BIM 技術(shù)在建筑施工安裝工程中的應(yīng)用探討

王娜艷

（中國水利水電第十一工程局有限公司，河南三門峽 472000）

0 引言

在現(xiàn)代化的房屋建筑施工過程當(dāng)中，各個不同類型的建筑結(jié)構(gòu)具有一定的差異性，對于原先的傳統(tǒng)場區(qū)域進行施工安裝的流程進行科學(xué)化的分配，在實際的安裝過程當(dāng)中，需要涉及多個部分，如立柱結(jié)構(gòu)、隔板結(jié)構(gòu)以及梁體結(jié)構(gòu)等多個結(jié)構(gòu)部分，在安裝施工的過程當(dāng)中需要確保材料之間的相互匹配，進行澆筑操作施工，以此來完成現(xiàn)場的施工任務(wù)。但是現(xiàn)階段在很多房屋建筑的施工過程當(dāng)中，由于本身缺乏可視化以及直觀化的管理，因此在建筑施工安裝的過程當(dāng)中出現(xiàn)了很多方面的不足和問題，在此種情況下，可以借助于BIM 技術(shù)進行實際的應(yīng)用，來進行施工形式和手段的有效轉(zhuǎn)化和施工，利用建模功能來實現(xiàn)建筑施工的內(nèi)在價值?；诖耍M行BIM 技術(shù)應(yīng)用的過程當(dāng)中可以實現(xiàn)施工現(xiàn)場的可視化施工效果，確保施工工序的質(zhì)量和整體性能。

1 BIM 技術(shù)概述以及特點

BIM 技術(shù)主要指的是在建筑工程的施工以及設(shè)備全生命周期范圍內(nèi)，利用數(shù)字化的方式來進行建筑房屋的物理以及相關(guān)的功能特性分析，根據(jù)其數(shù)據(jù)來進行設(shè)計施工以及運營的整體操作。BIM 技術(shù)在實際的項目全生命周期范圍內(nèi)，在中心數(shù)據(jù)庫內(nèi)包含豐富的三維模型信息，實現(xiàn)項目利益干系人之間共同創(chuàng)建、檢查和溝通協(xié)調(diào)項目信息的一個過程[1]。在實際應(yīng)用的過程當(dāng)中，需要借助于信息模型的建立和信息的實時有效管理，來對項目當(dāng)中涉及的實際共享知識資源進行合理化分配，以此來為項目的全生命周期提供各種決策的數(shù)據(jù)可靠支撐。其中BIM 技術(shù)在應(yīng)用的過程當(dāng)中具備可視化、信息完整性、協(xié)調(diào)性以及復(fù)用性的特點和優(yōu)勢。

2 BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)施工安裝的技術(shù)優(yōu)勢特點

首先，可以實現(xiàn)可視化的操作施工，在BIM 技術(shù)的操作過程當(dāng)中，相關(guān)的人員可以根據(jù)實際的數(shù)據(jù)來進行建筑3D 模型的建造，實現(xiàn)具體安裝施工過程的可視化效果呈現(xiàn)，對于施工現(xiàn)場涉及的各個部件可以進行精確化計算。在這個過程當(dāng)中，3D 模型可以幫助施工人員對建筑房屋結(jié)構(gòu)部分當(dāng)中的各個連接點和結(jié)構(gòu)分布情況進行直觀表現(xiàn)，對于建筑安裝當(dāng)中存在的各種問題可以清晰明確的呈現(xiàn)，作為設(shè)計人員而言，惡意進行模型當(dāng)中的各個參數(shù)合理化調(diào)整，比如立面、平面以及剖面等，最大限度的進行建筑房屋安裝施工方案的完善[2]。

其次，可以對建筑安裝施工過程作業(yè)進行良好協(xié)調(diào)，在建筑施工安裝當(dāng)中涉及了多個部分的作業(yè)，其結(jié)構(gòu)分布方面也較為復(fù)雜。BIM 技術(shù)可以借助于BIM 信息模型的協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)安裝作業(yè)的手段來進行結(jié)構(gòu)安裝項目管理效率的提升和促進。也就是說，BIM 模型在應(yīng)用的過程當(dāng)中可以實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的細化，進行結(jié)構(gòu)安裝以及連接活動的直觀呈現(xiàn)，對于安裝施工操作可以實現(xiàn)有效協(xié)調(diào)，避免安裝操作當(dāng)中可能出現(xiàn)的各種風(fēng)險和隱患，確保施工人員可以順利的完成房屋建筑施工的吊裝以及銜接操作。

