基于BIM技術(shù)的裝配式建筑生產(chǎn)流程信息化研究

劉鋼

摘 要 目前“BIM”和“裝配式”都是住建部力推的建筑新興技術(shù)。裝配式建筑有著綠色、環(huán)保、高效、節(jié)約等諸多優(yōu)點(diǎn)，BIM技術(shù)提高了裝配式建筑整個(gè)生產(chǎn)流程的信息化程度，是將裝配式建筑優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來的最好催化劑。本文主要從裝配式建筑“設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、拼裝”四個(gè)主要流程，說明BIM技術(shù)如何運(yùn)用在這些流程中，以此印證BIM技術(shù)對(duì)裝配式建筑的重要性。

關(guān)鍵詞 BIM;裝配式;設(shè)計(jì);生產(chǎn);運(yùn)輸;拼裝

引言

BIM（即“建筑信息模型”）技術(shù)，是指通過三維模型來作為建筑全過程生產(chǎn)信息的載體，在建筑全生命周期內(nèi)貫穿使用。BIM技術(shù)代表著建筑信息化發(fā)展的趨勢(shì)和前沿，被譽(yù)為“建筑工程技術(shù)的第2次革命”。裝配式建筑，是在建筑施工中將建筑工程的主要或全部構(gòu)件，采用“工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)拼裝”。裝配式建筑。具有“周期短、過程環(huán)保、效率高、精度大、集約化程度高”等特點(diǎn)。下面從“設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸和拼裝”四個(gè)主要工作流程，來說明BIM技術(shù)應(yīng)該如何應(yīng)用到裝配式建筑信息化生產(chǎn)的全流程中。

1裝配式建筑設(shè)計(jì)拆分需要BIM技術(shù)

裝配式建筑需要將梁、板、柱、墻、衛(wèi)生間、樓梯等，拆分成最基本的建筑單元，然后在工廠實(shí)現(xiàn)這些構(gòu)件生產(chǎn)，預(yù)制完后拉入到施工現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)拼裝。應(yīng)用BIM技術(shù)，采用三維建模軟件設(shè)計(jì)拆分，可以構(gòu)建出相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)、體量一致、簡(jiǎn)單并易于生產(chǎn)的構(gòu)件庫(kù)。在拆分的時(shí)候，設(shè)計(jì)院應(yīng)在預(yù)制廠家能夠完成的技術(shù)范圍之內(nèi)，做出合理化的設(shè)計(jì)，再進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的拆分。與此同時(shí)，預(yù)制廠商應(yīng)該加強(qiáng)和設(shè)計(jì)院的聯(lián)系，不斷地提高自己預(yù)制生產(chǎn)能力，不斷拓展新的預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)范圍，及時(shí)傳達(dá)給設(shè)計(jì)院，使得設(shè)計(jì)院能夠不斷進(jìn)行設(shè)計(jì)更新，擴(kuò)充標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制構(gòu)件庫(kù)[1]。

2裝配式建筑設(shè)計(jì)碰撞需要BIM技術(shù)

裝配式建筑在施工現(xiàn)場(chǎng)拼裝時(shí)，構(gòu)件與構(gòu)件的連接點(diǎn)，特別是“柱柱連接”“梁柱連接”“梁板連接”“柱板連接”較為復(fù)雜?；贐IM技術(shù)的碰撞檢查，不僅能夠?qū)⒔ㄖ⒔Y(jié)構(gòu)、給排水、電氣、暖通等專業(yè)在空間位置上的沖撞全部檢查出來;同時(shí)也可以對(duì)細(xì)部節(jié)點(diǎn)，尤其是鋼筋節(jié)點(diǎn)較為復(fù)雜的區(qū)域進(jìn)行細(xì)化表達(dá)。在施工交底的時(shí)候，根據(jù)三維模型，工人易于掌握裝配式施工技術(shù)的精髓，提高施工質(zhì)量，提升建筑壽命[2]。

3裝配式建筑設(shè)計(jì)出圖需要BIM技術(shù)

裝配式建筑如果用傳統(tǒng)的二維CAD圖紙來進(jìn)行表達(dá)，一方面不足以將復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)意圖完全表達(dá)出來，另一方面給施工者進(jìn)行圖紙識(shí)讀造成了困難。同時(shí)最重要的是，設(shè)計(jì)人員對(duì)圖紙的修改，拆分方法的改進(jìn)，都會(huì)改變?cè)械氖┕D紙，需要重新進(jìn)行二維CAD圖紙輸出。我們直接在三維設(shè)計(jì)軟件中進(jìn)行裝配式建筑設(shè)計(jì)，構(gòu)件的拆分，構(gòu)件的調(diào)整和深度優(yōu)化。三維軟件輸出二維圖紙輕而易舉，我們可以快速地從任意角度、任意樓層、任意細(xì)節(jié)，輸出二維施工圖紙和三維剖面圖紙。既節(jié)約了出圖時(shí)間，同時(shí)也加快了施工人員對(duì)圖紙的理解。

4裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)需要BIM技術(shù)

