BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用評(píng)價(jià)

李 班

（黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 黃岡 438000 ）

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，很多建筑行業(yè)在進(jìn)行作業(yè)時(shí)都逐漸邁向綠色建筑的步伐，并以此來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。裝配式建筑在當(dāng)下已經(jīng)成為了國(guó)內(nèi)的焦點(diǎn)，國(guó)家也對(duì)預(yù)制裝配表示越來(lái)越支持和認(rèn)可【1】。不同于過(guò)去傳統(tǒng)的建筑模式，裝配式建筑中加入了很多的預(yù)制材料，例如墻面、樓板、樓梯、甚至房梁等等，也就是說(shuō)，當(dāng)工廠把這些預(yù)制材料加工好后，將其運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配，就能完成整個(gè)建筑的搭接工作。這種建筑形式能夠有效的節(jié)省人工勞力及費(fèi)用，且有很強(qiáng)的可持續(xù)發(fā)展性，對(duì)于環(huán)保工作也起到了重要的貢獻(xiàn)作用。

1 了解BIM 技術(shù)

很多人以為BIM 技術(shù)就是給工地的建筑施工和圖片識(shí)別起到幫助作用，但其實(shí)它在裝配式的建筑設(shè)計(jì)中，擁有著更大的幫助和作用，可以說(shuō)是完全顛覆了過(guò)去的生產(chǎn)和建筑模式【2】。BIM 技術(shù)主要是通過(guò)信息采集的方式，對(duì)一個(gè)建筑物所有的內(nèi)容進(jìn)行了解，其中包括該建筑物的設(shè)計(jì)目的、材料生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工、后期的運(yùn)營(yíng)與維護(hù)等不同階段，并以此為基礎(chǔ)分別建立出與其相關(guān)的模型【3】。此外BIM 技術(shù)還能夠根據(jù)部門(mén)不同階段的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)共享，讓模型能夠清晰的呈現(xiàn)在人們眼前并且具備可以隨時(shí)修改和協(xié)調(diào)的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)讓所有的部門(mén)同時(shí)進(jìn)行作業(yè)，有效減少了工作時(shí)間，提高了工作效率【4】。

通過(guò)BIM 技術(shù)中的三維技術(shù)能夠有效對(duì)裝配設(shè)計(jì)的流程進(jìn)行簡(jiǎn)單化，其中不但包含了普通結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)結(jié)果，對(duì)于一些預(yù)制的構(gòu)建形式和加工過(guò)程也有詳細(xì)的圖案。根據(jù)這些結(jié)果把與其有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)入，再轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)的數(shù)據(jù)內(nèi)容，通過(guò)模型安排好實(shí)際的裝配，從而實(shí)現(xiàn)所有項(xiàng)目依靠數(shù)字化方式來(lái)進(jìn)行管理【5】。

2 BIM 技術(shù)運(yùn)用于裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)

當(dāng)前我國(guó)一直在推行環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展模式，這是因?yàn)槌鞘械目旃?jié)奏建設(shè)中，過(guò)去的澆筑鋼筋混泥土施工非常耗時(shí)且損害也在逐漸增多，更是會(huì)對(duì)環(huán)境造成非常大的影響，很多鋼筋混泥土由于施工時(shí)的不注意等問(wèn)題，還可能出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題【6】。這些情況越來(lái)越被社會(huì)重視起來(lái)，眼下，基于遵循環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展政策，建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型已成必然。裝配式的建筑可以將提前制作好的構(gòu)建在建筑項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配，按照最初設(shè)計(jì)的材料形狀和安裝施工辦法，能夠分為砌塊、骨架、板材等不同的建筑、升板升層建筑、板材建筑及盒式建筑。和傳統(tǒng)的建筑模式相比，裝配式的建筑能夠更加理想的建造出與預(yù)期符合的建筑物，由于其配件都是工廠統(tǒng)一機(jī)械化生產(chǎn)的，所以不會(huì)存在不匹配的情況。在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，能夠大量的縮短施工時(shí)間且成本也會(huì)有所下降，但是目前我國(guó)的裝配建筑還在起步的階段，所以在施工中還是會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，例如配件的生產(chǎn)設(shè)計(jì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致成品無(wú)法在建筑物中進(jìn)行安裝或者設(shè)計(jì)出現(xiàn)改變導(dǎo)致之前的生產(chǎn)材料產(chǎn)生浪費(fèi)甚至整個(gè)工程停止運(yùn)行的情況，對(duì)于建筑整體的運(yùn)行和質(zhì)量都會(huì)造成影響。

相關(guān)案例說(shuō)明：2020年新年伊始，新冠病毒在武漢開(kāi)始蔓延，當(dāng)時(shí)情況緊急，急需要大量的醫(yī)療支持。在短短8 天的時(shí)間里，火神山從地基到所有的設(shè)備安裝調(diào)試完成，達(dá)到符合病人入住的標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)向全世界展示了飛快速度的同時(shí)，也不得不提到裝配式建筑，這是傳統(tǒng)的鋼筋混泥土無(wú)法比擬的，如果采用過(guò)去的建造方式，光是等混泥土符合要求就要等待28 天，所以當(dāng)時(shí)火神山醫(yī)院采用了裝配式建筑技術(shù)，在最短的時(shí)間內(nèi)建造出了占地3.39 萬(wàn)平方米的火神山醫(yī)院，為無(wú)數(shù)患者進(jìn)行了治療和幫助。

