BIM在裝配式中的實(shí)戰(zhàn)運(yùn)用

章 杰

江蘇龍騰工程設(shè)計(jì)股份有限公司，江蘇南京 210008

從現(xiàn)階段發(fā)展而言，BIM技術(shù)已經(jīng)得到了全面發(fā)展，其在裝配式建筑中的應(yīng)用具有非常重要的意義，一方面能夠有效完成建筑施工的基本任務(wù)，另一方面還能對(duì)資源環(huán)境本身起到良好的保護(hù)作用。基于這一情況，相關(guān)工作人員理應(yīng)對(duì)其展開進(jìn)一步研究，以此使其作用充分發(fā)揮。

1 裝配式建筑和BIM技術(shù)的基本概念

所謂裝配式建筑，其主要是指依靠“搭積木”的方式進(jìn)行房屋搭建，將墻體、房梁、柱子以及樓板等主要構(gòu)建全部運(yùn)送到施工現(xiàn)場之中，并完成拼裝工作，以此實(shí)現(xiàn)多樣化、功能現(xiàn)代化以及施工裝配化等特點(diǎn)。相比于早期的建筑形式，能夠大幅度減少材料投入。這其中，材料能夠節(jié)約25%，用水量能夠節(jié)約65%，能源則能夠節(jié)約85%，從而可以大幅度提升施工的整體效益[1]。

所謂BIM技術(shù)，其主要是指建筑信息模型 （Building Information Modeling）。此類模型主要是將建筑物的相關(guān)數(shù)據(jù)資料作為基礎(chǔ)，之后再依靠數(shù)字虛擬方針的方式，完成模型的創(chuàng)設(shè)工作。這些年來，最具代表性的便是龍騰項(xiàng)目，此項(xiàng)目便應(yīng)用了BIM技術(shù)。

對(duì)于裝配式建筑本身來說，其內(nèi)部核心主要為“集成”，而信息化技術(shù)可以看作是“集成”的主線。施工人員在應(yīng)用BIM技術(shù)之后，能夠?qū)ρb配式建筑展開全面管理和控制，以此對(duì)其原有的方案展開優(yōu)化，促進(jìn)建筑能夠完成進(jìn)一步推廣，在真正意義上實(shí)現(xiàn)工業(yè)化發(fā)展。

2 BIM技術(shù)在裝配式建筑中的主要應(yīng)用

2.1 在設(shè)計(jì)階段中的應(yīng)用

2.1.1 模型建立和圖紙繪制

在進(jìn)行BIM模型創(chuàng)建的時(shí)候，需要將3D技術(shù)作為前提，通過相關(guān)參數(shù)完成設(shè)計(jì)工作。一般來說，BIM模型的創(chuàng)建主要包括三個(gè)部分，分別是制定標(biāo)準(zhǔn)、建立模型以及應(yīng)用模型。由于模型內(nèi)部的所有單元均有著獨(dú)立的類型、尺寸以及材質(zhì)，從而使得BIM模型具有很強(qiáng)的管理性特點(diǎn)。但凡其中有任何參數(shù)出現(xiàn)了改變，則其所有構(gòu)件都將進(jìn)行更新，從而有效解決了圖紙內(nèi)部數(shù)據(jù)信息不一致的問題。

2.1.2 協(xié)同工作和碰撞檢查

對(duì)于BIM技術(shù)而言，其最大的特點(diǎn)便是具有較強(qiáng)的信息化特點(diǎn)以及能夠完成協(xié)同管理工作，從而可以為所有參與者提供信息交流的基礎(chǔ)性平臺(tái)，以此能夠?qū)⒍喾N不同的模型放置在同一個(gè)平臺(tái)中進(jìn)行合并。而碰撞檢查主要是以建筑本身的設(shè)計(jì)周期為基礎(chǔ)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，對(duì)原有的流程進(jìn)行模擬，從而完成碰撞檢查工作。如此一來，早期由于信息溝通難度較高的問題將會(huì)得到解決，以此進(jìn)行工程設(shè)計(jì)優(yōu)化，減少不必要的變更和返工[2]。