最后，對于房屋建筑的結(jié)構(gòu)安裝施工而言，所需要的精確程度較高，但是受到了外界各種的因素干擾，如環(huán)境以及人力和設(shè)備等，對于建筑結(jié)構(gòu)的安裝施工造成了嚴(yán)重的影響。BIM 技術(shù)在應(yīng)用的時候可以進行房屋結(jié)構(gòu)的施工安裝，結(jié)合建筑自身的建設(shè)所具備的整體結(jié)構(gòu)安裝信息來將所需要應(yīng)用的安裝施工信息進行傳遞，以此來幫助一線的施工安裝人員進行全面的進行質(zhì)量和可能存在的安全風(fēng)險排查和研究，確保結(jié)構(gòu)安裝施工的精確程度，也可以實現(xiàn)及時化的溝通和評估，對于安裝施工過程當(dāng)中存在的安全隱患進行及時的發(fā)現(xiàn)且做出整改，實現(xiàn)對安裝施工具體方案的優(yōu)化，最大限度的確保房屋建筑的安裝施工安全程度[3]。BIM建筑施工優(yōu)點如圖1 所示。

圖1 BIM 建筑施工優(yōu)點

3 BIM 技術(shù)在建筑施工安裝當(dāng)中的應(yīng)用要點

3.1 施工設(shè)計方面

對于施工建筑企業(yè)而言，可以借助于BIM 技術(shù)當(dāng)中的三維虛擬仿真功能來進行建筑結(jié)構(gòu)的模型合理科學(xué)設(shè)計，利用模型可以進行內(nèi)容以及方案的可視化以及科學(xué)性增強。在這個過程當(dāng)中，作為施工設(shè)計部分的企業(yè)而言，需要全面的進行施工現(xiàn)場的全面勘察和調(diào)查，以此來對現(xiàn)場當(dāng)中存在的各種基礎(chǔ)類型的數(shù)據(jù)信息以及相關(guān)的資料內(nèi)容數(shù)據(jù)進行掌握和了解收集，借助于相對于的測量放養(yǎng)技術(shù)來進行地質(zhì)地理方面相關(guān)的數(shù)據(jù)信息和組團布置信息進行捕捉獲取，將其獲取到的基本數(shù)據(jù)輸入BIM 的數(shù)據(jù)庫內(nèi)部系統(tǒng)范圍內(nèi)，使得施工人員可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫當(dāng)中輸入的基礎(chǔ)信息來進行有效的參數(shù)修改以及設(shè)計規(guī)劃，其中包含了建筑施工當(dāng)中的結(jié)構(gòu)設(shè)計尺寸、建筑形式等。對于BIM 技術(shù)在實際的應(yīng)用過程當(dāng)中，施工建筑設(shè)計的過程當(dāng)中需要根據(jù)實際的數(shù)據(jù)來構(gòu)建出一個合理化的基礎(chǔ)建筑結(jié)構(gòu)模型，實現(xiàn)工程參數(shù)以及建模軟件數(shù)據(jù)信息的科學(xué)化自動化的對比和檢驗，以此來及時的發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中存在的不足和問題，根據(jù)問題提出針對性的整改措施以及處理對策，利用此種方式可以大大增加設(shè)計部分的合理性[4]。在BIM 模型當(dāng)中，對于后續(xù)的建筑施工階段可以起到一個輔助性的作用和幫助，在設(shè)計階段當(dāng)中主要偏向于實際情況的考量，進行虛擬仿真技術(shù)的模型創(chuàng)建，對于施工的現(xiàn)場區(qū)域內(nèi)存在的多個參數(shù)和條件進行考量，比如應(yīng)急狀況、節(jié)能特點、緊急疏散的環(huán)境、熱傳導(dǎo)環(huán)境等，以此來實現(xiàn)設(shè)計階段內(nèi)建模呈現(xiàn)出的內(nèi)容可以和施工現(xiàn)場的實際工作相吻合，提供出一個基礎(chǔ)的保證和依據(jù)特點。

