BIM的裝配式建筑信息化應(yīng)用方法探究

駱國剛 袁有生 駱曉輝

（[1]安徽工業(yè)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院 安徽·馬鞍山 243002；[2]中冶置業(yè)（安徽）有限責(zé)任公司 安徽·馬鞍山 243000）

0 前言

BIM技術(shù)是近年來在原有的CAD基礎(chǔ)上發(fā)展出來的一種多為模型信息集成技術(shù)，將建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)計、裝配等等結(jié)合到一起，形成的一種的新型的建造方式，相較于傳統(tǒng)的建造模式而言，BIM的建筑方式更加適合現(xiàn)代社會的生產(chǎn)模式。BIM模式有效的將建筑工行業(yè)與工業(yè)的相結(jié)合，推動了建筑信息化的發(fā)展。

作為現(xiàn)代化的生產(chǎn)模式，BIM技術(shù)將“集成”作為技術(shù)的核心部分，將設(shè)計、生產(chǎn)、施工、裝修和管理串聯(lián)在一起，實現(xiàn)全方位的信息化建設(shè)，實現(xiàn)了建筑周期的一體化。

1 BIM技術(shù)的概述

1975年BIM技術(shù)的概念首次提出，目的在于大幅度提高建筑工程的施工效率，節(jié)約建筑成本，縮短工期，在提高建筑工程質(zhì)量的同時為企業(yè)帶來最大的工程效益。BIM是building information modeling的縮寫，由非幾何屬性信息和幾何屬性信息兩部分組成，對建筑工程進行了數(shù)字化模擬分析，經(jīng)常應(yīng)用于建筑工程項目中的建造、設(shè)計和運營過程中，是一種優(yōu)化技術(shù)。

2 裝配式建筑信息化的內(nèi)涵和特點

在裝配式建筑的建設(shè)過程中，合理的融入信息化技術(shù)的手段，通過信息化的控制確保工程過程中的各個階段的精確控制。通過信息技術(shù)的應(yīng)用，工程的控制、質(zhì)量和工期都得到了智能化的管理和控制，相對于傳統(tǒng)的管理模式而言有著更加精確的特點，有利于工程施工的有序開展。裝配式建筑可以將整個施工工程分為幾個階段，并且各個階段的工期之間的影響較小，也就是說，一個階段的施工若出現(xiàn)滯后現(xiàn)象，并不會對整個施工工期造成嚴(yán)重的影響，減小了工期滯后對整個工程造成的損失。

BIM模式不僅僅縮短了工期，還在一定程度上減少了人力的消耗，無需對施工材料進行養(yǎng)護，保證了相對穩(wěn)定的工作環(huán)境，進一步提高了施工的質(zhì)量。在信息化技術(shù)的應(yīng)用過程中，設(shè)計人員要根據(jù)使用人員的需要對實際操作的流程和環(huán)境進行分析，制定出符合客戶需求的個性化的設(shè)計方案，并將其傳給各個施工部門，生產(chǎn)出客戶所需要的部件。同時，實現(xiàn)運輸過程中的信息化，對運輸?shù)母鱾€部件進行實時定位追蹤，掌握運輸信息。安裝的過程中實現(xiàn)信息化可以有效的控制施工的進度，并及時獲取相關(guān)的通訊信息對施工過程進行有效的控制和調(diào)整，及時根據(jù)施工進度調(diào)整管理和施工的方案，對施工中所遇到的問題進行及時的解決。最后，將信息化技術(shù)引用到后期的運營和維護，可以充分發(fā)揮智能化管理的作用，提高后期運營和維護工作的效率，為企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟效益。

