淺談裝配式建筑施工過程管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用

摘 要：現(xiàn)代建筑工程發(fā)展催生了多種新技術(shù)，也為衍生技術(shù)的應(yīng)用提供了更多空間。本文以BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用優(yōu)勢作為切入點，予以簡述，再以此為基礎(chǔ)，重點分析裝配式建筑施工過程管理中，BIM技術(shù)的應(yīng)用方法，就重點模擬、動態(tài)模擬、全周期內(nèi)施工調(diào)整等內(nèi)容進行論述，服務(wù)后續(xù)裝配式建筑管理。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;施工過程管理;BIM技術(shù);重點模擬

前言：裝配式建筑是一種新型建筑，將此前需現(xiàn)場制備的各類結(jié)構(gòu)和配件，以預(yù)制的方式進行制作，之后運輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場進行裝配、建成。該類建筑優(yōu)勢明顯，但對施工技術(shù)也具有特殊要求，這又使得BIM技術(shù)得到重視，BIM技術(shù)以大量信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，可實現(xiàn)多重模擬，在裝配式建筑施工過程管理中作用突出。

1.BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1直觀可復(fù)用

裝配式建筑的建設(shè)、施工，對技術(shù)、信息要求均較高，如剪力墻規(guī)格、接縫處拼接方式、導力結(jié)構(gòu)和承重結(jié)構(gòu)的搭配等。借助BIM技術(shù)，可對工程項目方案進行收集，之后以收集所獲參數(shù)為依托，建立可反復(fù)使用的信息模型，直觀、客觀的為建筑施工過程管理提供支持。如技術(shù)人員嘗試了解裝配式建筑應(yīng)對風沙破壞的能力，進行墻體建設(shè)后，可應(yīng)用已有模型，計算風力破壞的參數(shù)、代入模型中即可，根據(jù)模擬結(jié)果了解建筑圍護結(jié)構(gòu)是否需要加固、防風結(jié)構(gòu)是否應(yīng)予以優(yōu)化等，對施工過程中的管理工作助力明顯。即便一次模擬無法獲取可靠結(jié)果，也可反復(fù)進行多次模擬，直到結(jié)果滿意[1]。

1.2多元素模擬

多元素模擬，是指在進行裝配式建筑施工過程管理時，結(jié)合具體需求，將若干動態(tài)參數(shù)、靜態(tài)參數(shù)代入模型中，客觀的評估建筑質(zhì)量、改進需求，為后續(xù)施工活動和管理、監(jiān)理活動提供支持。如某裝配式建筑設(shè)計完成、核準技術(shù)和建設(shè)參數(shù)無誤，進行施工階段。施工過程中，甲方需要更改方案，提升建筑的保溫能力，可將原有方案下的模型調(diào)查，代入材料保溫參數(shù)、當?shù)厝照諈?shù)、冬季室外溫度等等信息，在多個元素綜合作用下，以甲方的明確要求作為約束條件，不斷調(diào)整圍護結(jié)構(gòu)厚度、門窗大小等，直到建筑保溫能力達標。依托BIM技術(shù)的可復(fù)用、多元素模擬功能完成裝配式建筑施工過程中的高質(zhì)量管理[2]。

2.裝配式建筑施工過程管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用方法

2.1重點模擬

BIM技術(shù)在裝配式建筑施工過程管理中的應(yīng)用方法多樣，典型方式之一為重點模式。重點模擬可為靜態(tài)，也可以為動態(tài)，強調(diào)借助客觀參數(shù)，針對某一個或幾個重點環(huán)節(jié)進行模擬。如某裝配式建筑地處南方，重視夏季散熱，施工過程中的模擬，以“室內(nèi)外能量交換”為重點?？山柚鶥IM技術(shù)建立建筑模型，選取室內(nèi)溫度作為約束條件，選取室外溫度為動態(tài)參數(shù)，在約束條件不變的情況下進行動態(tài)參數(shù)的調(diào)整，核準當前設(shè)計是否滿足散熱要求。假定室外溫度達到35攝氏度時，室內(nèi)溫度達到30攝氏度，超出設(shè)計標準?？商砑悠渌麆討B(tài)參數(shù)，如室內(nèi)空氣流速、地道風空調(diào)建設(shè)等，默認室內(nèi)溫度和室外溫度固定不變，調(diào)整其他動態(tài)參數(shù)，至室內(nèi)溫度達到理想水平，記錄該模式下各參數(shù)的具體指，指導裝配式建筑的施工建設(shè)。重點模式是BIM技術(shù)在各類建筑中的主要應(yīng)用方式，可根據(jù)裝配式建筑建設(shè)需要，獲取“重點參數(shù)”所在，之后進行針對性模擬。

