BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

曹政翔 朱宏偉 廉清茹

摘要：現(xiàn)階段，裝配式建筑中運(yùn)用了較多新技術(shù)、新理念，BIM 技術(shù)推動(dòng)了裝配式建筑的發(fā)展，文章分析BIM 技術(shù)在裝配式建筑深化設(shè)計(jì)中的實(shí)際價(jià)值，介紹BIM 在建筑工程中的實(shí)際應(yīng)用，以促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展，為后期類(lèi)似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：BIM 技術(shù);裝配式建筑;預(yù)制構(gòu)件

目前，中國(guó)的現(xiàn)代化進(jìn)程已取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，城市化建設(shè)的步伐也在 加快。城市發(fā)展創(chuàng)造了許多就業(yè)機(jī)會(huì)，改善了城鎮(zhèn)居民的生活條件。在這樣的背景下，建筑工程設(shè)計(jì)師需要結(jié)合當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)水平不斷優(yōu)化裝配式建筑設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足人們對(duì)建筑外觀(guān)、舒適性、功能性的需求。在裝配式建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化的過(guò)程中，建筑設(shè)計(jì)師務(wù)必以確保裝配式建筑的質(zhì)量為設(shè)計(jì)前提，滿(mǎn)足人們的需求，促進(jìn)建筑業(yè)的發(fā)展。

1B1M 技術(shù)在裝配式建筑深化設(shè)計(jì)中的實(shí)際價(jià)值

實(shí)現(xiàn)了建筑信息在不同部門(mén)、不同階段的信息共享和數(shù)據(jù)的傳遞。隨著中國(guó)建筑行業(yè)和 BIM 技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，BIM 技術(shù)逐漸展現(xiàn)出與建筑工程行業(yè)的適用性、高效性和先進(jìn)性。BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)不斷受到承包商與工程師的關(guān)注與認(rèn)可。近年來(lái)，裝配式建筑在我國(guó)逐漸增多，新型 的建筑方式需要各方面緊密配合，各個(gè)階段也需要緊密銜接，要求在管理方面也需要更加嚴(yán)格。而 BIM 技術(shù)為裝配式建筑提供了一個(gè)高效的平臺(tái)，提高建筑工程的速度與效率，減少了工作中的失誤，避免了建筑工程返工的情況，有效降低了工程的成本，推動(dòng)了建筑行業(yè)科學(xué)高效的發(fā)展。BIM技術(shù)在裝配式建筑中主要應(yīng)用在兩個(gè)方面：第一，改進(jìn)預(yù)制構(gòu)件庫(kù)存和現(xiàn) 場(chǎng)辦公。BIM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電子信息管理，減少了手工檢測(cè)和統(tǒng)計(jì)中出現(xiàn)的誤差，有效節(jié)省了人工成本。第二，提高工程質(zhì)量，BIM 技術(shù)可以為建筑工程提供有效的三維建筑模型，對(duì)施工周?chē)h(huán)境和施工情況進(jìn)行模擬， 有效改善施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，提高了建筑工程的質(zhì)量。

2裝配式建筑過(guò)程中 B1M 技術(shù)的應(yīng)用

2.1裝配式建筑設(shè)計(jì)中的 BIM 技術(shù)應(yīng)用

裝配式建筑設(shè)計(jì)需要進(jìn)行預(yù)埋預(yù)制構(gòu)件和相應(yīng)的預(yù)留過(guò)程，在這兩個(gè)環(huán)節(jié)中需要各專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行配合，以保證整體溝通的有效性、時(shí)效性。BIM 技術(shù)可促進(jìn)工程建立一個(gè)更規(guī)范的技術(shù)平臺(tái)、信息交流平臺(tái)，促進(jìn)設(shè)計(jì)人員之間的合作交流，并表達(dá)自身的設(shè)計(jì)理念。再運(yùn)用 BIM 技術(shù)的模擬、可視化的優(yōu)勢(shì)，將相應(yīng)的模型信息傳輸?shù)骄C合設(shè)計(jì)平臺(tái)中。通過(guò)各方設(shè)計(jì)人員的商討，利用自動(dòng)化糾錯(cuò)改進(jìn)各設(shè)計(jì)方案中的不足、各個(gè)專(zhuān)業(yè)之間存在的沖突，最終選取最優(yōu)化方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò) BIM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)，并同步各項(xiàng)信息參數(shù)，使設(shè)計(jì)人員可及時(shí)對(duì)方案進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。

