裝配式建筑工程施工中BIM技術(shù)的運用

劉偉

摘? ? 要：伴隨著我國國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的不斷深入，傳統(tǒng)的建筑工程施工方式由于高能耗、低環(huán)保的特性而逐漸被低耗能、高環(huán)保的裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工方式所取代。裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工方式要發(fā)展，就要不斷對BIM技術(shù)進行研究，從而有效地促使建筑施工工作效率得到提升，同時有效地節(jié)約能源，減輕污染?；诖?，文章就BIM技術(shù)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用進行分析。

關(guān)鍵詞：BIM;裝配式建筑;結(jié)構(gòu)施工;應(yīng)用

1? BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)主要是基于建筑信息構(gòu)建數(shù)字信息模型的一種信息技術(shù)。通過BIM技術(shù)可以將建筑相關(guān)的數(shù)據(jù)信息進行整合，同時對建筑工程施工中的各項信息進行分析，進而形成數(shù)字信息模型，可以對整個建筑工程形成仿真的模型。BIM技術(shù)的主要特點是可觀性、協(xié)調(diào)性、模擬性、可優(yōu)化性以及可出圖性。

由于BIM技術(shù)的特性可以將建筑施工的情況以及施工人員的調(diào)配方案進行呈現(xiàn)，還可以將建筑施工過程中容易發(fā)生碰撞的部位進行調(diào)整，同時可以有效地對施工環(huán)節(jié)進行規(guī)劃，做好各個施工環(huán)節(jié)的承接工作。還可以將施工過程進行模擬，從而對施工方式進行改善。并且通過BIM技術(shù)可以出圖紙，將建筑施工的重點進行標注，從而選擇適合的建筑施工方式。最重要的是BIM技術(shù)可以對于形成的建筑模型進行風(fēng)險分析，從而保證建筑施工的安全性、可靠性，避免建筑施工中可能發(fā)生的意外。

2? BIM技術(shù)在裝配式建筑施工中的應(yīng)用

2.1? BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計階段的應(yīng)用

（1）協(xié)助規(guī)劃設(shè)計。建設(shè)項目在施工前的規(guī)劃和設(shè)計很重要，前期規(guī)劃指明建筑建設(shè)的意圖和方向，設(shè)計意味著建筑具體要求，在傳統(tǒng)的建筑中，嚴重依靠人大腦中主觀思維，沒有嚴謹準確的系統(tǒng)作為支撐，無法理性并且毫無失誤的處理大量數(shù)據(jù)，這也是傳統(tǒng)的建筑方法被時代淘汰的主要原因。而在現(xiàn)代的建筑中，充分發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢，將其與地理信息系統(tǒng)進行結(jié)合，仔細研究地理信息系統(tǒng)搜集的數(shù)據(jù)，再利用BIM技術(shù)建立直觀的模型，這樣就能更好更高效的指導(dǎo)建筑過程的實施。在這過程中，BIM技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，BIM技術(shù)模型的建立是由構(gòu)件之間的各種參數(shù)構(gòu)成的，并且這些構(gòu)件都擁有自己獨一無二的特性，當(dāng)改變構(gòu)件中的任意參數(shù)時，利用BIM技術(shù)建立的模型也會隨之發(fā)生相應(yīng)的改變，通過BIM可以獲取構(gòu)件的各種性能參數(shù)，例如，尺寸，大小，材質(zhì)，間距，直徑等等。這樣就避免了人為對模型進行修改的麻煩和不精確的現(xiàn)象的發(fā)生，同時也提高了工作的效率。

（2）減少設(shè)計上的誤差。BIM技術(shù)能夠減少設(shè)計上的誤差指的是當(dāng)BIM技術(shù)應(yīng)用時，不僅因為它特有的三維立體模型的建立，使得設(shè)計人員能夠更加直觀的獲得各種構(gòu)件的準確參數(shù)，例如直徑，長度，厚度等，此外，它可以促使設(shè)計師更加認真和負責(zé)設(shè)計工作，并對建筑結(jié)構(gòu)進行更精確的設(shè)計研究，從而減少了偏差的概率發(fā)生。

2.2? ?BIM技術(shù)在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段的應(yīng)用

（1）優(yōu)化整合預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)流程。裝配式建筑的構(gòu)件生產(chǎn)階段是連接生產(chǎn)和施工的重要工序，組件的具體尺寸，厚度和其他信息可以直接從裝配式建筑物的BIM模型獲得。進度將隨時與施工單位溝通，以確保施工進度。為了確保所生產(chǎn)的部件的質(zhì)量，還可以在部件中植入包含部件尺寸和位置特定信息的RFID芯片，并通過芯片跟蹤部件的生產(chǎn)進度，物流以及質(zhì)量和其他信息，隨時隨地了解組件的進度，確保項目的進度和效率。

（2）加快裝配式建筑模型的試生產(chǎn)過程。BIM技術(shù)可以加快裝配式建筑模型試制過程，在裝配式建筑設(shè)計完成之后，將BIM模型中包含的構(gòu)件材料，尺寸等與生產(chǎn)廠家進行共享，廠家可以直接從模型中獲取生產(chǎn)構(gòu)件所需要的參數(shù)直接指導(dǎo)生產(chǎn)，還可以通過用于組件生產(chǎn)過程的條形碼將模型中的參數(shù)直接轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)參數(shù)，這可以提高組件生產(chǎn)的準確性，提高質(zhì)量，可以提高自動化程度并提高生產(chǎn)效率，也可以通過3D打印的途徑將模型打印出來，直接指導(dǎo)施工，并檢驗原設(shè)計的適用性。

