基于工程總承包背景的BIM技術(shù)在裝配式建筑工程應(yīng)用分析

楊文豪　馬霞

【摘 要】BIM技術(shù)和裝配式建筑進(jìn)行有效的結(jié)合是未來(lái)建筑行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，當(dāng)前我國(guó)裝配式建筑還處于初始階段，需要解決的問(wèn)題很多。因此要對(duì)裝配式建筑工程中應(yīng)用BIM的情況進(jìn)行分析，與傳統(tǒng)建筑相比較，裝配式建筑無(wú)疑更具有優(yōu)勢(shì)，其對(duì)在工程總承包背景下BIM技術(shù)在裝配式建筑的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和裝配施工方面的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行研究，為裝配式建筑的發(fā)展提供依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);裝配式建筑工程;工程總承包背景

中圖分類(lèi)號(hào)： TU17;TU71文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）22-0199-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.22.092

近些年來(lái)，人們對(duì)于綠色建筑的重視程度逐漸提升，而裝配式建筑由于其節(jié)能、機(jī)械化程度高等優(yōu)勢(shì)逐漸受到了青睞。而建筑信息模型（BIM）由于其自身的功能優(yōu)勢(shì)，在裝配式建筑當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用的作用明顯，促進(jìn)了建筑工業(yè)化的發(fā)展[1]。但是當(dāng)前基于BIM項(xiàng)目通過(guò)工程總承包模式的應(yīng)用比較少，因此需要對(duì)其進(jìn)行研究和分析。

1 裝配式建筑和傳統(tǒng)建筑的差別

1.1 發(fā)包方式差異明顯

我國(guó)工程承發(fā)包模式涵蓋的內(nèi)容比較多，分別為聯(lián)合體、CM模式、平行、設(shè)計(jì)施工承發(fā)包。一般來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的建筑行業(yè)會(huì)選擇平行承包的模式，但是設(shè)計(jì)和施工會(huì)存在脫節(jié)的情況，由于產(chǎn)生變更，責(zé)任歸屬并不明確，因此工程并不順利。政府為了保證裝配式建筑的發(fā)展和進(jìn)步，通常會(huì)實(shí)施工程總承包模式，總承包企業(yè)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)和專(zhuān)業(yè)之間的銜接和溝通工作進(jìn)行統(tǒng)籌，更好解決設(shè)計(jì)和施工脫節(jié)的問(wèn)題[2]。

1.2 增加參與主體

相比于傳統(tǒng)建筑，生產(chǎn)企業(yè)加入到建造過(guò)程當(dāng)中，預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量和效益受到的影響因素比較多，包括預(yù)制構(gòu)件模具的設(shè)計(jì)是否高精度、高生產(chǎn)率等，其對(duì)裝配式建筑的安全性和整體性具有決定性作用，因此其十分重要。工廠將構(gòu)配件生產(chǎn)出以后，物流運(yùn)輸公司需要負(fù)責(zé)運(yùn)輸?shù)墓ぷ鳎枰鶕?jù)實(shí)際設(shè)計(jì)出合理的計(jì)劃和線路，保證能夠滿(mǎn)足實(shí)際的需求。

1.3 設(shè)計(jì)要求差異

傳統(tǒng)建筑在初步的設(shè)計(jì)時(shí)只需要滿(mǎn)足甲方的條件和要求，施工圖設(shè)計(jì)包括建筑、結(jié)構(gòu)和節(jié)點(diǎn)大樣圖設(shè)計(jì)[3]。裝配式建筑非常依賴(lài)優(yōu)良的預(yù)制率與功能性，因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)以使不同結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)完美契合。裝配式建筑的設(shè)計(jì)包含了眾多內(nèi)容，有參數(shù)化、原始圖紙、拆分、模具等，這表明在設(shè)計(jì)初就需要向整個(gè)過(guò)程延伸，需要完整的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)體系。

1.4 施工方式差異

傳統(tǒng)建筑中，其主體結(jié)構(gòu)通常為鋼筋混凝土，在施工現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展支模和綁扎以及養(yǎng)護(hù)工作。裝配式建筑組成的主體結(jié)構(gòu)大部分構(gòu)建都需要批量預(yù)制，制作構(gòu)件完成以后運(yùn)輸?shù)绞┕さ默F(xiàn)場(chǎng)，借助吊裝設(shè)備快速拼裝，與主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行配合同時(shí)開(kāi)展施工。

