淺析BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用

宋雪

山東德建集團(tuán)有限公司 山東德州 253000

發(fā)展新型建造形式，大力推廣裝配式建筑，是黨的中央城市工作會(huì)議提出的任務(wù)。各省市也相繼出臺(tái)了鼓勵(lì)發(fā)展裝配式建筑的相關(guān)政策文件，大力發(fā)展裝配式建筑時(shí)機(jī)成熟、潛力巨大。和傳統(tǒng)建筑相比，裝配式建筑要求設(shè)計(jì)必須精細(xì)化、協(xié)同化，相應(yīng)地裝配式建筑需要全過(guò)程制定周密的實(shí)施計(jì)劃。BIM技術(shù)作為計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的又一次重大的變革，強(qiáng)調(diào)全過(guò)程、信息模型化、所見(jiàn)即所得，對(duì)高精度、精細(xì)化施工的裝配式建筑無(wú)疑是最為高效的技術(shù)輔助手段，裝配式建筑施工應(yīng)用BIM技術(shù)大有裨益。

1 BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用價(jià)值

1.1 有利于裝配建筑設(shè)計(jì)的合理性

在裝配施工規(guī)劃中，由于預(yù)制構(gòu)件的各種預(yù)埋和預(yù)留規(guī)劃的需要，各專業(yè)的規(guī)劃人員更需要密切配合。利用BIM技術(shù)構(gòu)建的規(guī)劃渠道，裝配施工規(guī)劃專業(yè)人員可以快速傳遞自己的專業(yè)規(guī)劃信息，并對(duì)規(guī)劃方案及時(shí)進(jìn)行修改和審核。借助BIM技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，專業(yè)設(shè)計(jì)師可以將包含自己專業(yè)規(guī)劃信息的BIM模型上傳到BIM規(guī)劃渠道。BIM技術(shù)通過(guò)問(wèn)題功能和主動(dòng)糾錯(cuò)功能，主動(dòng)篩選出不同專業(yè)之間的規(guī)劃沖突，幫助專業(yè)設(shè)計(jì)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題。裝配施工中預(yù)制構(gòu)件的種類(lèi)和式樣都很復(fù)雜，而且有大量的圖紙。通過(guò)BIM技術(shù)的“協(xié)同”規(guī)劃功能，其他專業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員可以同步、正確調(diào)用專業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員修改后的規(guī)劃參數(shù)，方便調(diào)整規(guī)劃方案，匹配專業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員，節(jié)省時(shí)間和精力。最終設(shè)計(jì)方案由各專業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員的規(guī)劃方案調(diào)整而成。

1.2 有利于裝配建筑進(jìn)度和計(jì)劃的調(diào)整

通過(guò)對(duì)PC預(yù)制構(gòu)件的拆卸，獲得相關(guān)信息，為PC預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的信息。然后，將BIM模型與項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃相關(guān)聯(lián)，該計(jì)劃可用于項(xiàng)目的5D級(jí)。通過(guò)與實(shí)際進(jìn)度的比較分析，完成對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度的控制和優(yōu)化。BIM技術(shù)能夠處理構(gòu)件吊裝對(duì)預(yù)制裝配施工的高要求，模擬施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，提前規(guī)劃起重機(jī)的走向，有助于提高工人的生產(chǎn)精度，直接影響施工設(shè)備的精度[1]。我們運(yùn)用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了施工方案的驗(yàn)證、優(yōu)化、調(diào)整和再優(yōu)化工作流程。

1.3 使構(gòu)件的生產(chǎn)環(huán)節(jié)得到優(yōu)化

預(yù)制構(gòu)件在生產(chǎn)環(huán)節(jié)也可以對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用。在裝配式建筑工程中，預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)制造占據(jù)重要地位，直接影響到整個(gè)工程的質(zhì)量安全，因此在現(xiàn)實(shí)工程中，必須切實(shí)保障預(yù)制構(gòu)件的制造水平，從而為后期施工打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。例如在實(shí)際工程中，生產(chǎn)方可以通過(guò)BIM技術(shù)模型獲取預(yù)制構(gòu)件的各項(xiàng)信息，從而制定相應(yīng)的生產(chǎn)計(jì)劃。在生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)方可以在信息共享平臺(tái)上發(fā)布進(jìn)度信息，從而與施工單位建立密切聯(lián)系，以此提高預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)效率及質(zhì)量。

