EPC模式下BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用分析

顧佳華 王凱旋 時(shí)開(kāi)青 賀寧

【摘要】BIM技術(shù)和裝配式建筑的結(jié)合，成為我國(guó)建筑行業(yè)當(dāng)下的熱點(diǎn)和未來(lái)的趨勢(shì)，與國(guó)外相比，裝配式建筑在我國(guó)處于初級(jí)階段，發(fā)展面臨許多制約因素。將BIM技術(shù)和裝配式相結(jié)合，可以發(fā)揮BIM信息集成的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)維護(hù)的一體化。本文通過(guò)分析裝配式建筑和BIM技術(shù)的特點(diǎn)，將BIM技術(shù)于裝配式建筑相結(jié)合，重點(diǎn)介紹三維可視化成果分析、構(gòu)件碰撞檢查分析、圖紙深化與工程量統(tǒng)計(jì)，以期為BIM技術(shù)推動(dòng)裝配式建筑的發(fā)展提供參考。

【關(guān)鍵詞】裝配式建筑;BIM技術(shù)應(yīng)用;深化設(shè)計(jì);EPC總承包

1、前言

近年來(lái)，隨著B(niǎo)IM技術(shù)和EPC模式的應(yīng)用逐漸深入，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究熱度不斷提高。但是，由于我國(guó)工程建設(shè)流程相對(duì)固定、單一，導(dǎo)致整個(gè)項(xiàng)目存在碎片化問(wèn)題。EPC模式雖然能夠?qū)㈨?xiàng)目各方整合為一個(gè)整體，但同時(shí)也存在總承包風(fēng)險(xiǎn)較大而導(dǎo)致項(xiàng)目進(jìn)展緩慢的問(wèn)題[1]。雖然我們已經(jīng)開(kāi)始在裝配式建筑應(yīng)用BIM技術(shù)，在培養(yǎng)了一批既懂裝配式又懂BIM技術(shù)的人才上花了很大的心血，但總體上BIM技術(shù)人員的裝配式施工經(jīng)驗(yàn)存在明顯的不足。

2、裝配式建筑工程總承包模式

為解決平行發(fā)包造成設(shè)計(jì)與施工的分離，建設(shè)單位在選擇建筑工程項(xiàng)目組織方式時(shí)，優(yōu)先采用EPC（Engineering Procurement Construction）工程總承包模式[2]。它是指總承包受業(yè)主委托，按照合同約定對(duì)工程建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工、試運(yùn)行作為一個(gè)整體實(shí)行全過(guò)程或若干階段的承包，并對(duì)工程的質(zhì)量、安全、費(fèi)用和進(jìn)度全面負(fù)責(zé)。

3、BIM技術(shù)在EPC工程總承包模式中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

建筑信息模型 building information model （BIM）建筑及其設(shè)施的物理和功能特性的數(shù)字化表達(dá)，在建筑工程全壽命期內(nèi)提供共享的信息資源，并為各種決策提供基礎(chǔ)信息[3]。BIM技術(shù)是一種數(shù)據(jù)化工具，通過(guò)建筑模型整合項(xiàng)目的各類(lèi)相關(guān)信息，在項(xiàng)目策劃、設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期中進(jìn)行信息的共享和傳遞，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用。所以，將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑項(xiàng)目的管理，將大大促進(jìn)裝配式建筑的發(fā)展速度，提高國(guó)內(nèi)建筑中裝配式建筑所占的市場(chǎng)比率。

4、EPC模式下BIM技術(shù)在裝配式中的應(yīng)用

4.1 BIM技術(shù)應(yīng)用實(shí)施路徑

預(yù)制結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)是在原EPC單位出具的設(shè)計(jì)施工圖紙基礎(chǔ)上，結(jié)合裝配式結(jié)構(gòu)構(gòu)件制造及施工工藝的特點(diǎn)，對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行細(xì)化、補(bǔ)充和完善，將繁瑣的對(duì)圖工作集于一個(gè)預(yù)制構(gòu)件深化模型，找出在二維圖紙上不易發(fā)現(xiàn)的設(shè)計(jì)盲點(diǎn)，將設(shè)計(jì)盲點(diǎn)問(wèn)題按類(lèi)別整理成問(wèn)題報(bào)告。通過(guò)協(xié)調(diào)會(huì)的形式將設(shè)計(jì)問(wèn)題在施工前提前反饋給EPC單位的設(shè)計(jì)部門(mén)予以解決，減少錯(cuò)誤的發(fā)生?；谏罨{(diào)整完畢的預(yù)制構(gòu)件深化模型，生成預(yù)制構(gòu)件深化技術(shù)資料，包含截面圖、平面圖、詳圖等，套用企業(yè)模板進(jìn)行鋼筋及混凝土用量統(tǒng)計(jì)分析，生成料單。

4.2基于BIM技術(shù)的三維成果表現(xiàn)