3 BIM的裝配式建筑信息化應(yīng)用優(yōu)點

BIM技術(shù)可以有效的將建筑、結(jié)構(gòu)、機電、裝修等各個專業(yè)的技術(shù)進行串聯(lián)，進一步加強了專業(yè)之間的交流和寫作，避免了施工過程中因為專業(yè)之間的交流不當(dāng)而造成的設(shè)計變更，從而影響整個工程的進度。在信息化技術(shù)應(yīng)用的背景下，建筑工程中各個部門之間的交流得到了交流，大大降低了運營的成本，提高了施工的質(zhì)量。在BIM一體化設(shè)計的過程中，將工程的各個環(huán)節(jié)開展聯(lián)動，形成產(chǎn)業(yè)鏈的一體化，有效的減少了工程的反工現(xiàn)象，使得工程的工期的得到了大大的縮短，有效的提高了工程項目開展的質(zhì)量。此外，BIM技術(shù)還可以應(yīng)用到EPC工程中，提高團隊的協(xié)作能力和管理能力，提高項目的開展質(zhì)量。

4 BIM技術(shù)的裝配式建筑信息化應(yīng)用方案

4.1 搭建產(chǎn)業(yè)化的BIM應(yīng)用平臺

借助傳統(tǒng)的建筑工程數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，企業(yè)可以根據(jù)實際操作的需要搭建工作平臺和專業(yè)應(yīng)用的平臺，通過BIM裝配式建筑平臺的應(yīng)用，對傳統(tǒng)的建筑信息數(shù)據(jù)進行綜合處理，收集、統(tǒng)計、管理并傳遞建筑過程生成的新數(shù)據(jù)，從而打通裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈中各個業(yè)務(wù)板塊之間的交流渠道，更好的實現(xiàn)版塊之間的互動，根據(jù)建筑工程的實際需求對整個工程的內(nèi)容和方式進行及時的調(diào)整和改進。

4.2 建立專業(yè)化的BIM平臺產(chǎn)業(yè)應(yīng)用管理系統(tǒng)

為了進一步加強建筑工程企業(yè)中各個部門之間的聯(lián)系和互動，就需要在BIM平臺中打通他們的溝通渠道，設(shè)計一個可以貫穿整個裝配式建筑的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用系統(tǒng)和管理系統(tǒng)，通過管理服務(wù)系統(tǒng)實現(xiàn)各部門之間的有效溝通。因此，產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用系統(tǒng)需要有以下幾個部分組成：機電設(shè)計、PC端應(yīng)用系統(tǒng)、綠色建筑設(shè)計與裝配系統(tǒng)等等，管理系統(tǒng)則需要包括對企業(yè)生產(chǎn)、設(shè)計、運營、施工和后期的維護工作等的管理，各個管理之間既要有一定的關(guān)聯(lián)，又要相互獨立，減少運營的成本，為企業(yè)謀取利益的最大化。

4.3 實現(xiàn)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈的集成應(yīng)用

在對 BIM 平臺中企業(yè)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈的各個軟件系統(tǒng)進行分析和整合，可以有效的集成開發(fā)出各類功能齊全的應(yīng)用軟件，減少了人工操作的步驟，簡化了操作系統(tǒng)，同時提高了軟件的使用效率，節(jié)約了運營成本和人力資源，避免了重復(fù)建模的工序，重復(fù)利用同一個模型進行數(shù)據(jù)的處理，提高了企業(yè)的運營管理的效率，提高了工程質(zhì)量。此外，基于BIM平臺應(yīng)用模式，建筑數(shù)據(jù)模型的建立包括施工、設(shè)計、生產(chǎn)等裝配建筑的各個環(huán)節(jié)，并在每個環(huán)節(jié)都根據(jù)該環(huán)節(jié)的特點進行關(guān)注點和側(cè)重點的設(shè)計。為了確保產(chǎn)業(yè)鏈在運行過程中各個環(huán)節(jié)的順利進行，要根據(jù)實際情況的不同對關(guān)注點進行調(diào)節(jié)，確保避免數(shù)據(jù)處理的失誤對整個工程造成不良的影響。

5 BIM技術(shù)在裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用

5.1 裝配式施工BIM模型

施工所用的BIM模型石油相關(guān)的BIM建模軟件所制作出來的，常用的建模軟件有Autodesk Revit、Bentley等等。在裝配式BIM模型設(shè)計的過程中，需要對施工模型進行區(qū)域的劃分，包括現(xiàn)澆、預(yù)制和器具管理三個方面。其中，現(xiàn)澆部分在Revit中可以使用“系統(tǒng)族”工具進行創(chuàng)建，而預(yù)制構(gòu)件和器具管理則需要創(chuàng)建“可載入族”，再載入到相應(yīng)的項目中，從而形成完整的BIM施工模型。