2.2裝配式建筑施工中的 BIM 技術(shù)應(yīng)用

（1）裝配式建筑施工中需要進(jìn)行預(yù)制件的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、管理等。BIM技術(shù)可在多個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)用，促進(jìn)預(yù)制件的儲(chǔ)存管理、現(xiàn)場(chǎng)管理及優(yōu)化施工作業(yè)、流程等。在庫(kù)存管理的過(guò)程中，通過(guò) BIM 技術(shù)與其他技術(shù)綜合運(yùn)用，如 RFID 技術(shù)，兩者相結(jié)合可提升構(gòu)件的驗(yàn)收效率。在裝配施工過(guò)程中運(yùn)用電子自動(dòng)化的技術(shù)驗(yàn)收，以保證各項(xiàng)驗(yàn)收的準(zhǔn)確率，避免人工驗(yàn)收產(chǎn)生的誤差、各種不良的放水現(xiàn)象等。施工人員可明確預(yù)制構(gòu)件的信息，并通 過(guò) BIM 技術(shù)、信息模型，調(diào)整其安裝、儲(chǔ)存的位置，可使施工人員明確儲(chǔ)存信息、時(shí)間、材料的屬性等。（2）在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的綜合管理過(guò)程中，利用 BIM 技術(shù)模擬裝配式建筑施工過(guò)程，可使施工人員、技術(shù)人員進(jìn)行模擬操作，了解相應(yīng)技術(shù)重點(diǎn)。施工人員遇到較復(fù)雜、核心的預(yù)制件安裝環(huán)節(jié)時(shí)， 可結(jié)合 BIM 技術(shù)進(jìn)行反復(fù)操作練習(xí)，以熟悉流程、掌握安裝特點(diǎn)，保證整體安裝質(zhì)量。BIM 技術(shù)可在預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸過(guò)程中，對(duì)運(yùn)輸路線(xiàn)進(jìn)行合理規(guī)劃，保證預(yù)制構(gòu)件在運(yùn)輸過(guò)程中不產(chǎn)生較大的損害，提升運(yùn)輸效率。（3） 優(yōu)化施工作業(yè)流程過(guò)程，可利用 BIM 技術(shù)的 3D 模型優(yōu)勢(shì)，且可結(jié)合 BIM 技術(shù)轉(zhuǎn)化為 5D 模型，施工人員可模擬施工作業(yè)及資源消耗情況，實(shí)施動(dòng)態(tài)化的跟蹤作業(yè)方案。掌握施工作業(yè)過(guò)程的相關(guān)信息，優(yōu)化工作流程，合理分配各人力資源、資金資源、材料資源等，充分發(fā)揮BIM 技術(shù)的應(yīng)用效能。

2.3核算工程總量與調(diào)配人力資源

建筑工程施工的核心訴求是實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)增長(zhǎng)，獲取經(jīng)濟(jì)利益。然而現(xiàn)階段在 EPC 工程總承包模式的持續(xù)發(fā)展下，建筑工程施工的利潤(rùn)空間正在逐步減少，施工進(jìn)度需要精細(xì)化測(cè)算。同時(shí)由于目前單一的工程項(xiàng)目規(guī)模越來(lái)越大，工程總量不斷增長(zhǎng)，項(xiàng)目施工的周期也越來(lái)越長(zhǎng)，因此在建筑工程項(xiàng)目中需要精確地核算工程重量，以保障裝配式建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益。BIM 技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑設(shè)計(jì)中，能夠良好地通過(guò)現(xiàn)存的資料信息計(jì)算實(shí)際的工程總量，同時(shí)得出科學(xué)準(zhǔn)確的核算結(jié)果，為施工進(jìn)度的保障提供 全面的數(shù)據(jù)支撐，并且能夠通過(guò)設(shè)計(jì)預(yù)留空間應(yīng)對(duì)項(xiàng)目施工過(guò)程中所遇到的突發(fā)狀況，提升整個(gè)裝配式建筑工程的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。此外，由于大型工 程項(xiàng)目所涉及的人力物力相對(duì)復(fù)雜，需要良好的人力資源調(diào)配模式對(duì)整個(gè)裝配式建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)籌管理，統(tǒng)一調(diào)配，才能最大限度地節(jié)省項(xiàng)目 施工周期，擴(kuò)大裝配式建筑工程效益。BIM 技術(shù)可以采集項(xiàng)目施工中的人力物力信息，精細(xì)化管理整體施工過(guò)程中的不同環(huán)節(jié)人力應(yīng)用數(shù)量，不同 崗位的操作能力要求等等，進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃調(diào)配。有效地避免不同環(huán)節(jié)或者不同崗位之間的相互影響，并且保障裝配式建筑項(xiàng)目施工質(zhì)量。

