BIM在預(yù)制裝配式建筑施工中的應(yīng)用

周更建

摘 要：隨著住宅的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，預(yù)制裝配式建筑開始得到了大量建設(shè)。而在該類建筑施工過程中，運(yùn)用 BIM 技術(shù)則能使建筑施工效果得到更好的呈現(xiàn)。基于這種認(rèn)識(shí)，本文對(duì) BIM 技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑施工中的運(yùn)用問題展開了分析，以期為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；預(yù)制裝配式建筑；施工；運(yùn)用

1 引言

在預(yù)制裝配式建筑施工過程中，需要確保各專業(yè)人員能夠相互協(xié)調(diào)，所以還要加強(qiáng)施工過程的嚴(yán)格化和精細(xì)化管理。而 BIM 技術(shù)在建筑施工中可以發(fā)揮多項(xiàng)作用，不僅能夠協(xié)助施工人員實(shí)現(xiàn)施工過程的管理，還能發(fā)揮保護(hù)資源和環(huán)境的功能，所以在現(xiàn)代建筑施工中得到了廣泛應(yīng)用。因此，施工人員還應(yīng)加強(qiáng)該技術(shù)的研究，以便在預(yù)制裝配式建筑施工中較好運(yùn)用該技術(shù)。

2 基本概念

2.1 BIM 概述及價(jià)值

BIM 的英文全稱是 Building Information Modeling，國內(nèi)較為一致的中文翻譯為：建筑信息模型。是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。

BIM 不是簡(jiǎn)單地將數(shù)字信息進(jìn)行集成，而是一種數(shù)字信息的應(yīng)用，并可以用于設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)字化方法。這種方法支持建筑工程的集成管理環(huán)境，可以使建筑工程在其整個(gè)進(jìn)程中顯著提高效率、大量減少風(fēng)險(xiǎn)。真正的 BIM 具有可視化，協(xié)調(diào)性，模擬性，優(yōu)化性和可出圖性五大特點(diǎn)。建立以 BIM 應(yīng)用為載體的項(xiàng)目管理信息化，提升項(xiàng)目生產(chǎn)效率、提高建筑質(zhì)量、縮短工期、降低建造成本。具體體現(xiàn)在：1）三維渲染，宣傳展示；2）快速算量，精度提升；3）精確計(jì)劃，減少浪費(fèi)；4）多算對(duì)比，有效管控；5）虛擬施工，有效協(xié)同；6）碰撞檢查，減少返工；7）沖突調(diào)用，決策支持。

2.2 預(yù)制裝配式建筑

預(yù)制裝配式建筑是一種新型建筑，采取的是全新的裝配式建筑技術(shù)和可持續(xù)技術(shù)，將采用新型綠色優(yōu)質(zhì)材料進(jìn)行建筑構(gòu)件生產(chǎn)和裝配，不僅符合國家住宅產(chǎn)業(yè)化與節(jié)能減排要求，還能解決建筑空間無法靈活分割的問題。相較于傳統(tǒng)建筑，預(yù)制裝配式建筑自重僅為建筑的一半，在實(shí)際施工時(shí)會(huì)將工程預(yù)制好的建筑構(gòu)件運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求安裝與施工。在實(shí)際施工時(shí)，為確保建筑物的安全性能，還要使預(yù)制裝配式構(gòu)件擁有良好彈性工作狀態(tài)，并且各構(gòu)件澆筑連接位置不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫損傷。因此，還要加強(qiáng)預(yù)制裝配式建筑施工管理，以確保建筑施工質(zhì)量與安全。

