及時(shí)制定構(gòu)件生產(chǎn)計(jì)劃排期，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)活動(dòng)。在構(gòu)件生產(chǎn)的同時(shí)，及時(shí)讓施工方了解預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)情況以便施工單位組織施工，及時(shí)調(diào)整施工順序與施工方案；也可以在生產(chǎn)時(shí)將設(shè)計(jì)不合理不經(jīng)濟(jì)的方案、預(yù)制構(gòu)件中存在的問題及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)單位，以便及時(shí)調(diào)整構(gòu)件的模數(shù)信息，從而使構(gòu)件在生產(chǎn)過程中實(shí)時(shí)、高效，保證構(gòu)件的生產(chǎn)制作的順利進(jìn)行。基于BIM 信息平臺(tái)的構(gòu)件生產(chǎn)過程，在一定程度上實(shí)現(xiàn)整個(gè)預(yù)制裝配過程實(shí)現(xiàn)零庫(kù)存、零缺陷的目標(biāo)。

（2）構(gòu)件運(yùn)輸管理。在運(yùn)輸預(yù)制構(gòu)件時(shí)，依據(jù)構(gòu)件的發(fā)貨地與目標(biāo)地，利用BIM 模擬合理布置運(yùn)輸路線，并結(jié)合施工順序安排構(gòu)件運(yùn)輸順序。通過運(yùn)輸路線模擬選擇運(yùn)輸最短路徑，在保證施工進(jìn)度的同時(shí)，對(duì)于降低工程運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用有著積極的意義。

2.3 在施工階段的應(yīng)用

（1）場(chǎng)內(nèi)構(gòu)件的堆放。利用BIM 技術(shù)的可視化與模擬仿真，在預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)前對(duì)其運(yùn)輸車輛的場(chǎng)內(nèi)行車路線及堆放場(chǎng)地進(jìn)行模擬仿真，確保在構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)時(shí)，有序堆放，合理施工。

（2）預(yù)制構(gòu)件精細(xì)化管理。裝配式建筑由于其裝配的特性，較傳統(tǒng)混凝土施工需要的施工機(jī)械化程度更高，施工過程中需要各專業(yè)協(xié)調(diào)配合[3]。為此在施工前，施工單位可利用BIM 技術(shù)對(duì)預(yù)裝配吊裝工程進(jìn)行施工模擬、仿真，以進(jìn)一步優(yōu)化技術(shù)方案及施工流程，確保構(gòu)件準(zhǔn)確定位，從而實(shí)現(xiàn)建筑工程的高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量。在利用BIM 技術(shù)進(jìn)行施工模擬、仿真的同時(shí)，利用數(shù)字模型，形成動(dòng)態(tài)施工動(dòng)畫，對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行優(yōu)化布置，其中包括：垂直機(jī)械的選用及覆蓋范圍、臨時(shí)設(shè)施的搭建、構(gòu)配件等位置合理堆放與布置，優(yōu)化臨時(shí)道路、車輛運(yùn)輸路線等。在避免二次搬運(yùn)的浪費(fèi)等施工成本的同時(shí)，確定垂直機(jī)械調(diào)運(yùn)范圍，提升施工機(jī)械吊裝及使用效率，降低了由周轉(zhuǎn)材料導(dǎo)致的工期滯后，加快了構(gòu)件的裝配進(jìn)度。

（3）施工的準(zhǔn)備工作與吊裝。在構(gòu)件吊裝階段，施工管理人員可利用BIM 的可視化與施工仿真進(jìn)行技術(shù)安全交底培訓(xùn)，讓施工人員更加直觀的了解施工工藝、技術(shù)要點(diǎn)的同時(shí)，及時(shí)明確施工過程中可能存在的意外傷害。在構(gòu)件吊裝方面，按照構(gòu)件上的信息按照BIM 模擬施工次序，依次進(jìn)行吊運(yùn)和裝配，做到規(guī)范科學(xué)一步到位，提升吊裝施工的效率。

3 結(jié)語(yǔ)

基于BIM 技術(shù)對(duì)裝配式建筑的項(xiàng)目工程全生命周期的信息管理，實(shí)現(xiàn)了建設(shè)工程過程協(xié)同化，必將有效的提升裝配式建筑工程工程項(xiàng)目中的管理水平及施工質(zhì)量。