BIM技術(shù)在裝配式建筑施工階段的應(yīng)用研究

(吉林建筑大學(xué))

0 引言

裝配式建筑是將在工廠加工制好的構(gòu)件運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，通過裝配式連接方式進(jìn)行拼裝的建筑。裝配式建筑推廣的難點(diǎn)是施工單位的施工精準(zhǔn)度，裝配式建筑構(gòu)件具有不可重復(fù)利用的特點(diǎn)，一旦發(fā)生錯(cuò)誤只能重建，然而大部分構(gòu)件又是事先預(yù)制好的，因此需要精準(zhǔn)建模，利用BIM技術(shù)針對(duì)設(shè)計(jì)單位提供的模型進(jìn)一步的深化設(shè)計(jì)，檢查錯(cuò)漏碰缺，在施工前對(duì)施工進(jìn)行模擬，對(duì)關(guān)鍵部位的施工反復(fù)模擬，最后制作施工進(jìn)度計(jì)劃實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)際施工進(jìn)度，保證施工的精確度，確保工程順利竣工。

1 深化設(shè)計(jì)

1.1 各個(gè)專業(yè)的協(xié)同深化設(shè)計(jì)

基于設(shè)計(jì)階段提供的Revit建筑模型，對(duì)模型進(jìn)行細(xì)化和完善，將模型轉(zhuǎn)換成BIM軟件通用格式IFC文件格式，然后導(dǎo)入到Tekla軟件并修改模型。Tekla軟件相對(duì)于其他軟件除了具有智能出圖、自動(dòng)更新數(shù)據(jù)、自動(dòng)生成構(gòu)建清單等功能外還具有如圖1.1.1等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)模型的建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電進(jìn)行分類，分派到各個(gè)專業(yè)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，按照“誰施工、誰設(shè)計(jì)”的原則，分配到各個(gè)專業(yè)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。各專業(yè)再針對(duì)自己負(fù)責(zé)的部分進(jìn)行拆分，在保證建筑構(gòu)件的結(jié)構(gòu)和功能完整性的前提下，盡量減少構(gòu)件的種類，生成各部分構(gòu)件的加工詳圖和詳細(xì)信息，提高構(gòu)件的精度，為現(xiàn)場(chǎng)安裝做準(zhǔn)備，做到各構(gòu)件節(jié)點(diǎn)和預(yù)留孔等細(xì)節(jié)部位的可視化[1]，從而減少錯(cuò)誤發(fā)生、提高效率。

圖1.1.1

1.2 綜合性的深化設(shè)計(jì)

對(duì)各專業(yè)深化設(shè)計(jì)的成果進(jìn)行整合，選定一個(gè)主文件，將其他專業(yè)的模型連接到該主文件模型，最終得到一個(gè)全專業(yè)的綜合模型，利用 Navisworks軟件進(jìn)行碰撞檢測(cè)，找出各專業(yè)系統(tǒng)間的碰撞點(diǎn)，并根據(jù)檢驗(yàn)報(bào)告及意見對(duì)模型進(jìn)行修改，直至解決所有碰撞，避免發(fā)生錯(cuò)漏碰缺、二次施工等問題，將現(xiàn)場(chǎng)施工出現(xiàn)的問題預(yù)先消除，同時(shí)Tekla軟件會(huì)根據(jù)其自帶的模板自動(dòng)生成各類的工程量，信息與模型完全一致，最終形成竣工模型。

2 施工模擬

2.1 場(chǎng)地布置

常用于施工場(chǎng)地規(guī)劃的軟件有很多，比如：Navisworks、Synchro 4D、Fuzor等，此處選用 Navisworks是因?yàn)榕c Revite同為 Autodesk 公司產(chǎn)品，同時(shí)與下文 MS Project施工進(jìn)度計(jì)劃甘特圖更好的進(jìn)行匹配，減少模型在軟件之間的轉(zhuǎn)換和軟件的使用數(shù)量。因此，將Revit模型導(dǎo)入Navisworks進(jìn)行動(dòng)態(tài)施工模擬可以直觀地看到并了解施工的全過程和結(jié)果，在進(jìn)行施工預(yù)演前首先要進(jìn)行施工場(chǎng)地的布置，包括構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)路線、吊裝設(shè)備以及其它臨時(shí)設(shè)施的位置，將模型賦予時(shí)間屬性，使對(duì)象隨時(shí)間的變化形成4D場(chǎng)地模型，并結(jié)合實(shí)際情況修改各實(shí)體的位置信息，解決施工場(chǎng)地的平面布置與劃分問題，利用BIM技術(shù)協(xié)調(diào)構(gòu)件的生產(chǎn)與安裝進(jìn)度，避免出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)堆放，確保建造的質(zhì)量與速度。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)可能發(fā)生的危險(xiǎn)源、安全隱患，減少安全事故的發(fā)生[2]，制定應(yīng)急預(yù)案，最后對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行優(yōu)化，選出最佳施工路線。

