預(yù)制裝配式墻板應(yīng)用BIM技術(shù)的安裝過(guò)程及質(zhì)量保證措施

王東海

（甘肅新瑞城市建設(shè)有限公司）

1 引言

預(yù)制裝配式墻板是在工廠(chǎng)里預(yù)先制造的墻板，然后將其運(yùn)輸?shù)浇ㄖさ剡M(jìn)行裝配和安裝。由于其制造過(guò)程在控制良好的工廠(chǎng)環(huán)境中進(jìn)行，因此能夠確保墻板的質(zhì)量、精度和一致性。預(yù)制裝配式墻板的主要優(yōu)點(diǎn)包括施工速度快、質(zhì)量控制好、減少現(xiàn)場(chǎng)浪費(fèi)和環(huán)境影響小，在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，特別適用于快速發(fā)展的城市和住宅小區(qū)。此外，預(yù)制墻板還廣泛用于商業(yè)建筑、辦公樓、酒店、學(xué)校、醫(yī)院和其他公共建筑，提供快速施工的優(yōu)勢(shì)，還可以滿(mǎn)足特定的設(shè)計(jì)和性能要求，如防火、隔音和能效。

2 預(yù)制裝配式墻板的BIM建模過(guò)程

2.1 數(shù)據(jù)收集

在預(yù)制裝配式墻板的BIM 建模過(guò)程中，數(shù)據(jù)收集是聚焦于收集所有相關(guān)和必需的信息，確保后續(xù)的建模過(guò)程既準(zhǔn)確又高效。材料信息，如材料種類(lèi)，來(lái)源、成本、可持續(xù)性等關(guān)鍵屬性應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)梳理。墻板的高度、寬度、厚度，以及其中可能存在的開(kāi)口、插口等特殊設(shè)計(jì)，都需要詳細(xì)測(cè)量和記錄，使得預(yù)制墻板完美適應(yīng)其預(yù)定的位置，避免現(xiàn)場(chǎng)的尺寸調(diào)整和修改。與此同時(shí)，墻板的承重能力、抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等，都決定了其在建筑結(jié)構(gòu)中的角色，以及如何與其他部分相互作用。數(shù)據(jù)收集的過(guò)程中，通常需要與供應(yīng)商、制造商、工程師以及其他專(zhuān)業(yè)人員緊密合作，提供關(guān)于材料、制造工藝以及墻板性能的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，確保所有收集到的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確可靠的[1]。

2.2 建模工具和軟件選擇

在當(dāng)今的建筑信息模型技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，有眾多的BIM軟件可以為工程師、設(shè)計(jì)師和承包商提供支持，其中的選擇應(yīng)基于項(xiàng)目需求、預(yù)算和團(tuán)隊(duì)的技能。Autodesk Revit是BIM建模的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，功能全面且可與其他Autodesk產(chǎn)品無(wú)縫整合為復(fù)雜的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)協(xié)作提供了便利，支持從初步設(shè)計(jì)到施工文檔的所有階段，具有參數(shù)化功能，使得預(yù)制元件如墻板可以輕松調(diào)整并在整個(gè)模型中更新。Tekla Structures 是專(zhuān)注于預(yù)制和鋼結(jié)構(gòu)建模的強(qiáng)大工具，適合需要進(jìn)行精確制造和組裝的項(xiàng)目。其高度的詳細(xì)化和準(zhǔn)確性使得制造商可以直接從模型中提取生產(chǎn)信息。而ArchiCAD也是受歡迎的選擇，尤其在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，提供了快速的建模工具和強(qiáng)大的可視化功能。考慮到模型與實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)交換和與其他系統(tǒng)的整合，Navisworks 項(xiàng)目審查工具在施工階段進(jìn)行碰撞檢測(cè)和施工模擬變得尤為重要。

2.3 創(chuàng)建模型

從幾何的角度看，模型必須精確地反映墻板的尺寸、形狀和位置，精確建模墻板的主體，還要考慮到孔洞、缺口和其他細(xì)節(jié)，確保了后續(xù)的施工和生產(chǎn)過(guò)程中，所有的元件都能完美匹配。屬性定義是BIM 模型中不可或缺的部分，為模型提供了關(guān)于其材料、成本、生命周期以及其他關(guān)鍵信息的元數(shù)據(jù)。例如，預(yù)制墻板的混凝土類(lèi)型、強(qiáng)度、熱傳導(dǎo)率以及任何與其相關(guān)的環(huán)境認(rèn)證等信息都可以被嵌入到模型中。關(guān)系的定義確保模型中的每一個(gè)元件都是相互連接的，形成整體系統(tǒng)，例如，預(yù)制墻板之間的連接、與地基或其他建筑元件的關(guān)系都被明確定義，決定如何正確地安裝墻板，以及如何處理潛在的沖突或交叉，通過(guò)這種方法，BIM模型確保了預(yù)制墻板在整個(gè)建筑中的正確定位和性能。