裝配式構(gòu)件生產(chǎn)，需要將構(gòu)件二維設(shè)計(jì)圖紙給到預(yù)制工廠。預(yù)制工廠的工人首先要進(jìn)行圖紙的熟悉和識(shí)讀。其次，需要根據(jù)圖紙制定出相應(yīng)的模型。最后，根據(jù)模型進(jìn)行批量化生產(chǎn)。這種方式僅僅實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，但是并未實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和信息化，不足以充分體現(xiàn)出裝配式建筑的核心優(yōu)勢(shì)。采用BIM技術(shù)進(jìn)行裝配式構(gòu)件生產(chǎn)，給到預(yù)制工廠的不是圖紙而是三維模型。預(yù)制工廠的工人可以根據(jù)三維模型快速做出相應(yīng)模型，再進(jìn)行批量化生產(chǎn)。更為先進(jìn)的預(yù)制工廠，甚至可以直接在機(jī)器程序中導(dǎo)入三維模型，機(jī)器會(huì)自動(dòng)根據(jù)三維模型的尺寸和屬性信息進(jìn)行建筑構(gòu)件的批量化生產(chǎn)。通過這種方式既減少了對(duì)生產(chǎn)過程的人為干預(yù)，同時(shí)又提高了生產(chǎn)出來構(gòu)件的精度和質(zhì)量[3]。

5裝配式建筑構(gòu)件儲(chǔ)存和運(yùn)輸需要BIM技術(shù)

裝配式建筑構(gòu)件預(yù)制后，需要通過人工填寫標(biāo)簽，進(jìn)行分類存儲(chǔ)和運(yùn)輸。預(yù)制構(gòu)件數(shù)量較大、種類較為復(fù)雜時(shí)，容易發(fā)生錯(cuò)誤出庫(kù)和出庫(kù)運(yùn)輸混亂等現(xiàn)象。通過BIM結(jié)合二維碼技術(shù)，我們將不同的構(gòu)件生成相應(yīng)的二維碼，將二維碼粘貼在構(gòu)件上，進(jìn)出庫(kù)時(shí)通過掃碼，像商品一樣，實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的管理和按需出入庫(kù)。通過BIM結(jié)合GPS技術(shù)，可以很好地解決裝配式構(gòu)件運(yùn)輸問題。對(duì)預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸車輛添加GPS信息，可以在BIM三維管控平臺(tái)上清晰地看到運(yùn)輸?shù)能囕v、車輛的位置、行進(jìn)的路線、到達(dá)的時(shí)間、出庫(kù)的人員、入庫(kù)的人員等，所有信息都可以在三維平臺(tái)上予以保留記錄，有利于提高管理水平和管理效率。

6裝配式建筑方案預(yù)演需要BIM技術(shù)

在裝配式建筑現(xiàn)場(chǎng)施工過程中，容易發(fā)生“拼裝位置不對(duì)、構(gòu)件運(yùn)輸距離過遠(yuǎn)、構(gòu)件轉(zhuǎn)彎空間不足”等問題。通過BIM技術(shù)，可以在三維模型動(dòng)畫軟件中進(jìn)行施工方案提前模擬，從時(shí)間上、空間上、技術(shù)上，對(duì)施工方案予以驗(yàn)證和調(diào)整。同時(shí)，由于三維模擬方案具備極強(qiáng)的直觀性，也有利于技術(shù)負(fù)責(zé)人對(duì)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)工人進(jìn)行技術(shù)交底。

7裝配式建筑現(xiàn)場(chǎng)拼裝需要BIM技術(shù)

BIM技術(shù)的本質(zhì)，就是用三維模型替代二維圖紙，將盡可能多的建筑信息整合在三維模型上予以傳達(dá)和表示。裝配式建筑更應(yīng)該建立起建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、電氣、暖通等全專業(yè)的高精度三維模型。裝配式建筑高精度三維模型的建立，不僅僅是設(shè)計(jì)質(zhì)量提高的前提，同時(shí)也是標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件庫(kù)建立的基礎(chǔ)。模型建立的越精細(xì)，精準(zhǔn)度越高，預(yù)制工廠進(jìn)行預(yù)制加工時(shí)，才能夠生產(chǎn)出高精度的預(yù)制構(gòu)件，現(xiàn)場(chǎng)拼裝時(shí)，才能夠做到構(gòu)件拼裝的嚴(yán)絲合縫。如果BIM技術(shù)結(jié)合手機(jī)、PAD等移動(dòng)設(shè)備，工人可以在施工現(xiàn)場(chǎng)查看模型，更可以進(jìn)一步提高拼裝的準(zhǔn)確性。

8結(jié)束語

本文嘗試從裝配式建筑“設(shè)計(jì)，生產(chǎn)，運(yùn)輸和拼裝”這四個(gè)基本流程，來分析運(yùn)用BIM技術(shù)后對(duì)裝配式建筑質(zhì)量和施工效率的提升。所以，BIM技術(shù)是我們需要大力引入到裝配式建筑中來的一種重要技術(shù)手段，本人也會(huì)持續(xù)不斷地對(duì)BIM技術(shù)如何更好、更深的應(yīng)用進(jìn)行研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 奉明明，歐澤麗，黃莉莉，等.BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用探析[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2020（7）：83.

[2] 劉厚純.BIM技術(shù)下的裝配式建筑結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)策略探討[J].產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新，2019（5）：70-71.

[3] 李菁.BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用[J].居舍，2020（14）：61.