3.2 結(jié)構(gòu)預(yù)制的合理化應(yīng)用

在建筑房屋的結(jié)構(gòu)生產(chǎn)預(yù)制環(huán)節(jié)當(dāng)中，主要出現(xiàn)在裝配式建筑當(dāng)中，需要重視BIM 技術(shù)的應(yīng)用，將所有的預(yù)制數(shù)據(jù)信息傳輸給相關(guān)的數(shù)據(jù)平臺內(nèi)部，其中需要涉及多個關(guān)于建筑工程施工的具體參數(shù)，比如構(gòu)件材料數(shù)量、信息型號數(shù)據(jù)信息、規(guī)格數(shù)據(jù)信息等，將所有的信息傳輸給對應(yīng)的供應(yīng)商，確?？梢钥焖俚倪M程生產(chǎn)制約建筑施工所需要的構(gòu)建材料。利用此種方式來加強預(yù)制生產(chǎn)環(huán)節(jié)過程當(dāng)中的制作效率和制作質(zhì)量。與此同時，還需要注意對平臺當(dāng)中的數(shù)據(jù)進行分析和研究，在施工企業(yè)進行施工的過程當(dāng)中需要對實際的預(yù)制生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行實時化關(guān)注，及時的對建筑結(jié)構(gòu)進行掌握和了解，確保各項指標(biāo)的吻合程度，其中包含了生產(chǎn)參數(shù)、規(guī)格尺寸以及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等，因此來最大限度的避免由于參數(shù)的設(shè)計不合理現(xiàn)象造成的施工安裝進度延期現(xiàn)象。對于裝配件施工而言，在預(yù)制件完成生產(chǎn)之后就需要進行結(jié)構(gòu)的審核，利用BIM 技術(shù)的審核流程來進行參數(shù)狀況的分析和研究，其次可以利用RFID 的芯片檢驗技術(shù)來全方位的掌握實際機構(gòu)的各方面屬性，比如材質(zhì)的情況、質(zhì)量以及尺寸參數(shù)等，及時的進行調(diào)整和優(yōu)化，確保數(shù)據(jù)指標(biāo)和實際規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)都相吻合。

3.3 現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)的合理化應(yīng)用方面

在建筑施工的過程當(dāng)中，對于現(xiàn)場施工安裝而言需要將其各個構(gòu)件進行安裝施工，屬于一個重要的環(huán)節(jié)和內(nèi)容，如果出現(xiàn)了缺陷或者其他問題對整體建筑的結(jié)構(gòu)就會產(chǎn)生相當(dāng)嚴(yán)重的影響，基于此在現(xiàn)場施工安裝的時候需要合理的進行BIM 技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)區(qū)域范圍內(nèi)的統(tǒng)籌規(guī)劃，確保每一個流程都嚴(yán)格的按照規(guī)定來進行執(zhí)行，對可能出現(xiàn)的不合理現(xiàn)象進行及時的修正[5]。利用BIM 技術(shù)來進行現(xiàn)場安裝工序的協(xié)調(diào)和優(yōu)化，可以對每一個施工環(huán)節(jié)進行模擬操作，及時的預(yù)測出安裝質(zhì)量所具備的風(fēng)險和隱患，進行制定出完善的計劃方案，以此來實現(xiàn)每一個環(huán)節(jié)的優(yōu)化和協(xié)調(diào)，在精確度和規(guī)范性方面都可以得到保證。

4 具體應(yīng)用案例

在本文當(dāng)中，主要以高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的安裝工程作為主要的研究對象，利用BIM 技術(shù)來進行高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝的過程當(dāng)中，可以進行施工方案設(shè)計的BIM 安裝模型構(gòu)建，進行高層結(jié)構(gòu)安裝施工全過程的可視化呈現(xiàn)，滿足具體的施工管理需求。對于BIM 技術(shù)進行鋼結(jié)構(gòu)建筑模型的構(gòu)建可以借助于Revit 軟件來進行搭建，輸入對應(yīng)的項目信息實現(xiàn)視圖界面的創(chuàng)建，在結(jié)構(gòu)安裝工程當(dāng)中可以利用3D 立體圖形的方式來進行呈現(xiàn)，其中包含平面圖、剖面圖以及立體圖形。