2.1.3 工程量統(tǒng)計(jì)和造價(jià)管理

在早期的工作中，施工人員通常以圖紙為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，同時(shí)其造價(jià)的精確度也非常低。而在應(yīng)用了BIM技術(shù)之后，由于其內(nèi)部包含大量的信息數(shù)據(jù)，所有工程量都能夠通過模型完成計(jì)算，無須人工進(jìn)行操作，以此將誤差產(chǎn)生的概率降至最低。通過相關(guān)調(diào)查可以了解，在應(yīng)用了BIM技術(shù)之后，預(yù)算投入將會(huì)減少45%，造價(jià)的實(shí)際精度也能夠控制在2.5%的范圍之內(nèi)，同時(shí)依靠碰撞檢查的方式，還能夠減少約12%合同的實(shí)際價(jià)格。

2.2 在生產(chǎn)階段中的應(yīng)用

2.2.1 制造構(gòu)件

在進(jìn)行裝配式建筑建造時(shí)，其中有一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容便是針對(duì)預(yù)制構(gòu)件展開生產(chǎn)，這個(gè)環(huán)節(jié)可以看作是連接設(shè)計(jì)和施工的重要紐帶。預(yù)制構(gòu)件嘗試可以通過BIM信息平臺(tái)得到預(yù)制構(gòu)架的尺寸以及材質(zhì)信息，以此完成構(gòu)件的生產(chǎn)工作，并根據(jù)相關(guān)計(jì)劃的要求進(jìn)行大量生產(chǎn)。之后再將獲取的信息資料及時(shí)反饋到平臺(tái)之中，促使施工企業(yè)能夠充分了解構(gòu)件生產(chǎn)的實(shí)際情況，從而可以提前完成準(zhǔn)備工作[3]。

為了確保預(yù)制構(gòu)件具有足夠的質(zhì)量水平，而且還能對(duì)其完成生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、施工以及運(yùn)維方面的管理工作，當(dāng)構(gòu)件還處在生產(chǎn)制作階段的時(shí)候，將BIM技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)結(jié)合在一起。參照用戶自身的實(shí)際需求，借鑒其原有的編碼規(guī)則，以此完成編碼工作。由于獲取的編碼數(shù)據(jù)本身具有唯一性以及擴(kuò)展性特點(diǎn)，以此能夠保證其信息足夠準(zhǔn)確。之后，相關(guān)人員再將具有此方面信息的芯片全部植入到構(gòu)件內(nèi)部，以便各個(gè)階段的工作人員能夠更好地進(jìn)行讀取以及查閱。

2.2.2 構(gòu)件運(yùn)輸

在進(jìn)行構(gòu)件運(yùn)輸時(shí)，一般工作人員主要采取在運(yùn)輸車輛內(nèi)部植入RFID芯片的方式，從而能夠在短時(shí)間內(nèi)迅速獲取車輛的信息資料。在進(jìn)行運(yùn)輸規(guī)劃的時(shí)候，還需要結(jié)合構(gòu)件原有的體積，選擇最為合理的運(yùn)輸工具，并參照其運(yùn)輸順序，選擇用時(shí)最短的路線。如此一來，不但運(yùn)輸費(fèi)用將會(huì)大幅度減少，工程的整體進(jìn)度也將得到提升。

2.3 在建造施工階段中的應(yīng)用

2.3.1 預(yù)制構(gòu)件的管理工作

對(duì)于裝配式建筑來說，由于其本身需要應(yīng)用多個(gè)不同種類的構(gòu)建，故經(jīng)常會(huì)有構(gòu)件丟失或者誤用的問題發(fā)生。因此，在進(jìn)行現(xiàn)場管理的時(shí)候，理應(yīng)做到嚴(yán)格控制。一般而言，工作人員需要將RFID技術(shù)和BIM技術(shù)結(jié)合在一起，對(duì)構(gòu)建本身展開追蹤控制。當(dāng)構(gòu)件運(yùn)入場地之后，在其門禁系統(tǒng)中安裝RFID閱讀器，促使檢查人員在得到數(shù)據(jù)信息之后立刻展開檢驗(yàn)工作。確保所有構(gòu)件的質(zhì)量沒有任何問題之后，才能投入使用。