3 BIM 技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑施工中的運(yùn)用

3.1 在施工模擬中的運(yùn)用

在預(yù)制裝配式建筑施工前，可以運(yùn)用 BIM 技術(shù)進(jìn)行施工過程的模擬，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑施工中可能存在的問題，從而制定有效的解決方案。為此，還要運(yùn)用 BIM 技術(shù)進(jìn)行 BIM 模型的構(gòu)建，并對(duì)相關(guān)構(gòu)件的具體參數(shù)進(jìn)行技術(shù)處理，以便對(duì)現(xiàn)有工程施工過程進(jìn)行合理模擬。比如，在預(yù)制裝配式建筑構(gòu)件吊裝的過程中，可以結(jié)合吊裝方案進(jìn)行施工模擬。運(yùn)用 BIM 技術(shù)，可以利用準(zhǔn)確、生動(dòng)的施工模擬動(dòng)畫進(jìn)行施工工藝流程的表達(dá)，并在模擬過程中發(fā)現(xiàn)問題和制定改進(jìn)方案，從而為后續(xù)吊裝施工提供指導(dǎo)。在這一過程中，涉及到塔吊旋轉(zhuǎn)半徑范圍、運(yùn)輸路線規(guī)劃等多種因素，需確保各因素能夠與其他施工環(huán)節(jié)相互聯(lián)系，以確保構(gòu)件裝配質(zhì)量。而運(yùn)用 BIM 技術(shù)進(jìn)行場(chǎng)地模型的構(gòu)建，并對(duì)施工計(jì)劃與實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)施工信息進(jìn)行分析，則能完成吊裝路線的合理規(guī)劃，同時(shí)確認(rèn)塔吊旋轉(zhuǎn)半徑范圍，進(jìn)而使施工質(zhì)量得到保證。

在實(shí)際模擬施工過程時(shí)，可以使用 NAVISWORKS2015 軟件，并結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)模型、場(chǎng)地模型和施工計(jì)劃，得到具有時(shí)間屬性的施工模擬動(dòng)畫，以確保施工人員能夠?qū)κ┕すば蛴懈又庇^的了解，并掌握各種施工細(xì)節(jié)。采取該種方法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)層各預(yù)制構(gòu)件和施工環(huán)節(jié)進(jìn)行模擬，則能找到施工方案存在的缺陷，并對(duì)現(xiàn)有方案進(jìn)行改進(jìn)。

3.2 在構(gòu)件制造中的運(yùn)用

在預(yù)制裝配式建筑施工過程中，還要加強(qiáng)構(gòu)件生產(chǎn)管理。運(yùn)用BIM 技術(shù)，可以利用其中心數(shù)據(jù)庫存放工程建造生命周期數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)構(gòu)件編碼設(shè)定。在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過程中，還要從中心數(shù)據(jù)庫完成構(gòu)件相關(guān)數(shù)據(jù)的讀取，以獲得構(gòu)件生產(chǎn)的基本信息。同時(shí)，運(yùn)用 BIM 技術(shù)也能將構(gòu)件生產(chǎn)的質(zhì)量檢測(cè)信息和生產(chǎn)過程信息等信息記錄下來，并在現(xiàn)場(chǎng)施工過程中為施工人員提供這些數(shù)據(jù)。結(jié)合構(gòu)件的重量和安裝位置等具體信息，施工人員則能更好的施工。

在實(shí)際生產(chǎn)中，為運(yùn)用 BIM 技術(shù)完成構(gòu)件信息的采集和追蹤，還要在各構(gòu)件中完成 RFID芯片安裝，并確保芯片與構(gòu)件有相同的編碼，然后利用讀寫設(shè)備完成構(gòu)件信息的采集和傳輸。結(jié)合這些信息，則能將不同種類和規(guī)格的預(yù)制構(gòu)件準(zhǔn)確配送至施工現(xiàn)場(chǎng)，從而使施工需求得到更好的滿足。

