淺談BIM技術(shù)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用

石華 黃俊

裝配式建筑中采用大量集中預(yù)制的PC 構(gòu)件，施工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)量少、建造速度快、施工機(jī)械化水平高，符合綠色施工的要求，對(duì)國(guó)內(nèi)建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)意義重大。目前，很多學(xué)者開(kāi)展了對(duì)裝配式建筑的研究，其中BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用頗受關(guān)注。BIM 以項(xiàng)目中的各類信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，具備可視性、模擬性、優(yōu)化性、協(xié)調(diào)性和可出圖性五大優(yōu)勢(shì)。

1.裝配式建筑結(jié)構(gòu)

現(xiàn)階段所興起的裝配式建筑方式是對(duì)傳統(tǒng)施工方式的創(chuàng)新和突破，被廣泛應(yīng)用在各類施工項(xiàng)目中，形成建筑行業(yè)發(fā)展與環(huán)境之間的平衡一致性。裝配式建筑對(duì)周圍施工環(huán)境的要求和標(biāo)準(zhǔn)低于一般水平，在開(kāi)始施工前，將具體的預(yù)制件運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，符合國(guó)家綠色、安全、可持續(xù)的環(huán)保理念。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)所需施工原料到達(dá)之后，施工人員結(jié)合設(shè)計(jì)方案和具體的施工步驟展開(kāi)整個(gè)安裝工程，可以為工作人員營(yíng)造一個(gè)安全且良好的工作環(huán)境，最大程度地降低因環(huán)境和人為因素造成的設(shè)計(jì)誤差，進(jìn)一步提高整個(gè)工程的質(zhì)量和效果，管理人員必須提高責(zé)任意識(shí)，對(duì)其進(jìn)行監(jiān)督[1]。

2.BIM技術(shù)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工中的作用

2.1 保證預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)的科學(xué)性

BIM技術(shù)與裝配式建筑結(jié)構(gòu)相融合，可以賦予整個(gè)構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程主要是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)云端服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的交融和共享，利用具體的方式將預(yù)制構(gòu)件和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行信息的共通和儲(chǔ)存，提高資源的利用效率，還可以在對(duì)比中提高對(duì)相關(guān)構(gòu)件的適應(yīng)程度，降低因預(yù)制構(gòu)件與實(shí)際裝置之間產(chǎn)生誤差而導(dǎo)致的安全事故。

2.2 BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性

設(shè)計(jì)單位和施工單位之間必須進(jìn)行適時(shí)的溝通和交流，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，都需要進(jìn)行及時(shí)溝通，找出最佳解決方案，結(jié)合具體的經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)措施降低雙方單位的損失。例如，在進(jìn)行暖通管道的具體鋪設(shè)時(shí)，設(shè)計(jì)人員無(wú)法深入實(shí)際展開(kāi)整體工作，可能會(huì)使設(shè)計(jì)與實(shí)際之間產(chǎn)生較大誤差，甚至可能會(huì)因管道之間的交叉而提高后期工作的難度，但通過(guò)BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)，可以有效解決這一問(wèn)題，提高整個(gè)工程的質(zhì)量和效果，降低因管道交叉現(xiàn)象而出現(xiàn)的更替，進(jìn)一步降低經(jīng)濟(jì)成本，推動(dòng)整體裝配作業(yè)的進(jìn)一步完成[2]。

2.3 發(fā)揮對(duì)設(shè)計(jì)誤差的預(yù)防作用

在裝配式建筑結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用BIM技術(shù)，不僅可以提高整個(gè)施工結(jié)果的精細(xì)化和效果，還可以降低因施工誤差而產(chǎn)生的安全事故問(wèn)題。利用技術(shù)的高效性提前對(duì)預(yù)制構(gòu)件的參數(shù)進(jìn)行明確，實(shí)現(xiàn)具體任務(wù)的落實(shí)，還應(yīng)該在這個(gè)過(guò)程中利用三維導(dǎo)圖和虛擬框架實(shí)現(xiàn)后期的情形模擬，提高設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和適應(yīng)性。

3.BIM技術(shù)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工中的有效應(yīng)用

3.1 注重BIM技術(shù)在生產(chǎn)時(shí)期的科學(xué)運(yùn)用

裝配式建筑施工管理工作人員在生產(chǎn)時(shí)期就要使用BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)參數(shù)的預(yù)先設(shè)計(jì)和管理，并將所設(shè)計(jì)的各類參數(shù)數(shù)據(jù)輸入平臺(tái)進(jìn)行儲(chǔ)存和管控。只有這樣，才能確保整個(gè)裝配式建筑工程得以順利進(jìn)行，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案內(nèi)的參數(shù)數(shù)據(jù)落實(shí)施工步驟，保護(hù)施工人員的生命安全，推動(dòng)整個(gè)技術(shù)的功能和效用得到發(fā)揮。BIM技術(shù)系統(tǒng)可以有效增進(jìn)施工工作人員與產(chǎn)品供應(yīng)商之間的緊密聯(lián)系，減少因溝通不暢帶來(lái)的各項(xiàng)問(wèn)題[3]。

3.2 檢測(cè)裝配式建筑的碰撞情況

在對(duì)建筑進(jìn)行碰撞測(cè)試時(shí)，可利用BIM 軟件的三維動(dòng)態(tài)模擬功能對(duì)關(guān)鍵部分進(jìn)行碰撞測(cè)試，主要檢測(cè)的部位有建筑內(nèi)部管道的鋪設(shè)狀況、整體的結(jié)構(gòu)性布置和建筑內(nèi)部各結(jié)構(gòu)的承壓狀況。一旦發(fā)生設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)際建筑之間存在差異性較大的問(wèn)題，就要及時(shí)對(duì)圖紙參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和更改，降低整個(gè)施工過(guò)程中發(fā)生事故的可能性，為企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本和資金，使資源得到有效循環(huán)利用[4]。