5.2 參數(shù)化創(chuàng)建墻板斜支撐組和節(jié)點模板族

Revit在完成族的創(chuàng)建的前期需要有明確的思路構(gòu)成，需要有一個清晰合理的創(chuàng)建思路，并根據(jù)所確定的族的樣本文件進行族的創(chuàng)建設(shè)計。在預(yù)制墻板的施工過程中，要設(shè)置臨時用于固定的措施，也就是所謂的斜支撐。它是由支撐桿、托座、預(yù)埋螺栓三個部分所組成的，介于兩個參照標(biāo)高之間，埋入墻板和頂板之內(nèi)。

在Revit中載入其他族時，被載入的族將會被嵌套入其他的族中，成為一個嵌套組，且嵌套族可以被多個族所利用，充分節(jié)約了建模所需的實踐，節(jié)約了人力資源，提高了企業(yè)的工作效率，節(jié)約工期，為企業(yè)的發(fā)展謀取最大的利益。同時，支撐桿也有長短之分，它又由外管、絲桿和連接件三個部分組成，可以通過連接件進行長短外管的嵌套，形成特殊的支撐桿族。

在裝配式整體剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，邊緣結(jié)構(gòu)作為墻板之間的連接點，在建筑設(shè)計中起到了非常重要的作用，它分為一字型、L形、T型三種不同的外觀形狀，不同形狀也有著不同的力學(xué)特征和工程作用，預(yù)制墻板的連接部位的節(jié)點母版一般有一字型和L形兩種，材料以全鋁、鋁框木質(zhì)和木質(zhì)三種為主。其中，鋁框木母版的尺寸一般隨著柱節(jié)點的變化而變化，且暗柱尺寸發(fā)生變化是，修改參數(shù)即可驅(qū)動形成新的鋁框木母版模型，導(dǎo)出CAD格式，生成相應(yīng)的母版加工圖。這種模式的應(yīng)用可以有效的節(jié)約繪圖時間，避免了復(fù)雜的工序，預(yù)留出更多時間進行方案的優(yōu)化和施工的深化設(shè)計。

5.3 墻板斜支撐的碰撞檢測

所謂斜支撐的布置方案，一般都是在二維圖紙上進行設(shè)計和繪制的，一般以平、立、剖面三種視角作為主要的表現(xiàn)形式，很難從多個角度全方面的進行空間位置的模擬，不能看出各個部分之間的位置關(guān)系，如設(shè)計中出現(xiàn)一些不合理的地方，很難從這種二維的圖紙上進行檢查和模擬。但利用 BIM 技術(shù)建立三維模型后，可以更加直觀的觀察到各個碰撞位置的關(guān)系，實現(xiàn)全方位多角度的觀察和調(diào)整。

5.4 復(fù)雜節(jié)點的施工模擬

通過三維可視化模型生成動畫的方式，可以對復(fù)雜工程或工程中較為復(fù)雜的節(jié)點進行科學(xué)的施工語言，在施工開展之前對其中可能存在的問題進行檢驗，在施工過程中對工程中的重點進行有針對性的關(guān)注和調(diào)整。

BIM技術(shù)還可以進行4D或5D的方針模擬，在原有的3D模型基礎(chǔ)上，追加實踐的維度或不同建造工序的模擬操作，比較不同方案的優(yōu)劣，選取最佳的建造方案。

6 總結(jié)

總而言之，裝配式建筑的應(yīng)用是現(xiàn)階段建筑生產(chǎn)行業(yè)的一項重大變革，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，建筑施工的方式和方法得到了大幅的優(yōu)化，同時拓寬了整個建筑行業(yè)的發(fā)展空間。在管理系統(tǒng)中實現(xiàn)BIM平臺的應(yīng)用和對接，可以有效提高我國建筑行業(yè)的施工質(zhì)量，降低生產(chǎn)浪費，節(jié)約成本，為企業(yè)的發(fā)展謀取更大的利益，同時也有利于我國工業(yè)的信息化融合和發(fā)展。