BIM技術(shù)在模塊化鋼結(jié)構(gòu)建筑中的應(yīng)用研究

王麗英 駱文進(jìn) 郭盈盈

(重慶建筑工程職業(yè)學(xué)院，重慶 400072)

BIM技術(shù)應(yīng)用對(duì)項(xiàng)目建筑施工質(zhì)量及效率提升影響頗大，更對(duì)日后整體工程安全問(wèn)題作用頗深。然而現(xiàn)階段有關(guān)BIM技術(shù)在模塊化鋼結(jié)構(gòu)建筑中的應(yīng)用相對(duì)研究較少，本文對(duì)行之有效的措施進(jìn)行了分析研究，如對(duì)項(xiàng)目建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行確定、采用多專業(yè)協(xié)同一體化設(shè)計(jì)方式、強(qiáng)化三維碰撞檢查、提升虛擬施工指導(dǎo)等。本次研究對(duì)BIM技術(shù)在模塊化鋼結(jié)構(gòu)建筑中的應(yīng)用進(jìn)行分析，有十分重要的理論意義。

1 BIM技術(shù)理論概述

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)迅猛發(fā)展，工程建筑施工作為城市發(fā)展重要手段，其關(guān)鍵性不言而喻。如何更為快速、精準(zhǔn)及嚴(yán)控進(jìn)行工程施工，一直備受諸多學(xué)者關(guān)注。BIM技術(shù)誕生及應(yīng)用有效解決工程施工效率低、返工多、成本高、復(fù)雜大等情況。BIM技術(shù)，即building information modeling縮寫(xiě)。翻譯為建筑信息模型。BIM技術(shù)是通過(guò)對(duì)建筑工程項(xiàng)目中的各種信息、數(shù)據(jù)等進(jìn)行匯總分析，將其作為建模的核心基礎(chǔ)。該建筑模型建立后與以往的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)不同，將三維效果、模擬仿真、立體視覺(jué)等進(jìn)行呈現(xiàn)。BIM技術(shù)具有以下特點(diǎn)。第一，真實(shí)性，從建筑項(xiàng)目信息數(shù)據(jù)獲取方面都是嚴(yán)謹(jǐn)執(zhí)行“真實(shí)原則”，確保建模后各信息反映的真實(shí)精準(zhǔn)。第二，完備性，建筑建模中信息具有完備性特點(diǎn)，即數(shù)據(jù)全、模型全、結(jié)構(gòu)全、物料全、設(shè)計(jì)全。第三，立體性，立體性是BIM技術(shù)獨(dú)有重要獨(dú)有特色。立體性主要是指建模的可視化呈現(xiàn)，立體三維效果加上可視調(diào)控，讓整個(gè)建筑模型更加清晰、立體，對(duì)全面掌握建筑工程項(xiàng)目施工及科學(xué)優(yōu)化施工管理起到積極作用。

2 模塊化鋼結(jié)構(gòu)建筑主要特點(diǎn)

建筑工程施工逐漸由傳統(tǒng)模式向技術(shù)層面轉(zhuǎn)變，從項(xiàng)目施工設(shè)計(jì)、施工物資籌備、施工機(jī)械投入等都從復(fù)雜化向簡(jiǎn)單式推進(jìn)。模塊化鋼結(jié)構(gòu)建筑是“模塊式建筑”范疇的一種。其主要是通過(guò)預(yù)先結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制造，將現(xiàn)場(chǎng)施工流程進(jìn)行全面優(yōu)化，只需將預(yù)先設(shè)計(jì)制造好的模塊進(jìn)行組裝便可[1]。鋼結(jié)構(gòu)建筑顧名思義是指該建筑整體材料為鋼，即模塊化鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、拼裝、搭建。首先，模塊化鋼結(jié)構(gòu)建筑施工較為環(huán)保，杜絕了傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)施工的復(fù)雜性、涉及性，將污染源降至最低。其次，從施工效率及質(zhì)量層面分析，通過(guò)采用模塊化建筑施工可極大縮短工期，同時(shí)，可對(duì)預(yù)先建工構(gòu)件進(jìn)行快速檢測(cè)，將施工質(zhì)量迅速提升。最后，降低施工成本、保障安全穩(wěn)定。通過(guò)該模式應(yīng)用，有效降低設(shè)備、人工、材料等成本投入，并將施工風(fēng)險(xiǎn)降至最低，進(jìn)而起到雙重功效。

3 BIM技術(shù)在模塊化鋼結(jié)構(gòu)建筑中的應(yīng)用分析

3.1 對(duì)項(xiàng)目建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行確定

在進(jìn)行BIM技術(shù)模塊化鋼結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)用前，需對(duì)該項(xiàng)目建筑整體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行明確，即開(kāi)始初步設(shè)計(jì)。首先，采用BIM軟件當(dāng)中的REVIT平臺(tái)對(duì)該鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行初級(jí)設(shè)計(jì)，在該階段一定要將鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行搜集，確保數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性、精準(zhǔn)度。主要以REVIT鋼結(jié)構(gòu)建筑BIM模型為主，在完成鋼結(jié)構(gòu)建筑模型后采用第三方插件進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)模擬，即采用lumion軟件。該階段主要以3D可視化呈現(xiàn)為主，將該鋼結(jié)構(gòu)建筑整體方案進(jìn)行動(dòng)畫(huà)效果演示。最后，將該項(xiàng)目模擬動(dòng)畫(huà)演示展現(xiàn)在客戶面前，并與其進(jìn)行溝通研究，對(duì)其設(shè)計(jì)方案是否滿意，如客戶建議或想法可根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)改動(dòng)[2]。

