基于裝配式建筑施工的輔助工具的研究

方俊一 張健

【摘要】在裝配式建筑施工建設(shè)的過程中，存在許多可用的輔助工具，BIM技術(shù)綜合數(shù)字信息技術(shù)推動(dòng)我國建筑業(yè)的發(fā)展。本文分析了裝配式建筑在施工的過程中BIM技術(shù)輔助工具如何優(yōu)化裝配式建筑的質(zhì)量和建設(shè)水平。

【關(guān)鍵詞】裝配式建筑;建筑施工;輔助工具;BIM技術(shù)

我國建筑行業(yè)正從高速增長轉(zhuǎn)向中速增長，建筑的構(gòu)建不再只是解決住房的問題，更多的是融入綠色發(fā)展、生態(tài)保護(hù)以及能量積蓄，在建筑行業(yè)發(fā)展以及優(yōu)化的過程中突出裝配式建筑的優(yōu)勢，科學(xué)使用科學(xué)輔助工具提升裝配式建筑的品質(zhì)以及效率，BIM技術(shù)這一輔助工具的運(yùn)用有效提升建筑本身的質(zhì)量以及效率，優(yōu)化設(shè)計(jì)以及建筑的過程，提升城市的整體現(xiàn)代化水平。

1、BIM技術(shù)與裝配式建筑的融合發(fā)展

在BIM技術(shù)推廣的過程中，BIM技術(shù)融入到裝配式建筑工程的生命周期設(shè)計(jì)中，將建筑工程的設(shè)計(jì)、施工以及后期建筑維護(hù)融合在一起，進(jìn)行建筑工程生命周期的全方位統(tǒng)籌，最大化地避免突發(fā)情況，提前做好規(guī)范設(shè)計(jì)，排除事前問題。

BIM技術(shù)將信息化與工業(yè)化結(jié)合在一起，應(yīng)用在建筑工程全生命周期中的時(shí)候體現(xiàn)為：設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、裝修以及管理，裝配式建筑在工廠進(jìn)行預(yù)制，運(yùn)到現(xiàn)場進(jìn)行建筑工程的初步設(shè)計(jì)以及效果考察，通過BIM技術(shù)的表達(dá)可以將設(shè)計(jì)圖紙上的內(nèi)容全面地表達(dá)出來，彌補(bǔ)建筑工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中存在的不足，并運(yùn)用數(shù)據(jù)庫的技術(shù)輔助將龐大的數(shù)據(jù)和信息綜合在一起，實(shí)現(xiàn)立體的生產(chǎn)過程展現(xiàn)。

2、BIM模塊化技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用

基于BIM模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)與傳統(tǒng)的建筑工程設(shè)計(jì)與建設(shè)技術(shù)不同，在裝配式建筑功能模塊設(shè)計(jì)的過程中，根據(jù)特殊的建筑需求推出建筑設(shè)計(jì)方案，所有的設(shè)計(jì)人員從龐大的數(shù)據(jù)庫中提取相應(yīng)的建筑功能，根據(jù)模型庫工程進(jìn)行模擬。在裝配式建筑設(shè)計(jì)的過程中，按照拓步模型對建筑結(jié)構(gòu)、建筑設(shè)備進(jìn)行組合以及設(shè)計(jì)，通過碰撞檢測、相互協(xié)調(diào)以及優(yōu)化設(shè)計(jì)構(gòu)建更優(yōu)化的裝配式建筑模型，并根據(jù)模型的設(shè)計(jì)成果進(jìn)行構(gòu)件庫的選取，做分解設(shè)計(jì)，在生產(chǎn)與施工的過程中完善施工以及后期管理的過程。

BIM模型技術(shù)在設(shè)計(jì)工作流程的時(shí)候主要包括三個(gè)方面：模型表達(dá)細(xì)度、模型信息含量、模型構(gòu)建范圍，對裝配式建筑的模型構(gòu)建、施工圖設(shè)計(jì)以及建筑施工做細(xì)致化跟進(jìn)。

針對裝配式建筑整體的設(shè)計(jì)方案優(yōu)化，將所有的工作設(shè)計(jì)細(xì)分為不同的模塊，主要包括功能模塊的劃分、結(jié)構(gòu)受力體系的分析、受力構(gòu)件位置的確認(rèn)、施工形式的完善、尺寸信息的確認(rèn)，最終確認(rèn)建筑工程的載荷信息。

BIM技術(shù)通過龐大數(shù)據(jù)庫的梳理以及信息的調(diào)取，對建筑結(jié)構(gòu)的布置形式、構(gòu)件尺寸以及更多的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行類比以及確認(rèn)，最終導(dǎo)入到結(jié)構(gòu)分析的軟件內(nèi)進(jìn)行力學(xué)結(jié)構(gòu)合理性的模擬與確認(rèn)。

2.1 BIM技術(shù)在裝配式建筑中的方案設(shè)計(jì)

技術(shù)在規(guī)劃的過程中主要集中空間規(guī)劃、可持續(xù)設(shè)計(jì)分析、法規(guī)檢測，設(shè)計(jì)人員通過方案設(shè)計(jì)突出裝配式建筑的可視化功能，利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的收集、整合、分析，為建筑工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膮⒖家罁?jù)。

