基于BIM與物聯(lián)網(wǎng)的裝配式建筑設(shè)計(jì)與施工管理

盛躍剛

【摘要】建筑行業(yè)在不斷發(fā)展的過程中，預(yù)制裝配式建筑在我國建筑工程施工中應(yīng)用的范圍越來越大。預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)形式相比，自身具有施工效率高、速度快、質(zhì)量優(yōu)良、環(huán)保性能突出等優(yōu)點(diǎn)，為其在建筑行業(yè)中的全面推廣和應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，但也同時(shí)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出的更高的要求。本文主要探討了基于BIM與物聯(lián)網(wǎng)的裝配式建筑設(shè)計(jì)與施工管理。

【關(guān)鍵詞】BIM 與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);裝配式建筑施工;BIM 技術(shù)應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】TU17

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

1、裝配式建筑的特點(diǎn)

預(yù)制裝配式建筑最大的特點(diǎn)就是可以批量化的生產(chǎn)，將批量化生產(chǎn)的構(gòu)件運(yùn)輸至工程施工現(xiàn)場加以組裝，這種建筑設(shè)計(jì)形式與傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)形式相比，不管是在施工質(zhì)量還是施工效率等方面都有著非常顯著的優(yōu)勢。此外，預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)自身具有的顯著的環(huán)保效益，也在一定程度上避免了工程施工過程中的揚(yáng)塵和噪聲等現(xiàn)象的出現(xiàn)，降低了工程項(xiàng)目施工對(duì)周邊居民正常生活和出行產(chǎn)生的影響，促進(jìn)了工程建設(shè)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益的全面提高[1]。

2 、BIM與物聯(lián)網(wǎng)的裝配式建筑設(shè)計(jì)策略

2.1 BIM 技術(shù)在三維建模與規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)能夠被應(yīng)用在裝配式建筑設(shè)計(jì)的三維立體模型的構(gòu)建過程中，對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行三維立體化的展示，同時(shí)還可以被應(yīng)用在預(yù)制部件的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中，并且能夠使圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性得到顯著的提升。在具體的應(yīng)用過程中，設(shè)計(jì)人員會(huì)應(yīng)用BIM 技術(shù)中的三維模擬仿真技術(shù)對(duì)裝配式建筑的模型進(jìn)行模擬，對(duì)建筑物及周圍環(huán)境進(jìn)行全面地勘測、規(guī)劃與測繪等，將獲得到的參數(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)中去。同時(shí)，基于BIM 技術(shù)能夠構(gòu)建起系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，能夠?qū)⒀b配式建筑結(jié)構(gòu)的尺寸及相關(guān)信息設(shè)計(jì)出來，對(duì)建筑物的外形設(shè)計(jì)進(jìn)行完善。

2.2 利用BIM 技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)

受云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的影響，BIM 技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展效果更加明顯。在應(yīng)用BIM 技術(shù)時(shí)，將云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合到一起，能夠建立起項(xiàng)目設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫，并將與BIM 技術(shù)相關(guān)的5D 數(shù)據(jù)庫打造出來。該項(xiàng)數(shù)據(jù)庫的建立能夠?qū)⒀b配式建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)資料，預(yù)制部件的相關(guān)數(shù)據(jù)等存儲(chǔ)起來，并對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行有序地整合、分析、鑒別等，為裝配式建筑設(shè)計(jì)工作的開展提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)內(nèi)容，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整合項(xiàng)目施工效果的提升[2]。

2.3 BIM 技術(shù)在預(yù)制構(gòu)件拆分中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能夠構(gòu)建起結(jié)構(gòu)分析模型。在具體的應(yīng)用分析中，設(shè)計(jì)人員可以將結(jié)構(gòu)分析模型傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中去，然后利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將預(yù)制配件的項(xiàng)目信息調(diào)取出來，并將預(yù)制配件界面信息、輪廓信息以及材質(zhì)信息等全部拆解出來。此外，設(shè)計(jì)人員利用構(gòu)建起的結(jié)構(gòu)分析模型及裝配式建筑的實(shí)際情況，可以對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整與優(yōu)化。