2.2動態(tài)模擬

動態(tài)模擬是BIM技術(shù)的主要優(yōu)勢之一，較其他二維、三維模擬而言，BIM技術(shù)下，可通過對動態(tài)因素進行參數(shù)評估、代入的方式，獲取目標對象在不同動態(tài)因素影響下的建設(shè)、工作態(tài)勢。就裝配式建筑而言，因其建設(shè)方式較為特殊，面臨的模擬需求也存在特殊性。以建筑長時間使用后的密閉性為例，可獲取裝配式建筑的基本參數(shù)，包括圍護結(jié)構(gòu)自重、縱向負載、水平拉應(yīng)力、風力破壞、沉降導致的位移、材料自行變等等，上述所有數(shù)據(jù)，均以實測以及施工方案內(nèi)的標準信息為基準，之后將其以一個“影響系數(shù)”的形式，代入BIM模型中，進行高倍速度模型。以等比例放大“影響系數(shù)”的方式，模擬“長時間使用”下的建筑信息，了解圍護結(jié)構(gòu)、窗框等處出現(xiàn)形變的等級、強度，計算密閉性的損失，作為進一步施工優(yōu)化、施工過程管理的依據(jù)。

2.3全周期內(nèi)施工調(diào)整

裝配式建筑施工存在一個周期，該周期內(nèi)面臨甲方意見變化、施工動態(tài)因素影響，可能出現(xiàn)計劃之外的波動。可借助BIM技術(shù)，就施工周期內(nèi)的各類調(diào)整進行模擬分析，根據(jù)模擬結(jié)果為施工作業(yè)提供支持。假定某裝配式建筑原定為三層，高度9.50米。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)建筑區(qū)域內(nèi)存在軟土環(huán)節(jié)，且降水較多，進行三層裝配式建筑建設(shè)存在風險?？山柚鶥IM技術(shù)進行模擬，代入建筑自重參數(shù)、土壤屈服強度（夯實后）參數(shù)，計算在使用年限內(nèi)，建筑各部分出現(xiàn)沉降的可能、沉降總量、是否存在不均勻沉降風險等等。如模擬表明建筑無沉降風險，可繼續(xù)進行建設(shè)，模擬表明存在不均勻沉降隱患，則應(yīng)酌情考慮更改建設(shè)方案。

總結(jié)：綜上，裝配式建筑施工過程管理中，BIM技術(shù)的應(yīng)用價值理想，也具有高可行性。從優(yōu)勢上看，BIM技術(shù)直觀、可復(fù)用，且能將多個元素作為參數(shù)之一進行模擬，滿足裝配式建筑建設(shè)要求。方法上看，需考慮裝配式建筑施工過程管理需要，通過重點模擬、動態(tài)模擬、全周期內(nèi)施工調(diào)整等方式，提升施工管理成效。

參考文獻：

[1]楊清華.BIM技術(shù)在裝配式建筑施工管理中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2019（20）：273-274.

[2]周鑫.BIM技術(shù)在裝配式建筑施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用研究[J].住宅與房地產(chǎn)，2019（15）：122-123.

作者簡介：

郝增寶（1970.5--），男，漢族，山東沂源人，副教授，碩士學位，主要從事土木建筑教育研究

（山東省教學改革課題、省級，課題編號：2019302校企共建裝配式建筑施工體驗式教育培訓基地建設(shè)研究與實踐）