對于鋼結(jié)構(gòu)的安裝施工進度管理而言，BIM 技術(shù)可以實現(xiàn)有效的指導(dǎo)高層建筑結(jié)構(gòu)，改善結(jié)構(gòu)安裝的進度管理。相關(guān)的施工安裝操作人員可以在BIM 軟件內(nèi)輸入對應(yīng)的安裝工程參數(shù)，確保BIM 模型內(nèi)部呈現(xiàn)的進度可以符合實際的現(xiàn)場施工安裝進度，對建筑結(jié)構(gòu)的安裝施工可以起到一定的促進作用。作為管理人員而言，可以借助于BIM 進度來進行模型的管理，對于鋼結(jié)構(gòu)的安裝施工操作當(dāng)中涉及的多個參數(shù)進行分析，安排對應(yīng)的施工作業(yè)，以此來進行現(xiàn)場多方面資源的有效協(xié)調(diào)，模擬出各個區(qū)域內(nèi)部的結(jié)構(gòu)施工安裝過程，建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中存在的多個方面沖突問題可以進行有效的排查和解決，避免大量的消耗出現(xiàn)。在高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝工程中，BIM 技術(shù)體系當(dāng)中，可以借助于Navisworks、Revit 等軟件可虛擬吊裝鋼構(gòu)件來進行多個方面信息資源的關(guān)聯(lián)，需要利用到TimeLiner 的功能關(guān)聯(lián)項目操作及信息資源。利用此種方式可以進行頂層結(jié)構(gòu)的設(shè)計和安裝施工模擬，動態(tài)化的對各個構(gòu)件安裝的活動以及過程進行全面的了解，協(xié)助現(xiàn)場的施工人員進行施工流程的把控和風(fēng)險的應(yīng)對[6]。比如對外圍的鋼結(jié)構(gòu)進行吊裝操作的過程當(dāng)中，如果構(gòu)件的重量或者長度沒有得到合理的控制，則會產(chǎn)生質(zhì)量的風(fēng)險，利用BIM 技術(shù)可以進行信息模型的可視化操作應(yīng)用，使得安裝施工的操作人員掌握鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點以及整體的施工分布狀況，進行施工參數(shù)的科學(xué)控制，確保吊裝任務(wù)的安全完成。除此之外，對于高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)操作過程當(dāng)中，關(guān)鍵節(jié)點的施工屬于重要的部分內(nèi)容，其涉及的內(nèi)容較多且工藝較為復(fù)雜，因此可以借助于動態(tài)化可視化的動畫視頻來對結(jié)構(gòu)關(guān)鍵節(jié)點的安裝作業(yè)做出科學(xué)指導(dǎo)，例如，對高層建筑的3～12 層施工的時候，難度較大的屬于鋼柱和鋼梁的捆扎過程，就需要進行BIM 施工全過程的模擬。利用Nacisworks 軟件進行多個方面的整合，如進度計劃、施工信息以及命令選項等，制作出關(guān)鍵節(jié)點的安裝場景動畫，清晰的進行實際場景的模擬操作，使得操作人員可以對鋼結(jié)構(gòu)進行不同角度的安裝實際情況觀察。對于鋼筋和鋼柱的捆扎安裝，提出具體的施工方案和工序，對可能出現(xiàn)的問題進行及時的調(diào)整，確保安裝方案可以無誤。BIM 技術(shù)的深化應(yīng)用如圖2 所示。

圖2 BIM 技術(shù)的深化應(yīng)用

5 結(jié)語

綜上所述，在建筑施工的過程當(dāng)中，對于BIM 技術(shù)進行合理的利用可以實現(xiàn)工期的有效縮短，實現(xiàn)設(shè)計當(dāng)中的精確程度，有效的避免和防止建筑施工出現(xiàn)質(zhì)量問題，對于現(xiàn)場的管理模式可以起到有效的簡化作用，確保整體的工程建設(shè)效果可以得到最大化發(fā)揮?；诖耍髽I(yè)的施工安裝環(huán)節(jié)當(dāng)中，需要將BIM 技術(shù)進行科學(xué)的應(yīng)用，增強設(shè)計的精確程度，確保施工現(xiàn)場可以得到可視化的管理。在此種技術(shù)的應(yīng)用過程當(dāng)中，需要確保技術(shù)涉及的每一個環(huán)節(jié)都可以實現(xiàn)可視化且建模的實際應(yīng)用，最大限度的發(fā)揮其模擬現(xiàn)場的可視化管理價值。