2 工程總承包模式下BIM技術(shù)應(yīng)用的有效方式

2.1 工程總承包模式下BIM技術(shù)的必要性

采用工程總承包模式，能夠使承包商的技術(shù)優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮，有效利用管理經(jīng)驗(yàn)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中需要分析生產(chǎn)工藝、施工工藝等，保持設(shè)計(jì)圖自身具有高度的操作性，確保不同環(huán)節(jié)之間實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，從而構(gòu)建高效優(yōu)質(zhì)的管理體系[4]。就目前的模式而言，設(shè)計(jì)方案是否經(jīng)濟(jì)實(shí)用并非由設(shè)計(jì)單位決定，因此設(shè)計(jì)單位更多會(huì)分析設(shè)計(jì)方案的安全性，因此設(shè)計(jì)出來(lái)的方案比較保守還會(huì)造成一定的浪費(fèi)。總承包模式下，合同的總價(jià)會(huì)固定，這種制度驅(qū)動(dòng)必須對(duì)組織施工進(jìn)行優(yōu)化，降低總造價(jià)才能夠獲取更高的利潤(rùn)。從設(shè)計(jì)方面來(lái)說(shuō)，從方案、施工圖到深化設(shè)計(jì)中都會(huì)提供專(zhuān)業(yè)化的服務(wù)。會(huì)構(gòu)建需要的專(zhuān)業(yè)模型檢測(cè)沖突等。在生產(chǎn)構(gòu)件時(shí)，對(duì)設(shè)備配置進(jìn)行完善，提升自動(dòng)化的程度[5]。在進(jìn)行裝修時(shí)要保持機(jī)電裝修具有一體化，這樣整體才會(huì)規(guī)范。對(duì)建筑材料進(jìn)行最大價(jià)值對(duì)利用，保證工程的美觀。一般來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的模式會(huì)將施工和設(shè)計(jì)分裂開(kāi)來(lái)，針對(duì)不同的階段所需的BIM軟件也存在一定區(qū)別，如果自身缺乏足夠的協(xié)同能力，那么不同階段的相關(guān)數(shù)據(jù)就無(wú)法完成接軌，而這會(huì)嚴(yán)重影響信息化技術(shù)的發(fā)揮在那。總承包單位應(yīng)在工程設(shè)計(jì)之初就建立起對(duì)應(yīng)的BIM模型，從而方便之后各階段設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，保證BIM模型數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確性和唯一性，保證信息的集成。為了能夠匹配裝配式的發(fā)展和進(jìn)步，需要施工企業(yè)具備一定的資質(zhì)，并且積極組織成立工程總承包聯(lián)合體，和工程規(guī)模需要的資源匹配，達(dá)到承擔(dān)財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)的能力要求，構(gòu)建有效可行的組織機(jī)構(gòu)，通過(guò)BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)施工等不同階段信息等共享。通過(guò)BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑過(guò)程當(dāng)中設(shè)計(jì)、施工等各個(gè)階段等信息共享。建設(shè)單位在項(xiàng)目發(fā)包時(shí)要先挑選總承包單位，根據(jù)實(shí)際全程監(jiān)督管理項(xiàng)目。

2.2 設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)的有效應(yīng)用

通過(guò)BIM能夠?qū)υO(shè)計(jì)和協(xié)同設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，自動(dòng)拆分陽(yáng)臺(tái)板、樓梁等結(jié)構(gòu)部件，通過(guò)BIM軟件的參數(shù)化功能對(duì)各類(lèi)預(yù)制構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)化族庫(kù)進(jìn)行有效構(gòu)建，之后優(yōu)化同類(lèi)型“族”，形成標(biāo)準(zhǔn)和尺寸，隨著構(gòu)建數(shù)量、種類(lèi)、規(guī)格的增多，提升設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。首先對(duì)結(jié)構(gòu)自動(dòng)拆分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行明確，建立預(yù)制構(gòu)件庫(kù)房，對(duì)編號(hào)、厚度和重量等信息進(jìn)行統(tǒng)一管理;其次按照節(jié)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)BIM的總體結(jié)構(gòu)作出技術(shù)拆分，將其中相對(duì)復(fù)雜的T型和L型構(gòu)件進(jìn)行檢查，并實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化;最后按照建筑的施工結(jié)構(gòu)圖，通過(guò)BIM系統(tǒng)進(jìn)行樓層結(jié)構(gòu)標(biāo)高，并計(jì)算剪力墻數(shù)據(jù)和樓板的厚度數(shù)據(jù)等，最終形成三維模型。

2.3 構(gòu)件生產(chǎn)階段的應(yīng)用

經(jīng)BIM三維模型設(shè)計(jì)后，通過(guò)信息化技術(shù)展現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件，而對(duì)構(gòu)件圖紙的加工則需要通過(guò)BIM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，并在其中生成構(gòu)件的平面圖、剖面圖與立體圖，根據(jù)不同類(lèi)別的格式將數(shù)據(jù)以文件的形式轉(zhuǎn)化并輸出，通過(guò)數(shù)控機(jī)床建立生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，加強(qiáng)與預(yù)制工廠的協(xié)同和對(duì)接[6]。

2.4 施工階段的應(yīng)用

施工單位可以將BIM模型和進(jìn)度計(jì)劃建立有效關(guān)聯(lián)，在4D模型當(dāng)中整合時(shí)間和空間信息，對(duì)于預(yù)制構(gòu)件的吊裝過(guò)程，應(yīng)優(yōu)化空間操作方案，并調(diào)試設(shè)備管線方案，提前向施工單位告知是否安排合理以及工序是否正確，根據(jù)設(shè)計(jì)單位的意見(jiàn)進(jìn)行調(diào)整，保證施工的質(zhì)量。在BIM軟件中構(gòu)建場(chǎng)地的三維模型，并使施工相關(guān)的各機(jī)械以動(dòng)態(tài)的形式展現(xiàn)出來(lái)，使得BIM模型與施工活動(dòng)建立高效的聯(lián)系，從而滿(mǎn)足工序與空間要求。基于BIM可視化對(duì)鋼筋和管線節(jié)點(diǎn)進(jìn)行碰撞檢查。現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部要結(jié)合施工的具體情況關(guān)注并模擬關(guān)鍵的工序，與現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行深入的交流，提升工人對(duì)于建筑環(huán)境和施工器械的熟悉程度。

3 結(jié)束語(yǔ)

裝配式建筑是一種綠色、低碳和節(jié)能型建筑，是建筑業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。相較于傳統(tǒng)建筑方式，其在生產(chǎn)方式、建造模式上有明顯的差異，因此根據(jù)BIM融入信息化技術(shù)，聯(lián)合和施工、設(shè)計(jì)等單位實(shí)施總承包模式，這樣才能夠?qū)IM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值充分發(fā)揮出來(lái)。但是如何將BIM技術(shù)推動(dòng)裝配式建筑實(shí)現(xiàn)信息化的創(chuàng)新應(yīng)用，還需要尋找更多資料和案例進(jìn)行深入的分析和研究。

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