2.3.2 施工模擬仿真

由于裝配式建筑本劇機(jī)械化程度非常高，同時(shí)施工工藝也十分復(fù)雜，對(duì)于安全防護(hù)方面也有著非常高的基本要求。因此通常需要各個(gè)部門的工作人員積極展開配合，在施工正式開始之前，依靠BIM技術(shù)，對(duì)整個(gè)施工工作進(jìn)行模擬和方針，以此對(duì)原有的流程和方案進(jìn)行優(yōu)化，確保構(gòu)建能夠做到準(zhǔn)確定位。在進(jìn)行施工場地布置的時(shí)候，同樣可以使用BIM技術(shù)，以此確保各個(gè)配件的布置足夠合理，原本的運(yùn)輸路線也將得到優(yōu)化。如此一來，施工的成本將會(huì)大幅度降低，實(shí)際吊裝以及裝配的效率都將得到提升。

2.3.3 質(zhì)量進(jìn)度以及成本控制

在進(jìn)行裝配式建筑施工的時(shí)候，通過應(yīng)用BIM技術(shù)，以此可以將施工對(duì)象和施工進(jìn)度連接在一起，促使原有的“3D-BIM”能夠轉(zhuǎn)化為“4D-BIM”，以此可以對(duì)實(shí)際進(jìn)度展開跟蹤和監(jiān)控。不僅如此，還需要在此基礎(chǔ)上將資源維度引入進(jìn)來，進(jìn)而能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)變?yōu)椤?D-BIM”。

2.4 在運(yùn)營維護(hù)階段中的應(yīng)用

在進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代之后，越來越多的裝配式建筑都開始嘗試應(yīng)用BIM技術(shù)。當(dāng)有突發(fā)火災(zāi)出現(xiàn)的時(shí)候，依靠BIM信息模型界面，能夠自動(dòng)觸發(fā)火警警報(bào)，以此對(duì)當(dāng)前火災(zāi)發(fā)生的實(shí)際位置進(jìn)行明確。而在進(jìn)行建筑維護(hù)的時(shí)候，運(yùn)維管理人員還可以通過BIM模型獲得相關(guān)資料信息，以此能夠有效提升維修工作的實(shí)際效率以及整體質(zhì)量。除此之外，依靠預(yù)埋構(gòu)件內(nèi)部的RFID標(biāo)簽，從而可以對(duì)建筑的實(shí)際使用過程展開監(jiān)控，以此實(shí)現(xiàn)綠色運(yùn)維管理。

3 推進(jìn)BIM技術(shù)應(yīng)用的措施

3.1 推進(jìn)信息技術(shù)與企業(yè)管理深度融合

進(jìn)一步完善并集成企業(yè)運(yùn)營管理信息系統(tǒng)、生產(chǎn)經(jīng)營管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理信息系統(tǒng)的升級(jí)換代。深度融合BIM、大數(shù)據(jù)、智能化、移動(dòng)通信、云計(jì)算等信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)BIM與企業(yè)管理信息系統(tǒng)的一體化應(yīng)用，促進(jìn)企業(yè)設(shè)計(jì)水平和管理水平的提高。

3.2 加快BIM普及應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)勘察設(shè)計(jì)技術(shù)升級(jí)

在工程項(xiàng)目勘察中，推進(jìn)基于BIM進(jìn)行數(shù)值模擬、空間分析和可視化表達(dá)，研究構(gòu)建支持異構(gòu)數(shù)據(jù)和多種采集方式的工程勘察信息數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)工程勘察信息的有效傳遞和共享。在工程項(xiàng)目策劃、規(guī)劃及監(jiān)測中，集成應(yīng)用BIM、GIS、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，對(duì)相關(guān)方案及結(jié)果進(jìn)行模擬分析及可視化展示。在工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，普及應(yīng)用BIM進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的性能和功能模擬分析、優(yōu)化、繪圖、審查，以及成果交付和可視化溝通，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3.3 推廣BIM協(xié)同設(shè)計(jì)

推廣基于BIM的協(xié)同設(shè)計(jì)，開展多專業(yè)間的數(shù)據(jù)共享和協(xié)同，優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。研究開發(fā)基于BIM的集成設(shè)計(jì)系統(tǒng)及協(xié)同工作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電等專業(yè)的信息集成與共享。

4 結(jié)語

綜上所述，依靠擁有BIM技術(shù)的形式，能夠有效處理裝配式建筑施工中經(jīng)常會(huì)有的“錯(cuò)、漏、碰、缺”的問題。如此一來，早期施工中可能出現(xiàn)的問題都將得到有效解決，進(jìn)而推動(dòng)建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展。