在空間規(guī)劃的過程中，設(shè)計(jì)人員要考慮場地、建筑造型、建筑景觀、交通流線等，不僅要做到美觀與實(shí)用，還要注重文化傳統(tǒng)，從宏觀的角度考慮文化因素、氣候條件、可持續(xù)性應(yīng)用等，并符合交通流線的設(shè)計(jì)讓建筑工程的功能效果具有便利性與安全性的條件。

在場地分析與規(guī)劃的過程中，BIM技術(shù)可以幫助設(shè)計(jì)人員更全面地了解基礎(chǔ)設(shè)施、周邊地形、地貌、植被以及氣候因素，讓設(shè)計(jì)人員有一個(gè)直觀的了解，進(jìn)而可以在設(shè)計(jì)方案中確認(rèn)裝配式建筑的空間方位以及地形景觀設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)的運(yùn)用可以與GIS系統(tǒng)結(jié)合在的一起讓地理信息成果可視化，形成場地高度、坡度的優(yōu)化與運(yùn)用。

2.2 BIM技術(shù)在裝配式建筑中的優(yōu)化改善

BIM技術(shù)將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)勢應(yīng)用到裝配式建筑工程的優(yōu)化精進(jìn)上，BIM技術(shù)整合整個(gè)建筑生命周期的所有信息，通過可視化、管線綜合等多種手段進(jìn)行整個(gè)項(xiàng)目的跟進(jìn)，直接對物理環(huán)境進(jìn)行分析，并根據(jù)反饋的時(shí)效性信息進(jìn)行參數(shù)化構(gòu)建，提升設(shè)計(jì)人員以及建筑人員對裝配式建筑項(xiàng)目的整體把控。

BIM技術(shù)將搜集到的建筑信息傳導(dǎo)到傳統(tǒng)的分析軟件中，可以通過信息的分析直接修改建筑設(shè)計(jì)以及施工方案，直接將信息技術(shù)分析的結(jié)果體現(xiàn)在裝配式建筑之中。BIM技術(shù)與CFD軟件綜合在一起搜集和分析建筑室內(nèi)外的氣流情況以及溫度場，兩項(xiàng)技術(shù)的融合可以就模擬建筑以及周邊環(huán)境的情況，優(yōu)化改善建筑的外形以及尺寸，裝配式建筑可以根據(jù)風(fēng)場的情況選擇陽臺、露臺的設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)與Ecotect軟件的結(jié)合可以對建筑環(huán)境的日照、采光條件進(jìn)行分析，進(jìn)而可以讓所有的裝配式建筑使用者可以有更好的空間體驗(yàn)，Ecotect軟件將各種采光條件結(jié)合在一起將裝配式建筑放入到特定的環(huán)境、地點(diǎn)中進(jìn)行模擬，最終運(yùn)用到裝配式建筑的實(shí)際設(shè)計(jì)以及建設(shè)的過程中，優(yōu)化建筑的采光優(yōu)勢。

2.3 BIM技術(shù)在裝配式建筑中的深化設(shè)計(jì)改造

裝配式建筑必然要達(dá)到一定的預(yù)制率，在全過程中做成本的控制以及預(yù)制件的自動(dòng)化生產(chǎn)，以此為基礎(chǔ)做建筑工程設(shè)計(jì)方案的深化以及優(yōu)化，包括各類的尺寸優(yōu)化、構(gòu)件拆分、構(gòu)件深化、構(gòu)件配筋、碰撞檢測，BIM技術(shù)在這期間發(fā)揮可視性、參數(shù)性、聯(lián)動(dòng)性的功能，做好整體方案的輔助設(shè)計(jì)。

在構(gòu)建拆分的過程中，利用就BIM技術(shù)將進(jìn)行預(yù)制墻板、現(xiàn)澆墻板的模擬情況做構(gòu)件庫的建立，裝配式建筑的構(gòu)建在科學(xué)的原則下進(jìn)行拆分以及管理，對不符合現(xiàn)實(shí)的情況進(jìn)行管理以及修改，最終讓各個(gè)構(gòu)件之間形成直觀的檢驗(yàn)效果。

在構(gòu)建深化的過程中，許多的前期構(gòu)建拆分都要經(jīng)過形體優(yōu)化、鋼筋配置、碰撞檢測，對各類的鋼筋級別提升設(shè)計(jì)精度，充分發(fā)揮BIM技術(shù)的可視化技術(shù)做輔助設(shè)計(jì)，最大限度地規(guī)避人為識圖的弊端。

在構(gòu)件出圖的過程中，對裝配式建筑中的數(shù)量較多的預(yù)制構(gòu)件、建筑部品進(jìn)行圖紙生產(chǎn)的優(yōu)化，聯(lián)動(dòng)BIM技術(shù)，在可定程度上進(jìn)行圖紙的自動(dòng)化生成。

總結(jié)：

綜上所述，BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用目標(biāo)與應(yīng)用框架，結(jié)合BIM技術(shù)的不同施工類型做實(shí)際應(yīng)用的分析，由此讓裝配式建筑工程的整體施工效果得到提升，優(yōu)化裝配式建筑工程的設(shè)計(jì)精度以及施工精確度，為未來的城鎮(zhèn)化建設(shè)以及現(xiàn)代化發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)，促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

方俊一，1998年3月，男，重慶人，本科在讀，裝配式建筑方向。

基金項(xiàng)目：

重慶文理學(xué)院科研項(xiàng)目（XSKY2018108）