2.3? ?BIM技術(shù)用于裝配式建筑施工階段

（1）動態(tài)材料管理。利用BIM技術(shù)還可以對材料進行動態(tài)管理，BIM技術(shù)可以根據(jù)施工現(xiàn)場的實際條件進行準確的分析，在施工前期計算出需要的材料的用量，制定出材料采購的具體計劃和數(shù)量，避免和減少在施工過程中材料數(shù)量的不足影響施工進度和效率，或者材料大量的剩余，造成資源的浪費和二次搬運造成成本增加現(xiàn)象的發(fā)生。同時當(dāng)施工進度發(fā)生改變時，BIM技術(shù)也可以根據(jù)實際發(fā)生的情況進行分析，對材料的用量進行自動的調(diào)整，對計劃用量和實際用量的偏差進行準確的分析，用來指導(dǎo)材料的采購和施工的進程。

（2）施工進度、質(zhì)量管理。建筑施工過程的進度以及建筑工程的質(zhì)量是影響建筑項目經(jīng)濟效益的重要環(huán)節(jié)，通過BIM技術(shù)進行模擬分析，構(gòu)建出可視化的模型，將實際的施工數(shù)據(jù)與計劃的數(shù)據(jù)進行對比分析，找出兩者之間的差異，并不斷優(yōu)化施工計劃。

2.4? ?BIM技術(shù)在裝配和施工運行維護階段的應(yīng)用

借助BIM和RFID技術(shù)搭建的信息平臺可以建立裝配式建筑的維護管理系統(tǒng)，例如，利用BIM技術(shù)建造的建筑物內(nèi)發(fā)生突發(fā)性的火災(zāi)，滅火人員可以抽調(diào)出BIM技術(shù)中包含的信息進行分析，找出發(fā)生火災(zāi)的位置，并且找出發(fā)生火災(zāi)的部位所用的建筑材料，根據(jù)所使用的建筑材料匹配效果最佳的滅火設(shè)備。而且，當(dāng)建筑物發(fā)生損壞時，也可以通過BIM技術(shù)直觀的看到損壞部位所用的材料的型號，尺寸，鋼筋的直徑，規(guī)格型號以及廠家的信息等等，使維修工作更加的便捷高效，提高了在裝配和施工運行維護階段的設(shè)備維護管理水平。

3? 實例分析

某裝配式建筑工程總建筑面積超過18萬㎡，總占地面積2.5萬㎡，包含4棟高層建筑和6棟多層建筑。BIM結(jié)構(gòu)應(yīng)用目標為全員施工全過程參與，利用建立BIM三維模型的方式，分階段審核設(shè)計的CAD圖紙，從而提高施工效果。

3.1? 梁柱鋼筋節(jié)點

在該項目工程中，高層辦公樓所采用的是勁性鋼骨柱的方式。但是，對于勁性柱與梁之間的鋼筋板扎還存在著施工難度，深化設(shè)計的CAD圖紙中，托板、鋼筋預(yù)留洞口位置可能與現(xiàn)場需求產(chǎn)生偏差，鋼筋排布密集，施工班組進行施工時無法從二維CAD圖紙中獲得準確施工指導(dǎo)。因此，可以進行BIM深化設(shè)計，創(chuàng)建勁性柱與梁節(jié)點鋼筋排布三維模型，提供符合現(xiàn)場需求的托板、鋼筋預(yù)留洞口的準確位置，確定各根鋼筋的位置、彎錨、搭接、穿洞等。

3.2? 機電管線與結(jié)構(gòu)碰撞管線碰撞問題

BIM最直觀的特點在于三維可視化。BIM的三維技術(shù)可以提供前期碰撞檢查，降低工程項目的出錯率和返工率，還能優(yōu)化凈空，優(yōu)化管線排布方案。三維管線方案碰撞優(yōu)化后進行施工交底、施工模擬，可使施工質(zhì)量得到提高，還能提升施工人員與業(yè)主溝通的能力。

3.3? 4D施工模擬階段應(yīng)用

利用四維施工過程、施工工序安排，對施工不同時段的設(shè)備利用和放置時間、位置，以及材料的堆放和運輸進行管理，尋求最快、最高效的施工設(shè)備利用方案和材料的及時、快速供應(yīng)規(guī)劃。清晰設(shè)備與材料管理周期，制定合理的人力資源進行重點管理。

4? 結(jié)束語

綜上所述，將BIM技術(shù)應(yīng)用在裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工中，不僅可以有效地保證建筑施工的質(zhì)量與進度得到提升，同時可以有效地節(jié)約建筑成本，減少污染，真正構(gòu)建綠色建筑。這就意味著，要不斷提高BIM技術(shù)的應(yīng)用于推廣，促使BIM技術(shù)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工中的良好應(yīng)用，進而促進我國建筑行業(yè)健康發(fā)展。

參考文獻：

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