2.2 施工流程模擬

利用BIM技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的施工模擬，可以達(dá)到未建先試的效果，有效的表達(dá)施工過程中各種復(fù)雜的關(guān)系以及工程關(guān)鍵部位的施工工藝、施工工序，對(duì)于每個(gè)不同部位、不同構(gòu)件、不同節(jié)點(diǎn)進(jìn)行預(yù)先拼裝，確保實(shí)際安裝無誤，對(duì)各部分進(jìn)行精確的仿真。再將深化設(shè)計(jì)階段建模批量復(fù)制的構(gòu)件在4D模型中打亂，按照實(shí)際施工過程，呈階梯狀的規(guī)律重新組合。對(duì)同一個(gè)項(xiàng)目的不同施工計(jì)劃進(jìn)行反復(fù)的模擬和優(yōu)化，找到最佳的施工方案，以前處理類似的問題靠的是施工經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在只需要在模擬環(huán)境中進(jìn)行推演就能很好的得到解決。在模擬的過程中要對(duì)儲(chǔ)存的模型中大量的構(gòu)件和設(shè)備的信息進(jìn)行管理，通過軟件模擬安裝構(gòu)件的流程，再由安裝人員按照流程視頻、模型進(jìn)行輪流施工，即便是從未接觸過項(xiàng)目的新員工也能夠?qū)φ麄€(gè)施工流程、技術(shù)要點(diǎn)、注意事項(xiàng)一目了然，以此節(jié)約了工期和成本，將安裝返工率降到最低。

3 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)進(jìn)度

將制定好的MS Project項(xiàng)目施工計(jì)劃甘特圖導(dǎo)入到Navisworks中與BIM模型進(jìn)行匹配[3]，將空間與時(shí)間相結(jié)合形成一個(gè)可視化施工進(jìn)度4D模型，不僅可以直觀的反應(yīng)建筑施工的全過程，還能在任意時(shí)間查看工作情況，實(shí)時(shí)追蹤施工中的進(jìn)度狀態(tài)，并與實(shí)際建造的施工進(jìn)度對(duì)比。一旦發(fā)現(xiàn)與實(shí)際建造不符，需要進(jìn)行進(jìn)度分析，掌握時(shí)間節(jié)點(diǎn)，利用BIM模型模擬多種進(jìn)度調(diào)整方案，確定最優(yōu)的補(bǔ)救措施，對(duì)4D進(jìn)度模型進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。

4 施工階段的協(xié)同工作

BIM技術(shù)可視化讓復(fù)雜的施工變得的簡(jiǎn)單化，通過搭建BIM協(xié)同信息平臺(tái)有利于各單位各施工項(xiàng)目的開展，同時(shí)可以有效對(duì)施工各階段進(jìn)行管理。項(xiàng)目人員根據(jù)權(quán)限加入平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)組織內(nèi)部的信息共享、在線審核、問題批注，并及時(shí)解決，一旦某些部位發(fā)生變化，與之相應(yīng)的施工工藝、施工進(jìn)度等相關(guān)信息都自動(dòng)隨之改變，即BIM技術(shù)能自動(dòng)關(guān)聯(lián)二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)牡胤剑瑴p少變更和返工等損失，提高全過程檢查溝通效率。將各單位在不同施工階段所負(fù)責(zé)的任務(wù)進(jìn)行分工，各單位通過信息平臺(tái)將現(xiàn)階段的工作成果及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行整合，進(jìn)而更好的調(diào)整、安排接下來工作，解決施工隱患，保證項(xiàng)目順利實(shí)施。

5 結(jié)語

本文在基于設(shè)計(jì)階段提供的BIM模型進(jìn)一步研究BIM技術(shù)在裝配式建筑施工中的應(yīng)用，通過深化設(shè)計(jì)、施工模擬、制定動(dòng)態(tài)進(jìn)度計(jì)劃以保證裝配式建筑各構(gòu)件之間的契合度，展現(xiàn)了二維圖紙所不能給予的視覺效果，將BIM技術(shù)應(yīng)用到裝配式建筑施工過程中，不僅可以對(duì)構(gòu)件的安裝節(jié)點(diǎn)可視化管理，還可以、改善施工進(jìn)度計(jì)劃、對(duì)整個(gè)施工過程進(jìn)行監(jiān)督，控制提高施工效率，同時(shí)還可以將可視化的施工文檔進(jìn)行存儲(chǔ)便于日后查閱。

6 展望

BIM技術(shù)與裝配式建筑結(jié)構(gòu)精細(xì)化、工業(yè)化的特點(diǎn)不謀而合，二者具有天然的伴生關(guān)系。用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)裝配式建筑的精準(zhǔn)、高效將是未來建筑業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，以信息化技術(shù)為核心的BIM技術(shù)會(huì)在有關(guān)政策的引領(lǐng)和行業(yè)的推動(dòng)下有迅猛發(fā)展，并帶領(lǐng)建筑行業(yè)走向轉(zhuǎn)型和升級(jí)，將為行業(yè)帶來巨大提升空間。

[1]馬躍強(qiáng),施寶貴,武玉瓊.BIM 技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑施工中的應(yīng)用研究[J].上海建設(shè)科技,2016(04).45-47.

[2]姜浩.BIM 技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑施工中的應(yīng)用[J].建筑施工,2017,39(06).804-806+811.

[3]王蘭芝,郄澤.裝配式建筑施工 BIM 仿真模擬[J].中國住宅設(shè)施,2015(03).81-83.