試論BIM技術(shù)在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程中的運(yùn)用

趙書航

【摘要】為了保證在施工過程中由于施工指導(dǎo)不足而導(dǎo)致的返工問題，目前在建筑鋼業(yè)的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程中普遍采用BIM技術(shù)，從而解決高耗能與勞動(dòng)浪費(fèi)的問題。BIM技術(shù)能夠預(yù)測(cè)在CSI組件中可能出現(xiàn)的問題，對(duì)出現(xiàn)的問題提前制定解決方案。本篇文章從產(chǎn)業(yè)化施工的難點(diǎn)著手進(jìn)行分析，闡述了BIM在針對(duì)產(chǎn)業(yè)化施工的難點(diǎn)時(shí)進(jìn)行解決的方案，希望可以為讀者提供參考。

【關(guān)鍵詞】裝配式混凝土結(jié)構(gòu)? 預(yù)制混凝土構(gòu)件? BIM技術(shù)

BIM的定義與概念是什么？很多小伙伴看到之后首先想到到的，BIM就是建筑信息模型啊，用來(lái)建模的唄，這個(gè)可以理解，畢竟BIM當(dāng)進(jìn)入我國(guó)的時(shí)候就是被當(dāng)做建模工具來(lái)用的。B也就是Building – 建筑或建筑物：廣義的說，應(yīng)該涵蓋所有工程結(jié)構(gòu)物（包括土木與建筑）。它指的是我們生活中的「實(shí)體空間」，以BIM所提之技術(shù)層面來(lái)分，較偏工程技術(shù)。I也就是Information – 信息：指對(duì)實(shí)體空間之工程結(jié)構(gòu)物的相關(guān)數(shù)據(jù)或行為，在「虛空間」做數(shù)字表達(dá)的信息技術(shù)。它是BIM的核心所在，尤其是幾何與非幾何兩種信息的關(guān)聯(lián)關(guān)系。M是Model在建筑中專業(yè)的屬于是Modeling–建（塑）模：Modeling是來(lái)自信息技術(shù)中面向?qū)ο蠹夹g(shù)的專有術(shù)語(yǔ)，簡(jiǎn)單的說，它是「對(duì)象化」的意思，就是將實(shí)體空間的實(shí)物（例如柱子）之屬性（例如斷面尺寸、材質(zhì)）及行為（例如上下端相連的梁或柱，或側(cè)面是否有墻的判斷準(zhǔn)則等），用面向?qū)ο蠹夹g(shù)將此關(guān)系，在虛空間組構(gòu)起來(lái)，叫「對(duì)象化」。BIM中的建筑信息模型是一個(gè)數(shù)字化的三維（3D）模型， 但并非如3D CAD模型只是由點(diǎn)、線、面等幾何元素所形成，而是由對(duì)應(yīng)于實(shí)體設(shè)施的對(duì)象化幾何組件（如梁、柱、版、墻、樓梯、門、窗等）所組成的擬真三維模型（包括空間與屬性數(shù)據(jù)）。4D BIM即是在原有的3D 模型XYZ 軸之基礎(chǔ)上，再加上一個(gè)時(shí)間軸，能將模型的形成過程以動(dòng)態(tài)的三維模型方式表現(xiàn)出來(lái)，讓用戶可以預(yù)先地動(dòng)態(tài)仿真施工過程。5D BIM則是把工程費(fèi)用加入，讓用戶掌握更精確的階段性經(jīng)費(fèi)（預(yù)算編列）。BIM軟件能夠統(tǒng)計(jì)所有工程物料的數(shù)量，配合單價(jià)，即可計(jì)算出總價(jià)，所以，使用者能夠在想要改換某一種物料時(shí)，立刻就知道這么做對(duì)總經(jīng)費(fèi)的支出是增加還是減少。6D BIM技術(shù)可使在設(shè)計(jì)過程中更加完整且準(zhǔn)確的估算能量消耗。并能夠在建造期間進(jìn)行測(cè)量和驗(yàn)證并收集經(jīng)驗(yàn)來(lái)改進(jìn)流程（參數(shù)校正）。7D BIM用于設(shè)施/設(shè)備的操作與維護(hù)。提供操作與維護(hù)各項(xiàng)信息，如品項(xiàng)、尺寸、材質(zhì)、適用標(biāo)準(zhǔn)、操作SOP、維護(hù)措施、檢修記錄等等。藉由維護(hù)紀(jì)錄，評(píng)估其可靠度/效期，再據(jù)以評(píng)估與決定合適之更新/維修策略與庫(kù)存。并結(jié)合操作紀(jì)錄，發(fā)展環(huán)境/性能之模型。

一、產(chǎn)業(yè)化施工的難點(diǎn)

（一）預(yù)制構(gòu)件精細(xì)化管理難度大

在建筑工程中涉及到的裝配式組建型號(hào)有上百種，并且采用結(jié)構(gòu)保溫一體化外墻技術(shù)進(jìn)行保溫，導(dǎo)致了在施工過程中施工單位無(wú)法對(duì)所應(yīng)用的組建型號(hào)以及數(shù)量進(jìn)行提取，無(wú)法有效統(tǒng)計(jì)在施工過程中組件的指標(biāo)含量，從而不能有效的對(duì)生產(chǎn)成本進(jìn)行控制。