3 BIM 技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用

3.1 圖紙方面

在裝配式建筑中圖紙的設(shè)計(jì)有著非常重要的作用，因?yàn)樗c實(shí)際生產(chǎn)出來(lái)的建筑配件有著直接的關(guān)聯(lián)，生產(chǎn)預(yù)制配件的廠家會(huì)按照設(shè)計(jì)圖紙中標(biāo)注的尺寸進(jìn)行批量生產(chǎn)，一旦出現(xiàn)圖紙中尺寸或其他的東西產(chǎn)生錯(cuò)誤就會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。在裝配式建筑中，對(duì)于裝配的精準(zhǔn)程度有著非常嚴(yán)格的要求，所以設(shè)計(jì)圖紙對(duì)于整個(gè)建筑的安全和穩(wěn)定也有著重要的作用，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤甚至?xí)绊懍F(xiàn)場(chǎng)施工人員的安全。過(guò)去的傳統(tǒng)建筑中，由于大多都是主觀的思想，所以很多的定量分析是不足的，就連設(shè)計(jì)師都沒(méi)辦法將這些龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，而采用BIM 技術(shù)卻可以高效的解決此類(lèi)問(wèn)題。當(dāng)采集到土質(zhì)模型的建立和修改都有著很大的幫助，也為設(shè)計(jì)師對(duì)于建筑的整體效果觀察提供了很大的幫助，更加容易發(fā)現(xiàn)其中存在的問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)【7】。所以BIM 技術(shù)在圖紙方面能夠有效的起到安全作用，能夠給生產(chǎn)配件的廠家?guī)?lái)精準(zhǔn)的參數(shù)內(nèi)容，有效避免該類(lèi)配件因?yàn)樯a(chǎn)錯(cuò)誤帶來(lái)的損失性。

3.2 在預(yù)制配件中的應(yīng)用

預(yù)制配件是裝配式建筑的基礎(chǔ)裝置，如果出現(xiàn)不匹配的情況就會(huì)有誤差，結(jié)構(gòu)、土壤密度以及土壤的粘性等內(nèi)容后，通過(guò)BIM 技術(shù)就可以對(duì)這些條件進(jìn)行分析和解讀，進(jìn)一步對(duì)土地情況進(jìn)行模擬，根據(jù)該項(xiàng)工程的需求來(lái)選定施工的地方。此外BIM 技術(shù)還擁有非常人性化的模型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，能夠把不同的配件尺寸、編號(hào)、材質(zhì)等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，再通過(guò)三維的方式呈現(xiàn)出來(lái)，設(shè)計(jì)師再針對(duì)這些配件模型與建筑的配件模型進(jìn)行匹配并進(jìn)行效果搭配，在此基礎(chǔ)上再對(duì)配件的數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)化修改。BIM 技術(shù)還具備智能聯(lián)動(dòng)性，但設(shè)計(jì)者對(duì)該配件中的一個(gè)地方參數(shù)作出改變時(shí)，所有的參數(shù)都會(huì)隨之改變，對(duì)于造成建筑出現(xiàn)安全隱患的情況，所以在建筑項(xiàng)目中對(duì)于預(yù)制配件的生產(chǎn)有著非常高的要求，在生產(chǎn)中必須嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行設(shè)計(jì)并生產(chǎn)。BIM技術(shù)在預(yù)制配件中的生產(chǎn)應(yīng)用可以優(yōu)化整個(gè)配件的生產(chǎn)流程。從開(kāi)始的設(shè)計(jì)階段開(kāi)始，廠家可以根據(jù)BIM 中的模型庫(kù)里提取不同的預(yù)制配件，再按照模型中的具體參數(shù)尺寸生產(chǎn)，起到了運(yùn)用高科技進(jìn)行精準(zhǔn)且高效率的生產(chǎn)方式。廠家還會(huì)在配件中植入相應(yīng)的數(shù)據(jù)芯片，方便施工結(jié)束后對(duì)于配件的查對(duì)，給管理減少了很多繁瑣的工作，此外，建筑施工企業(yè)還可以利用BIM 技術(shù)對(duì)所有的過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，更加有效的保障了該技術(shù)在數(shù)據(jù)內(nèi)容和預(yù)制配件中的有效對(duì)接體系，在所有設(shè)計(jì)工作結(jié)束后，將其加工內(nèi)容通過(guò)條碼的方式保存，并進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)。