2.4構(gòu)件設(shè)計(jì)制造與埋件設(shè)計(jì)布置

隨著 BIM 技術(shù)在裝配式建筑中的廣泛應(yīng)用，越來(lái)越多的建筑模型被上傳到 BIM 數(shù)據(jù)庫(kù)中，其中也包括構(gòu)件與埋件的設(shè)計(jì)制造與布置，建筑設(shè)計(jì)師可以方便地對(duì)這些信息進(jìn)行調(diào)用分析，極大地提高了設(shè)計(jì)效率，保障了設(shè)計(jì)方案的完整性。構(gòu)件設(shè)計(jì)制造是整個(gè)裝配式建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，在預(yù)制 構(gòu)件實(shí)際的制造過(guò)程中，制造廠(chǎng)商需要與裝配式建筑施工團(tuán)隊(duì)仔細(xì)核對(duì)構(gòu) 件參數(shù)，降低構(gòu)件的制造誤差，保障構(gòu)件能夠正常的投人使用。通過(guò) BIM 技術(shù)可以將整個(gè)裝配式建筑的預(yù)制構(gòu)件尺寸、材質(zhì)及其制造數(shù)量統(tǒng)一提供給制造廠(chǎng)商，并且能夠通過(guò)數(shù)據(jù)分析建設(shè)構(gòu)件的浪費(fèi)。制造廠(chǎng)商通過(guò)統(tǒng)一 的參數(shù)能夠保障構(gòu)件的制造更加穩(wěn)定，并且縮短制造周期，高效地投人使用，降低時(shí)間成本以及誤差損失。埋件的布置關(guān)系到整體裝配式建筑的穩(wěn) 定性，因此埋件設(shè)計(jì)需要細(xì)致并且全面，保障每個(gè)埋件的位置都能發(fā)揮出其該有的功效。通過(guò) BIM 技術(shù)的運(yùn)用，可以通過(guò)軟件對(duì)買(mǎi)家設(shè)計(jì)布置進(jìn)行模擬預(yù)埋處理，通過(guò)模型分析埋件布局的合理性，提升埋件設(shè)計(jì)布置的高效性。通過(guò)運(yùn)用 BIM 技術(shù)的信息分析特性，能夠有效地優(yōu)化埋件布局架構(gòu)， 有機(jī)結(jié)合裝配式建筑墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)梁結(jié)構(gòu)，促進(jìn)梁結(jié)構(gòu)與墻體開(kāi)洞能夠協(xié) 調(diào)統(tǒng)一，降低因?yàn)殄e(cuò)誤開(kāi)洞而導(dǎo)致的墻體破壞，提升整個(gè)裝配式建筑質(zhì)量。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，BIM 技術(shù)在裝配式建筑深化設(shè)計(jì)過(guò)程中具有重要作用，我國(guó)建筑行業(yè)針對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用還停留在初級(jí)階段，并且，該技術(shù)具有較大 的研究?jī)r(jià)值，具備較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性，能夠充分應(yīng)用到實(shí)際的建筑工程的設(shè)計(jì) 環(huán)節(jié)中。通過(guò)創(chuàng)建模型，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的模擬，以此有利于設(shè)計(jì)人 員對(duì)建筑的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的觀(guān)察，針對(duì)突出的問(wèn)題可進(jìn)行及時(shí)調(diào)整， 從而確保裝配式建筑質(zhì)量在標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)。

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