3.3 提高施工過(guò)程的智能化和自動(dòng)化

當(dāng)裝配式建筑工程開(kāi)始之后，對(duì)其管理就需要充足的技術(shù)人員和管理人員，還要做出提前的結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)。工作人員在利用BIM技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)有效地處理之后，可以提高預(yù)制件的裝配適宜性，提高裝配式建筑施工過(guò)程的智能化和自動(dòng)化，為施工工作人員提供一個(gè)安全的工作環(huán)境。在進(jìn)行具體的預(yù)制件安裝過(guò)程中，吊頂步驟是難度最大的一個(gè)，需要科技含量較高的設(shè)備，對(duì)工作人員也有較高的要求，不僅需要嚴(yán)格按照整個(gè)計(jì)劃方案進(jìn)行吊裝，還需要在每次工作開(kāi)展之前確保安全措施到位之后才可繼續(xù)。因此可以有效提高整個(gè)吊裝的效率和質(zhì)量，簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)施工的流程，為企業(yè)節(jié)約運(yùn)輸成本和材料成本，發(fā)揮整個(gè)設(shè)計(jì)方案的效用和功能。

3.4 實(shí)現(xiàn)裝配式建筑施工動(dòng)態(tài)管理

在建筑施工中引入BIM技術(shù)，可以對(duì)整個(gè)裝配過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，推動(dòng)裝配的科學(xué)性和合理協(xié)調(diào)性，還能以虛擬模擬的方式實(shí)現(xiàn)施工具體對(duì)象與設(shè)計(jì)方案內(nèi)參數(shù)數(shù)據(jù)的一致性。隨著時(shí)代的發(fā)展，裝配式建筑的科技含量逐漸提高，可視化模型也逐漸由一維向五維方向發(fā)展，提高對(duì)裝配式建筑的科學(xué)化管理，還能對(duì)資源進(jìn)行有效循環(huán)利用，發(fā)揮裝配式建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)性部件的作用。

3.5 制定裝配式建筑的應(yīng)急方案

當(dāng)裝配式建筑工程進(jìn)展到后期時(shí)，由于各項(xiàng)工程已逐漸趨于完結(jié)，一旦出現(xiàn)差錯(cuò)，就可能給企業(yè)帶來(lái)不可挽回的損失，甚至造成資源的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染。這時(shí)，就需要采用BIM技術(shù)對(duì)造成安全事故風(fēng)險(xiǎn)的危險(xiǎn)因子進(jìn)行有效識(shí)別。然后，利用工作人員的豐富工作經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)技術(shù)水平對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。該技術(shù)可以對(duì)各項(xiàng)問(wèn)題進(jìn)行仿真模擬，讓管理人員直觀地明確發(fā)生損失給企業(yè)帶來(lái)的危害，還可以為后期問(wèn)題的解決奠定良好基礎(chǔ)。例如，管理人員可以利用BIM技術(shù)對(duì)整個(gè)裝配式建筑內(nèi)部的人員進(jìn)行火災(zāi)逃生演練，為用戶制定合適的逃生路線和逃生生存手冊(cè)，從而降低火災(zāi)帶來(lái)的損失，保障用戶的生命安全[5]。

3.6 制造構(gòu)件環(huán)節(jié)

預(yù)制構(gòu)件是裝配式建筑中的一大主要特色，突破了傳統(tǒng)的施工建筑方式。管理工作人員只有從制造構(gòu)件環(huán)節(jié)著手，才能不斷解決裝配式建筑工程在可持續(xù)發(fā)展過(guò)程中面臨的各項(xiàng)問(wèn)題。在融入BIM技術(shù)之后，可以對(duì)后期產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行有效分析和推測(cè)，利用虛擬模擬方式將整個(gè)建筑內(nèi)部的狀況直觀地展現(xiàn)在管理人員眼前，可以有效地提高整個(gè)裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件環(huán)節(jié)的合理性。除此之外，裝配式構(gòu)件制造環(huán)節(jié)極為重要，可以利用芯片追蹤的方式實(shí)現(xiàn)信息的共享和信息數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建，一旦出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的數(shù)據(jù)就會(huì)呈現(xiàn)紊亂的狀態(tài)，就需要管理人員及時(shí)派遣維修人員進(jìn)入工程內(nèi)部，對(duì)危險(xiǎn)因素進(jìn)行逐個(gè)排查，提高整個(gè)建筑的安全性[6]。

4.結(jié)束語(yǔ)

在裝配式建筑項(xiàng)目的施工過(guò)程中應(yīng)用BIM技術(shù)已經(jīng)成為發(fā)展的必然趨勢(shì)，BIM技術(shù)能夠?qū)⒀b配式建筑的整體和局部模型直觀呈現(xiàn)出來(lái)，清晰展現(xiàn)出裝配式建筑的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，施工單位能夠有效處理好PC 構(gòu)件的協(xié)調(diào)問(wèn)題，減少安全隱患，大大提升施工的整體效率，真正實(shí)現(xiàn)我國(guó)裝配式建筑的良性發(fā)展，后續(xù)的工作中應(yīng)重點(diǎn)解決銜接不通暢、信息運(yùn)用能力較低以及信息交互不便等問(wèn)題。