2 BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 BIM在PC建筑施工中的應(yīng)用

PC建筑中大部分PC構(gòu)件都需要在工廠中制作預(yù)制成型，部分PC構(gòu)件中還有服務(wù)于工程項(xiàng)目各專業(yè)的預(yù)埋管線，一旦到現(xiàn)場(chǎng)才發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，木已成舟，來(lái)不及補(bǔ)救，會(huì)造成很大的損失。管線的錯(cuò)漏碰缺又往往是因?yàn)楦鲗I(yè)各環(huán)節(jié)的信息溝通未即時(shí)同步化，造成一個(gè)個(gè)的信息斷鏈、信息孤島，最終導(dǎo)致PC構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)連接安裝時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題卻為時(shí)已晚，無(wú)法解決。BIM技術(shù)解決這一難題恰到好處，由于建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電各個(gè)專業(yè)之間、設(shè)計(jì)、制作和安裝之間共享同一信息模型，可以更加直觀地檢查各專業(yè)各環(huán)節(jié)件存在的沖突。BIM的應(yīng)用為PC設(shè)計(jì)、制作、安裝帶來(lái)極大的便利，避免或減少錯(cuò)漏碰缺。BIM技術(shù)可以綜合建筑、結(jié)構(gòu)、安裝各專業(yè)信息進(jìn)行智能檢測(cè)，及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，防患于未然。

BIM在PC建筑施工中的利用主要在以下方面：

利用BIM進(jìn)行不同專業(yè)間的信息檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)協(xié)同，信息同步對(duì)稱，避免“撞車(chē)”，避免“不說(shuō)話”，避免不同專業(yè)間的信息孤島，避免現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決起來(lái)卻無(wú)從下手。

利用BIM進(jìn)行設(shè)計(jì)、構(gòu)件制作、運(yùn)輸、構(gòu)件安裝的信息監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的銜接與互動(dòng)，避免無(wú)法制作、運(yùn)輸和安裝的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的系統(tǒng)化。

利用BIM指導(dǎo)PC構(gòu)件的生產(chǎn)，使構(gòu)件制作、出庫(kù)計(jì)劃、運(yùn)輸與施工計(jì)劃等各個(gè)環(huán)節(jié)無(wú)縫銜接，動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

利用BIM進(jìn)行模臺(tái)、流水線設(shè)計(jì)，保證PC構(gòu)件形狀和尺寸的精度在安裝容許范圍內(nèi)；保證出筋、預(yù)埋件、預(yù)埋管線沒(méi)有遺漏，定位精準(zhǔn)。利用BIM進(jìn)行PC構(gòu)件備料，各種原材料、埋件數(shù)量的優(yōu)化統(tǒng)計(jì)。

利用BIM進(jìn)行PC構(gòu)件的施工組織，從制作、運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)配和安裝各個(gè)環(huán)節(jié)無(wú)縫銜接，動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

2.2 碰撞檢查

傳統(tǒng)二維圖紙中，難以發(fā)現(xiàn)碰撞問(wèn)題，給施工埋下了諸多隱患。應(yīng)用BIM技術(shù)建立BIM模型，借助其可視化特征，便可以在施工前，對(duì)工藝管線、工藝設(shè)備進(jìn)行碰撞檢查，以此為根據(jù)，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化、減少設(shè)計(jì)誤差，為施工提供有效的支持。BIM技術(shù)下，結(jié)合計(jì)算機(jī)軟件、計(jì)算機(jī)硬件以及傳感器，建立一個(gè)集聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué)為一體的模擬環(huán)境，可以使人產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)。借助三維檢查手段，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題與缺陷，及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，便可以避免返工現(xiàn)象的出現(xiàn)，減少材料浪費(fèi)，節(jié)約成本。此外，針對(duì)管線優(yōu)化，以“建模-碰撞-調(diào)整”為基礎(chǔ)，結(jié)合圖紙會(huì)審、問(wèn)題報(bào)告、建立BIM模型、協(xié)調(diào)會(huì)議、深化出圖以及變更洽商等環(huán)節(jié)，便可以確保管線模型切實(shí)符合實(shí)際情況，并可以提高管理的效果[2]。對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)，從始到終以BIM模型為根據(jù)進(jìn)行分析，在建設(shè)方的要求下，設(shè)計(jì)方、監(jiān)管方應(yīng)全程參與協(xié)調(diào)，并對(duì)施工規(guī)范、施工質(zhì)量要求以及建筑工程進(jìn)行校驗(yàn)，從而構(gòu)建管線優(yōu)化流程設(shè)計(jì)藍(lán)圖。