3.3 在現(xiàn)場(chǎng)施工中的運(yùn)用

在現(xiàn)場(chǎng)施工過程中，也可以運(yùn)用 BIM 技術(shù)的可視化特點(diǎn)確保施工準(zhǔn)確性。在預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)施工過程中，有著較高的節(jié)點(diǎn)連接要求，構(gòu)件容易因個(gè)別小位移的存在而出現(xiàn)無法定位施工的情況。運(yùn)用 BIM 技術(shù)對(duì)施工節(jié)點(diǎn)進(jìn)行放大展示，則能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)連接。在材料管理方面，也可以運(yùn)用 BIM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理。一方面，利用該技術(shù)完成施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地分析，并制定事前計(jì)劃，則能完成構(gòu)件采購量上限的準(zhǔn)確設(shè)定。而結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求，則能完成不同施工階段預(yù)制構(gòu)件需求量的快速測(cè)算，并做好材料準(zhǔn)備工作，以免出現(xiàn)材料二次搬運(yùn)和構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)過多等問題。另一方面，在施工過程中，如果需要修改施工進(jìn)度，也可以運(yùn)用 BIM 技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工情況進(jìn)行察看，并對(duì)材料進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，以確保各區(qū)域構(gòu)件需求量得到精確控制。在事后，也可以運(yùn)用 BIM 技術(shù)完成構(gòu)件與建材等耗材的盤點(diǎn)，并對(duì)計(jì)劃用量與實(shí)際用量的差異進(jìn)行分析，以便在后續(xù)施工中采取管理措施進(jìn)行材料浪費(fèi)點(diǎn)的管控。在構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)吊裝管理方面，可以通過在施工計(jì)劃中寫入構(gòu)件屬性完成現(xiàn)場(chǎng)吊裝管理模型的建設(shè)。在施工方案確定后，可以運(yùn)用帶有吊裝位置信息及施工時(shí)序等信息的模型導(dǎo)入平板手持設(shè)備，然后結(jié)合模型檢驗(yàn)施工計(jì)劃實(shí)現(xiàn)吊裝可視化輔助管理。在構(gòu)件吊裝前，需先進(jìn)行檢驗(yàn)確認(rèn)，并進(jìn)行當(dāng)日施工計(jì)劃的更新和堆場(chǎng)構(gòu)件掃描，以確保構(gòu)件信息能夠被正確識(shí)別，然后進(jìn)行構(gòu)件吊裝。在安裝就位后，需要對(duì)構(gòu)件位置及施工細(xì)節(jié)進(jìn)行校核，并利用手持機(jī)完成在現(xiàn)場(chǎng)完成構(gòu)件芯片掃描，以確保施工過程及安裝位置都被記錄下來。而采取該種管理方式，不僅能夠減少錯(cuò)誤的發(fā)生概率，還能使施工效率得到有效提高。在施工進(jìn)度管理上，運(yùn)用 BIM 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)與 MS Project 的無縫鏈接，并進(jìn)行工程計(jì)劃的導(dǎo)入和導(dǎo)出。經(jīng)過軟件處理，施工人員則能得到甘特圖，并利用該圖紙加強(qiáng)對(duì)工程進(jìn)度中各項(xiàng)目數(shù)據(jù)的觀察。結(jié)合工程狀態(tài)，施工人員可實(shí)現(xiàn)施工范圍的確定，并進(jìn)行施工計(jì)劃的調(diào)整和相應(yīng)設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)施工進(jìn)度的科學(xué)管理。而運(yùn)用 BIM 技術(shù)完成工程量的精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)，并借助各種數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖表進(jìn)行工程量匯總表達(dá)，也能使施工人員更精準(zhǔn)的把握施工進(jìn)度。

4 結(jié)束語

利用BIM技術(shù)與預(yù)制裝配式建筑的結(jié)合，能夠有效助推預(yù)制裝配式建筑的發(fā)展。但在現(xiàn)階段，我國對(duì)相關(guān)技術(shù)的研究還不是很系統(tǒng)、很完善，在日后的工作中，要加大對(duì)與預(yù)制裝配式建筑相關(guān)的新技術(shù)的研究和推進(jìn)力度，加強(qiáng)學(xué)習(xí)先進(jìn)國家的先進(jìn)技術(shù)和發(fā)展理念，并逐步開發(fā)適合當(dāng)前建筑發(fā)展需要的相關(guān)技術(shù)和管理方法。相信通過我們不懈的努力和實(shí)踐，裝配式建筑必將迎來快速發(fā)展的新階段。

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