3.3 在裝配式建筑中的應(yīng)用

在整個(gè)裝配式建筑施工的環(huán)節(jié)里，BMI 技術(shù)對(duì)于物品的庫(kù)存管控、施工場(chǎng)地管控、以及在施工過(guò)程中的管控都起到了很好的作用和效果。在預(yù)制配件的庫(kù)存管控中，可以利用BIM 技術(shù)及其他信息技術(shù)融合的方式，擁有自動(dòng)化驗(yàn)收的功能，增強(qiáng)建筑的配件整體準(zhǔn)確率及驗(yàn)收效率，有效避免了很多因?yàn)槿斯ざa(chǎn)生的失誤。建筑項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的施工人員也可以利用BIM 技術(shù)對(duì)正在安裝的配件進(jìn)行智能化監(jiān)督，由于是實(shí)時(shí)查看，所以可以及時(shí)有效的在裝配中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，減少損失【8】。裝配式的建筑在裝配過(guò)程中非常的復(fù)雜，尤其在遇到一些既關(guān)鍵又特殊的地方，安裝起來(lái)難度較大，即使是有豐富經(jīng)驗(yàn)的施工人員也可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤和偏差.建筑施工企業(yè)可以利用BIM 技術(shù)對(duì)所有的施工人員展開(kāi)技術(shù)培訓(xùn)，先在模型上仿真模擬操作整個(gè)安裝的過(guò)程，通過(guò)重復(fù)的聯(lián)系能夠有效增強(qiáng)員工的思維記憶，產(chǎn)生熟練感，以此來(lái)保證整個(gè)安裝過(guò)程不出現(xiàn)失誤【9】。BIM 技術(shù)的應(yīng)用范圍極廣，所以除了在項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)可以使用，對(duì)于管道線路的規(guī)劃、物品運(yùn)輸方式、吊車(chē)等占地面積較大的器械擺放等都能起到合理安排的作用，提高了整體的施工效率。

4 BIM 技術(shù)在裝配式建筑的后期維護(hù)價(jià)值

4.1 增強(qiáng)運(yùn)行及維護(hù)的整體水平

將BIM技術(shù)與射頻識(shí)別技術(shù)進(jìn)行有效的融合可以在建筑項(xiàng)目結(jié)束后對(duì)該建筑的系統(tǒng)起到強(qiáng)大的維護(hù)作用。有效防止在項(xiàng)目交付后，系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)錯(cuò)誤發(fā)生惡劣情況，對(duì)建筑項(xiàng)目造成影響。這是因?yàn)樵诮ㄖ┕そY(jié)束后，一旦出現(xiàn)安全性的事故就會(huì)影響企業(yè)的整體效益。通過(guò)BIM 技術(shù)對(duì)信息數(shù)據(jù)資源庫(kù)進(jìn)行建立，即便是出現(xiàn)火災(zāi)，消防人員只需要通過(guò)BIM 技術(shù)對(duì)火源位置進(jìn)行定位就可以清楚的知道所在方位，再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行滅火，可以有效的將安全系數(shù)提升到最大【9】。不過(guò)如果想要維護(hù)其他的設(shè)備，還需要與其他的技術(shù)進(jìn)行融合，多搜集與其有關(guān)的信息內(nèi)容，再按照設(shè)備的實(shí)際情形來(lái)提升整體的運(yùn)行及維護(hù)水平。

4.2 不同階段的質(zhì)量與消耗分析

不管是施工過(guò)程還是施工后的維護(hù)，施工人員在對(duì)配件進(jìn)行安裝和維護(hù)時(shí)都可以通過(guò)射頻識(shí)別技術(shù)鎖定設(shè)備生產(chǎn)的廠家與當(dāng)時(shí)的安裝人員，所以在設(shè)備或配件出現(xiàn)故障時(shí)，可以第一時(shí)間聯(lián)系到廠家并對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)。不但可以幫助企業(yè)在最短的時(shí)間內(nèi)了解到相關(guān)責(zé)任人員和廠家，在成本上也起到了降低的作用，有效減少了一些不必要的消耗【10】。最重要的是BIM技術(shù)擁有節(jié)能環(huán)保的作用，可以有效的在裝配式建筑中起到環(huán)保運(yùn)行和維護(hù)的作用，在施工過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)有材料出現(xiàn)不合理的消耗情況，還可以根據(jù)該材料的消耗制定出專(zhuān)門(mén)的應(yīng)對(duì)措施，有效處理不必要的浪費(fèi)問(wèn)題。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，在裝配式建筑中融入BIM 技術(shù)，能夠快速提高裝配式建筑的整體施工效率并對(duì)質(zhì)量起到保障，與此同時(shí)，還能給建筑施工單位在成本上起到較高的降低作用，有效的減少了很多不必要的浪費(fèi)，加快工程項(xiàng)目的建設(shè)效率。這也足以說(shuō)明BIM 技術(shù)在裝配式建筑中的優(yōu)勢(shì)，但由于BIM技術(shù)對(duì)于人員的操作和技術(shù)要求都非常的高，為了保障裝配式建筑的安裝標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)安排專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員或?qū)θ藛T進(jìn)行深入的培訓(xùn)后才能上崗進(jìn)行施工。