2.3 工程量計(jì)算

收集、整理各類(lèi)施工材料之后，還要對(duì)竣工模型進(jìn)行二次施工，添加各種設(shè)備運(yùn)行、能耗、安全等相關(guān)信息，剔除施工前提的多余信息。以往在計(jì)算工程量的時(shí)候，不同的造價(jià)人員，由于自身專業(yè)水平有所不同，對(duì)圖紙的理解也有所差異，因此得到的結(jié)果往往也是不同的，甚至同一個(gè)人，應(yīng)用不同的計(jì)算軟件或者是在不同的時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，也會(huì)得到不同的計(jì)算結(jié)果。一旦出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，便會(huì)導(dǎo)致工程陷入無(wú)休止校對(duì)的局面。應(yīng)用BIM技術(shù)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，便可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)算量，擺脫了人為因素給工程量計(jì)算造成的影響，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.4 BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式中的應(yīng)用

其一，對(duì)相應(yīng)的信息進(jìn)行統(tǒng)一的分類(lèi)處理。當(dāng)前，在預(yù)制裝配式建筑的BIM設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，相關(guān)的建筑工程單位應(yīng)該根據(jù)建筑工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，并結(jié)合預(yù)制裝配式建筑的具體內(nèi)容來(lái)展開(kāi)詳細(xì)、全面且有效的操作，對(duì)此進(jìn)行良好的規(guī)范，從而使得各個(gè)方面的建筑工作內(nèi)容都可以得到良好的劃分，這其中主要涉及到各個(gè)建筑環(huán)節(jié)、建筑任務(wù)、預(yù)制構(gòu)件、建筑類(lèi)型，以及機(jī)電設(shè)備等等，以此來(lái)對(duì)相應(yīng)的信息進(jìn)行統(tǒng)一的分類(lèi)處理，保證建筑在施工過(guò)程中的順利性[3]。

其二，科學(xué)、合理地分析信息的統(tǒng)一格式。一般來(lái)說(shuō)，需要對(duì)預(yù)制裝配式建筑的各個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格的、全面的規(guī)范，并且，需要清晰地掌握BIM設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的具體流程，制定全面的控制方案，將數(shù)據(jù)的格式進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，這其中主要涉及到的是構(gòu)件庫(kù)當(dāng)中所包含的預(yù)制構(gòu)件模型的參數(shù)格式、參數(shù)格式文件。需要注意的是，不同的參數(shù)格式文件之間要可以保證信息的交互性保持在合適的范圍之內(nèi)。

其三，關(guān)于信息的交付標(biāo)準(zhǔn)。在我國(guó)建筑工程行業(yè)的預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，信息在整個(gè)過(guò)程中起著十分關(guān)鍵的作用，因此，必須對(duì)信息加以處理，使其具有全面性和整體性，并且可以有效地促進(jìn)信息資源的傳遞與交付。需要注意的是，在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中需要提前制定嚴(yán)格的規(guī)范，并對(duì)規(guī)范加以遵循，從而促進(jìn)信息交付工作的順利實(shí)現(xiàn)。

其四，由于我國(guó)當(dāng)前的建筑行業(yè)受到了新的市場(chǎng)環(huán)境的影響，而建筑工程項(xiàng)目自身已經(jīng)涉及到的內(nèi)容也具有多樣性，即信息模型分類(lèi)、編碼的要求等。因此，根據(jù)我國(guó)建筑工程行業(yè)的統(tǒng)一要求，現(xiàn)階段，應(yīng)該針對(duì)不同理念下的各個(gè)建筑對(duì)象的真實(shí)情況進(jìn)行了解和掌握，以便于可以在建筑工程施工的過(guò)程之中實(shí)現(xiàn)全面的管理和監(jiān)控[4]。此外，還需要對(duì)不同類(lèi)別的建筑工程對(duì)象進(jìn)行統(tǒng)一命名和區(qū)分，以此來(lái)保證我國(guó)建筑工程行業(yè)的交付環(huán)境處于健康、穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，針對(duì)BIM技術(shù)在裝配式建筑應(yīng)用價(jià)值的研究是非常必要的?，F(xiàn)階段裝配式建筑的應(yīng)用逐漸成熟，不僅有效提高設(shè)計(jì)施工的效率和質(zhì)量，還使各項(xiàng)資源得到合理配置，從而避免建筑材料被浪費(fèi)。將BIM技術(shù)應(yīng)用在裝配式建筑中，能夠進(jìn)一步提升建筑設(shè)計(jì)的效率、實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)流程、提高施工現(xiàn)場(chǎng)的管理效率。