3.2 采用多專業(yè)協(xié)同一體化設(shè)計(jì)方式

在完成上述工作后，已經(jīng)項(xiàng)目建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行最終敲定。首先，利用Revit工作平臺(tái)中各種專業(yè)對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行協(xié)同化設(shè)計(jì)。通過(guò)分析后發(fā)現(xiàn)Revit工作平臺(tái)中的“工作集”模式對(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)十分重要。即為設(shè)計(jì)者提供共享工作方式。例如在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中，往往涉及諸多因素，從工序及環(huán)節(jié)上不免出現(xiàn)誤差沖突。通過(guò)利用工作集，可以將自身設(shè)計(jì)分享到其他專業(yè)設(shè)計(jì)中去，讓不同專業(yè)設(shè)計(jì)之間可快速協(xié)調(diào)、解決問(wèn)題。其次，要根據(jù)具體鋼結(jié)構(gòu)建筑實(shí)際情況進(jìn)行工作開(kāi)展，比如某鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目建筑中包括：水電暖、結(jié)構(gòu)、建筑等。如采用工作集設(shè)計(jì)方法，水電暖在專業(yè)設(shè)計(jì)及建模過(guò)程中可點(diǎn)擊項(xiàng)目文件之中的“查看”，就可以及時(shí)掌握另外兩個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)建模情況。如三者出現(xiàn)協(xié)調(diào)不同步或存在問(wèn)題等情況，可通過(guò)文件同步與實(shí)時(shí)交流進(jìn)行處理。對(duì)整個(gè)BIM建模小組工作整體進(jìn)度優(yōu)化尤為重要。

3.3 強(qiáng)化三維碰撞檢查

BIM技術(shù)應(yīng)用在于將鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)中的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中通常缺乏立體感，在設(shè)計(jì)理念及流程上往往無(wú)法從建筑結(jié)構(gòu)綜合層面考慮，這樣就導(dǎo)致不同專業(yè)之間出現(xiàn)碰撞等情況[3]。在模塊化鋼結(jié)構(gòu)建筑中更為突出，由于模塊化搭建與銜接施工流程的特殊性，極易發(fā)生鋼結(jié)構(gòu)與綜合管線之間的干涉碰撞。該問(wèn)題則往往在施工過(guò)程中才會(huì)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致急需返工，對(duì)人力、成本等造成較大損失。通過(guò)在模塊化鋼結(jié)構(gòu)建筑中應(yīng)用BIM技術(shù)，將所有結(jié)構(gòu)模型、數(shù)據(jù)信息、不同專業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行融合展現(xiàn)，包括三維碰撞檢查、優(yōu)化三維管線、規(guī)避管線碰撞等。這樣可在避免返工與降低成本上起到積極推動(dòng)作用[4]。

3.4 提升虛擬施工指導(dǎo)

采用BIM技術(shù)通過(guò)虛擬三維建模可對(duì)整個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行交底指導(dǎo)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案與技術(shù)方案無(wú)法實(shí)現(xiàn)施工流程精細(xì)化、精準(zhǔn)化。往往都在施工過(guò)程中不斷改進(jìn)、加強(qiáng)[5]。這樣就直接對(duì)模塊化鋼結(jié)構(gòu)建筑成本、安全、人力等造成影響。BIM模型實(shí)現(xiàn)了虛擬呈現(xiàn)、可視化分析，將模塊化鋼結(jié)構(gòu)建筑施工中的模塊搭建、合理拼接、專業(yè)應(yīng)用等進(jìn)行快速細(xì)化，讓施工管理者可直接明了的發(fā)現(xiàn)工程難點(diǎn)、重點(diǎn)，在進(jìn)行施工指導(dǎo)過(guò)程中不再盲目、困惑，極大提升了施工效率及成本降低。其次，在施工指導(dǎo)過(guò)程中管理者通過(guò)建模可視化，對(duì)各工種、專業(yè)及流程的協(xié)同性進(jìn)行掌握，模塊化鋼結(jié)構(gòu)建筑不再是單一化的搭建施工，而是將水電暖、結(jié)構(gòu)、裝修等進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)指導(dǎo)，管理過(guò)程也不再分節(jié)、孤立，則是快速反饋、快速溝通、快速處理。最后，實(shí)現(xiàn)全程施工流程模擬，BIM建模將模塊化鋼結(jié)構(gòu)建筑施工流程進(jìn)行全程模擬，通過(guò)一次又一次的演示模擬，讓管理者更為清晰的掌握管理流程，如施工材料管理、施工技術(shù)管理、施工機(jī)械調(diào)度、施工成本預(yù)算、現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)測(cè)等。將質(zhì)量問(wèn)題、安全問(wèn)題、成本問(wèn)題、設(shè)備問(wèn)題等進(jìn)行全面優(yōu)化。在模塊化鋼結(jié)構(gòu)建筑得以順利開(kāi)展之上進(jìn)一步提升效率。因此，從工程施工精細(xì)化管理層面分析，通過(guò)采用BIM技術(shù)進(jìn)行建模模擬，推動(dòng)建筑工程施工形式現(xiàn)代化進(jìn)程[6]。

4 結(jié) 論

綜上所述，通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)在模塊化鋼結(jié)構(gòu)建筑中的應(yīng)用研究進(jìn)行分析研究，主要包括對(duì)項(xiàng)目建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行確定、采用多專業(yè)協(xié)同一體化設(shè)計(jì)方式、強(qiáng)化三維碰撞檢查、提升虛擬施工指導(dǎo)等，從多方面、多角度對(duì)BIM技術(shù)在模塊化鋼結(jié)構(gòu)建筑中的應(yīng)用進(jìn)行分析，為下一步工作開(kāi)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。