2.4 模型檢驗(yàn)及優(yōu)化

預(yù)制裝配式墻板的BIM 建模過(guò)程中，模型的檢驗(yàn)與優(yōu)化是確保質(zhì)量和準(zhǔn)確性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。每一個(gè)建筑模型，無(wú)論其復(fù)雜度如何，都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢查以保證其反映的信息與實(shí)際需求和現(xiàn)實(shí)條件相匹配。模型檢驗(yàn)主要關(guān)注模型的完整性、精確性和準(zhǔn)確性。在完整性方面，檢查的重點(diǎn)是確保模型中的所有必要部分都已包含，并且每一部分都被正確地表達(dá)，檢查模型中的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確地反映了真實(shí)的設(shè)計(jì)意圖和規(guī)范要求，對(duì)比模型與設(shè)計(jì)圖紙、材料規(guī)格和施工要求，確保一切都在正確的軌道上。模型的檢驗(yàn)只是過(guò)程的一部分，一旦檢測(cè)到任何問(wèn)題或不匹配，應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化模型，修改模型的某些部分以確保其更加準(zhǔn)確，或者調(diào)整模型的結(jié)構(gòu)以使其更加高效和可操作。

3 基于BIM 技術(shù)的預(yù)制裝配式墻板安裝過(guò)程

3.1 安裝前準(zhǔn)備

BIM模型也為施工團(tuán)隊(duì)提供了虛擬的環(huán)境用于進(jìn)行施工模擬和碰撞檢測(cè)，模擬墻板的搬運(yùn)、吊裝和定位過(guò)程，以識(shí)別并解決可能的障礙或沖突，預(yù)先了解施工流程，確保現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的順暢進(jìn)行。與此同時(shí)，工具和設(shè)備的準(zhǔn)備也至關(guān)重要。雖然BIM技術(shù)為施工過(guò)程提供了指導(dǎo)，但在實(shí)際操作中仍需要適當(dāng)?shù)墓ぞ吆驮O(shè)備來(lái)支持。此外，為確保安裝過(guò)程的安全和效率，施工團(tuán)隊(duì)需要熟悉BIM模型的使用、解讀模型中的數(shù)據(jù)，以及如何將這些數(shù)據(jù)應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)操作，不熟悉預(yù)制墻板安裝的施工人員需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的培訓(xùn)，以掌握墻板的特性、安裝方法以及可能遇到的問(wèn)題。

3.2 預(yù)制墻板布置和定位

在BIM 模型中，施工團(tuán)隊(duì)可模擬墻板吊裝和搬運(yùn)路徑，確保這些路徑是安全且有效的，當(dāng)實(shí)際搬運(yùn)和吊裝工作開(kāi)始時(shí)，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)有了清晰的方向和策略。一旦墻板到達(dá)了指定的位置，BIM 技術(shù)則幫助團(tuán)隊(duì)進(jìn)行精確地定位，如墻板本身的方向和角度、與其他預(yù)制部件或現(xiàn)場(chǎng)施工的元件之間的接口。BIM模型中的數(shù)據(jù)，如連接點(diǎn)、連接件類(lèi)型和固定方法，都為團(tuán)隊(duì)提供了寶貴的指導(dǎo)，確保了墻板的穩(wěn)定、安全且持久地固定。

3.3 預(yù)制墻板的連接方法和步驟

預(yù)制墻板的連接通常包括數(shù)種方法，如螺栓連接、焊接或特殊的連接件，其中，螺栓連接適用于需要可拆卸連接的情況，通過(guò)在墻板的連接點(diǎn)鉆孔，然后使用螺栓、螺母和墊圈將墻板連接在一起，靈活性較強(qiáng)，可以在需要時(shí)進(jìn)行調(diào)整和更換；焊接是將兩個(gè)墻板通過(guò)熔化金屬材料并使其凝固來(lái)實(shí)現(xiàn)連接，效果更堅(jiān)固，適用于需要更高強(qiáng)度和耐久性的情況，然而可能會(huì)限制構(gòu)件的拆卸和移動(dòng)；預(yù)制墻板的連接有許多專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的連接件可供選擇，例如榫卯連接、插銷(xiāo)連接、卡扣連接等。BIM 模型為施工團(tuán)隊(duì)提供了清晰的視圖和指導(dǎo)，顯示每個(gè)連接點(diǎn)的位置、所需的連接件類(lèi)型及其規(guī)格，簡(jiǎn)化施工流程。除了連接細(xì)節(jié)，BIM模型還為團(tuán)隊(duì)提供了連接的順序和方法。例如，某些墻板可能需要先進(jìn)行某個(gè)角度的連接，然后再進(jìn)行其他連接，以確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。模型中的這些信息使得施工團(tuán)隊(duì)可以避免現(xiàn)場(chǎng)的試錯(cuò)，提高了施工的效率和安全性。此外，由于BIM技術(shù)能夠提供實(shí)時(shí)的反饋和更新，施工團(tuán)隊(duì)可以在連接過(guò)程中隨時(shí)與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)溝通。如果現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)了任何不符合模型的情況，或者團(tuán)隊(duì)遇到了意外的挑戰(zhàn)，都可以快速地在模型中找到解決方案，確保項(xiàng)目的連續(xù)性。