應(yīng)用BIM技術(shù)，可以從任意一個(gè)方向觀察模型，而不是單從平、立、剖三個(gè)方向觀察。選取BIM模型的一部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，作不同的直觀效果演示。例如查看PC梁構(gòu)件，可以將構(gòu)件的混凝土材質(zhì)去除，觀察內(nèi)部構(gòu)成，用色彩體現(xiàn)它不同的構(gòu)造關(guān)系，提供給構(gòu)件生產(chǎn)單位。

BIM模型里包含豐富的信息，在預(yù)制裝配式構(gòu)件模型中除了3D建筑信息模型的幾何信息描述外，還包含了建筑構(gòu)件對(duì)象之間的邏輯關(guān)系。集合單個(gè)預(yù)制構(gòu)件的BIM數(shù)據(jù)庫(kù)，就可以產(chǎn)生整個(gè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)庫(kù)，相當(dāng)于把建筑項(xiàng)目所有的信息集成在一個(gè)三維信息化模型里，這是對(duì)工程項(xiàng)目非常有用的三維信息化模型。

4.3基于BIM技術(shù)的預(yù)制構(gòu)件及鋼筋碰撞檢查

常規(guī)的碰撞檢測(cè)，主要是檢查構(gòu)件之間的碰撞，深化設(shè)計(jì)中的碰撞檢查除了發(fā)現(xiàn)構(gòu)件之間是否存在干涉和碰撞外，主要是檢測(cè)構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)處的預(yù)留鋼筋之間是否有沖突和碰撞，這種基于鋼筋的碰撞檢測(cè)，要求更高，也更加精細(xì)化，需要達(dá)到毫米級(jí)別。在對(duì)鋼筋進(jìn)行碰撞檢查時(shí)，為防止鋼筋發(fā)生連鎖的碰撞沖突增加修改的難度，先對(duì)所有的鋼筋節(jié)點(diǎn)作碰撞檢查，即在建立參數(shù)化配筋節(jié)點(diǎn)時(shí)進(jìn)行檢查，保證鋼筋節(jié)點(diǎn)鋼筋沒(méi)有碰撞，然后再基于整體配筋模型進(jìn)行全面檢測(cè)，直到結(jié)果收斂。因此，利用BIM技術(shù)可以快速準(zhǔn)確的把可能發(fā)生在現(xiàn)場(chǎng)的沖突與碰撞在BIM模型中事先消除。

4.4深化圖紙的生成與工程量統(tǒng)計(jì)

三維模型和二維圖紙是兩種不同形式的建筑表示方法，三維的BIM模型不能直接用于預(yù)制構(gòu)件的加工生產(chǎn)，需要將包含鋼筋信息的BIM模型轉(zhuǎn)換成二維的加工圖紙。利用BIM軟件的出圖和自動(dòng)更新功能，一旦模型數(shù)據(jù)發(fā)生修改，與其關(guān)聯(lián)的所有圖紙都將自動(dòng)更新，總體上預(yù)制構(gòu)件自動(dòng)出圖，圖紙的完成率在80%-90%之間。

在生成加工圖紙時(shí)還需要對(duì)鋼筋及混凝土的用量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以便加工生產(chǎn)，基于整體配筋模型，利用BIM軟件中自帶的各類(lèi)工程量模板進(jìn)行快速的統(tǒng)計(jì)分析，減少人為操作和潛在錯(cuò)誤，實(shí)現(xiàn)工程量信息與設(shè)計(jì)方案的完全一致。

結(jié)語(yǔ)：

EPC項(xiàng)目較為顯著的優(yōu)勢(shì)在于總包方早期介入項(xiàng)目設(shè)計(jì)，利用BIM技術(shù)則能夠更好的實(shí)現(xiàn)總包方對(duì)設(shè)計(jì)的參與和管理。利用BIM模型的直觀性、可分析性、可出圖性的特點(diǎn)，高效的進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的拆分設(shè)計(jì)。通過(guò)碰撞檢查預(yù)先排除預(yù)制構(gòu)件之間、預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆部分、設(shè)備、管線之間的各種問(wèn)題，出具預(yù)制構(gòu)件詳圖，提高圖紙的準(zhǔn)確性和完整性，避免今后的設(shè)計(jì)變更等，減少不必要的浪費(fèi)，以降低成本?；贓PC管理體系，預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)與生產(chǎn)加工全面融入項(xiàng)目總體技術(shù)管理，覆蓋設(shè)計(jì)、構(gòu)件加工、現(xiàn)場(chǎng)施工等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，解決了以往的設(shè)計(jì)圖紙控制寬泛，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工指導(dǎo)性差的問(wèn)題。利用BIM技術(shù)能夠更好的提升設(shè)計(jì)品質(zhì)，充分發(fā)揮EPC模式的優(yōu)勢(shì)，提升工程整體價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]高震，畢建靜.BIM技術(shù)在裝配式建筑EPC管理模式中的應(yīng)用[J].四川水泥，2019，（01）：232-232.

[2]王婷，肖麗萍.基于BIM的施工資料管理系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)研究[J].工程管理學(xué)報(bào)，2015，（3）：50-54.

[3]GB/T51212-2016，建筑工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[S].