（二）設(shè)計(jì)與施工無(wú)縫對(duì)接難度大

傳統(tǒng)的建筑工程設(shè)計(jì)圖紙僅僅考慮到結(jié)構(gòu)等等選型以及計(jì)算，缺乏了對(duì)實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)的了解，缺乏了對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)問題的思考，導(dǎo)致了設(shè)計(jì)與施工的無(wú)縫對(duì)接難度較大，從而造成構(gòu)建修改、返廠等問題的發(fā)生，導(dǎo)致了在施工時(shí)浪費(fèi)了大量的經(jīng)濟(jì)成本與工期延誤等現(xiàn)象，從而加大了施工成本。

（三）專業(yè)化施工能力培養(yǎng)難度大

當(dāng)前建筑企業(yè)對(duì)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的施工經(jīng)驗(yàn)不足，無(wú)法設(shè)置專項(xiàng)的施工技術(shù)，且建筑企業(yè)對(duì)專業(yè)化人員的施工能力培養(yǎng)難度較大，從而不能保證工程的質(zhì)量。

二、BIM技術(shù)解決方案

（一）制訂符合本工程的BIM實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)

在企業(yè)制定BIM實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)時(shí)應(yīng)遵循著企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)企業(yè)以及本工程的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)BIM的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)與目標(biāo)進(jìn)行規(guī)定，在對(duì)BIM的應(yīng)用范圍和選擇軟件時(shí)要嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇;為了實(shí)施一體化的工作流程，在參數(shù)信息要求和建模上一定要以裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程的BIM模型為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)交付定制組的說明和裝配式混凝土結(jié)構(gòu)知識(shí)庫(kù)的使用說明要嚴(yán)格注意，從而確保工程能夠一體化的實(shí)施。

（二）建立參數(shù)化構(gòu)件族

由于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程與常規(guī)澆筑混凝土工程的差異性，導(dǎo)致了在建立BIM模型時(shí)參數(shù)對(duì)組建的參數(shù)要進(jìn)行轉(zhuǎn)變。常規(guī)澆筑混凝土工程在建立BIM模型時(shí)比較便捷，但在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程中，對(duì)BIM組建模型的參數(shù)有著嚴(yán)格的要求，要通過BIM的模型來(lái)對(duì)加工圖紙與組建模型雙向的參數(shù)化信息進(jìn)行連接。由于裝配式混凝土板是實(shí)心板，從而也就導(dǎo)致了在創(chuàng)建構(gòu)建族中一旦發(fā)現(xiàn)族文件因綁扎的鋼筋而占用空間，就會(huì)導(dǎo)致板混凝土用量增加，出現(xiàn)施工成本加大的現(xiàn)象，因此在對(duì)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程建立BIM模型時(shí)要通過修改預(yù)留位的參數(shù)來(lái)解決混凝土和保溫材料等工程量精確的問題。

（三）構(gòu)件模型管理

構(gòu)建模型管理的為了實(shí)現(xiàn)以網(wǎng)絡(luò)信息管理系統(tǒng)來(lái)查看模型資料，從而對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員的吊裝定位進(jìn)行指導(dǎo)。在數(shù)據(jù)庫(kù)中傳入竣工信息，蓉兒保證施工的質(zhì)量記錄能夠查詢。

（四）構(gòu)件模型庫(kù)管理

建立BIM構(gòu)件并使用互聯(lián)網(wǎng)模式來(lái)搭建CSI構(gòu)件族管理系統(tǒng)平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)快捷的組件、族的管理方式。構(gòu)建模型庫(kù)管理模式的創(chuàng)新在意：①使用互聯(lián)網(wǎng)來(lái)對(duì)施工過程進(jìn)行遠(yuǎn)程指導(dǎo);②構(gòu)件模型庫(kù)管理系統(tǒng)科支持任何類型的BIM工具，實(shí)現(xiàn)了多種軟件在一個(gè)平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一管理與運(yùn)營(yíng);③在企業(yè)內(nèi)部通過自定義的上傳新的文件能夠獲取公共的族文件權(quán)限，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了族庫(kù)的自我更新，加快了BIM建模效率，對(duì)BIM的推廣起到推動(dòng)作用，方便企業(yè)特對(duì)BIM族文件的統(tǒng)一管理與貢獻(xiàn)，提升了企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，提高企業(yè)工作效率。

三、結(jié)束語(yǔ)

伴隨著人們生活水平的需求，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程在我國(guó)的建筑行業(yè)正被大量的應(yīng)用著，BIM技術(shù)的推廣有利于加快住宅產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程，可以為建筑企業(yè)在施工過程中節(jié)省人力物力等資源，提高建筑的品質(zhì)。本篇文章通過對(duì)產(chǎn)業(yè)化施工的難點(diǎn)進(jìn)行分析，并提出了BIM在產(chǎn)業(yè)化施工的難點(diǎn)中的解決方案，以期能夠?yàn)榻ㄖ髽I(yè)帶來(lái)參考幫助。

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