4 質(zhì)量保證措施

4.1 設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量控制

基于BIM技術(shù)的預(yù)制裝配墻板安裝在設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量控制關(guān)乎整個(gè)建筑項(xiàng)目的成功。BIM技術(shù)支持多方參與者共同查看和修改模型，這種協(xié)同工作方式有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)計(jì)中的潛在問(wèn)題。此外，BIM還支持對(duì)設(shè)計(jì)方案的模擬和分析，如能效分析、日照分析等，在BIM模型中添加建筑的能源相關(guān)屬性，如材料熱性能、保溫層、窗戶(hù)類(lèi)型等模擬建筑的能效表現(xiàn)，有助于設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)了解墻板設(shè)計(jì)對(duì)整體能效的影響，并優(yōu)化設(shè)計(jì)以減少能源消耗；BIM軟件可以模擬建筑的日照情況，預(yù)測(cè)不同時(shí)間段和季節(jié)內(nèi)陽(yáng)光的照射情況。對(duì)于預(yù)制墻板的設(shè)計(jì)，日照分析可以幫助確定墻板的擺放位置、窗戶(hù)和開(kāi)口的大小、遮陽(yáng)設(shè)施等，以最大程度地提供舒適的室內(nèi)環(huán)境。幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)評(píng)估其決策，并確保預(yù)制墻板的性能和可持續(xù)性。同時(shí)，通過(guò)BIM模型，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以更好地與客戶(hù)和其他干系人溝通，確保其需求和期望得到滿(mǎn)足。

4.2 制造過(guò)程的質(zhì)量管理

制造階段是確保墻板滿(mǎn)足預(yù)期質(zhì)量和性能的關(guān)鍵階段，隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，BIM模型可以與制造工廠(chǎng)的自動(dòng)化系統(tǒng)集成，許多制造過(guò)程，如切割、裝配和檢測(cè)，都可以通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)完成，BIM也支持與供應(yīng)鏈管理工具的集成，確保所需材料的質(zhì)量、時(shí)效性和成本效益，使得預(yù)制墻板的每個(gè)組件，無(wú)論是混凝土、鋼筋還是絕緣材料，都可以在最適當(dāng)?shù)臅r(shí)候、以最優(yōu)的質(zhì)量和成本得到采購(gòu)和使用。此外，還可以應(yīng)用BIM 技術(shù)詳細(xì)記錄制造過(guò)程的每一個(gè)環(huán)節(jié)，為項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)、業(yè)主和維護(hù)人員提供完整的、可追溯的記錄，有助于后期的維護(hù)、審計(jì)和質(zhì)量保證。

4.3 運(yùn)營(yíng)與維護(hù)的質(zhì)量保證

在建筑工程完工后，運(yùn)營(yíng)與維護(hù)階段的開(kāi)始意味著長(zhǎng)期確保建筑功能、安全和舒適性的重要時(shí)期的到來(lái)。在此階段，基于BIM 技術(shù)的預(yù)制裝配墻板安裝的質(zhì)量保證發(fā)揮著不可或缺的作用。利用BIM模型，建筑的運(yùn)營(yíng)者可以輕松地訪(fǎng)問(wèn)與預(yù)制墻板相關(guān)的所有維護(hù)記錄和推薦的維護(hù)周期，使得維護(hù)計(jì)劃的制定變得更為簡(jiǎn)單和精確，確保了建筑的持久性和可靠性。此外，BIM 技術(shù)還支持與建筑自動(dòng)化系統(tǒng)和傳感器網(wǎng)絡(luò)的集成，建筑運(yùn)營(yíng)者得以實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)制墻板的狀態(tài)和性能。例如，如果墻板中的絕緣材料出現(xiàn)問(wèn)題或者存在裂縫，相應(yīng)的傳感器可以及時(shí)報(bào)警，提高建筑的運(yùn)營(yíng)效率和安全性[2]。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)數(shù)字化的模型輕松地進(jìn)行施工規(guī)劃、資源分配和進(jìn)度管理，為現(xiàn)場(chǎng)工作人員提供了清晰、詳細(xì)的指導(dǎo)，確保墻板的正確和安全安裝。當(dāng)談到質(zhì)量保證時(shí)，BIM 技術(shù)在預(yù)制墻板的生命周期中發(fā)揮了不可或缺的作用。從設(shè)計(jì)階段到制造、安裝、運(yùn)營(yíng)以及維護(hù)，BIM為所有相關(guān)人員提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和信息，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)間的協(xié)作和溝通，在每個(gè)階段都能作出基于數(shù)據(jù)的決策，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的高質(zhì)量目標(biāo)。此外，預(yù)制墻板和BIM 的結(jié)合也為建筑行業(yè)帶來(lái)了可持續(xù)性的新機(jī)會(huì)。通過(guò)優(yōu)化材料的使用、減少現(xiàn)場(chǎng)浪費(fèi)以及提高建筑的能效和性能構(gòu)建更為綠色、可持續(xù)的建筑環(huán)境，降低建筑的整體碳足跡，滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展的日益增長(zhǎng)的需求。