2.4 BIM 技術(shù)在項(xiàng)目施工過程中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用具有較高的裝配率及預(yù)制率，能夠在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)同步的施工作業(yè)，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)制構(gòu)件與吊裝施工的同步交換。在具體的應(yīng)用過程中，施工項(xiàng)目單位會(huì)利用BIM 技術(shù)進(jìn)行信息交流與溝通平臺(tái)的建設(shè)，提高通信質(zhì)量，然后將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與BIM 技術(shù)結(jié)合起來，對(duì)項(xiàng)目施工進(jìn)行協(xié)同化的管理，并對(duì)項(xiàng)目施工過程中安裝、運(yùn)輸、生產(chǎn)、組建等進(jìn)行全方位地跟蹤與管理。同時(shí)還要對(duì)單體構(gòu)件及工程的總體施工進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以此來保證工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量。

3 、BIM與物聯(lián)網(wǎng)的裝配式建筑施工管理策略

3.1 BIM技術(shù)的規(guī)劃階段

項(xiàng)目的規(guī)劃階段是裝配式建筑施工的關(guān)鍵階段，它直接影響后期的施工能否順利進(jìn)行。在規(guī)劃階段，技術(shù)人員通過地理位置信息與BIM 技術(shù)的相互融合，結(jié)合施工現(xiàn)場的勘測數(shù)據(jù)，用GIS 技術(shù)進(jìn)行分析研究，利用BIM 技術(shù)建立信息化模型，反映所建工程的外界環(huán)境，從而準(zhǔn)確判斷裝配式建筑施工的相互間的關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)了裝配式建筑施工的科學(xué)性、合理性和可行性。

3.2 BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)階段中的應(yīng)用

裝配式建筑設(shè)計(jì)階段的管理也是工程施工的重要部分。在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)管理人員應(yīng)對(duì)裝配式建筑的預(yù)制構(gòu)件與預(yù)留的流程進(jìn)行綜合分析。在此項(xiàng)工作開始前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)相互溝通，交流出現(xiàn)的問題，充分發(fā)揮對(duì)BIM 技術(shù)的掌握，做到對(duì)BIM 信息的有效對(duì)接，根據(jù)不同的設(shè)計(jì)心得進(jìn)行修改完善。通過BIM 技術(shù)與“云端技術(shù)”的有效結(jié)合，可以使BIM 技術(shù)在最短的時(shí)間內(nèi)把信息傳輸?shù)皆O(shè)計(jì)平臺(tái)中，利用BIM 的自動(dòng)糾偏功能，減少不同專業(yè)施工時(shí)的碰撞問題。因此，設(shè)計(jì)階段是裝配式建筑施工的重要階段，同時(shí)也要求設(shè)計(jì)人員的知識(shí)和技能符合現(xiàn)代化施工的步伐。

3.3 裝配式建筑施工生產(chǎn)階段

施工生產(chǎn)階段是裝配式建筑施工的關(guān)鍵，是裝配式建筑壽命周期中的重要環(huán)節(jié)。建筑施工用的構(gòu)配件種類多，功能性質(zhì)不同，因此需要設(shè)計(jì)人員進(jìn)行詳細(xì)的交底。然而，由于裝配式建筑施工內(nèi)容多，傳遞路線長，施工過程中容易出現(xiàn)信息傳遞錯(cuò)誤。BIM 技術(shù)則有效的避免了這一缺陷，通過BIM 信息平臺(tái)的交換，能準(zhǔn)確有效的進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，BIM技術(shù)模型的建立易于理解，施工過程中可以有效控制偏差，及時(shí)調(diào)整計(jì)劃，保證施工過程按照計(jì)劃順利進(jìn)行。另外，BIM 技術(shù)可以將裝配式建筑所用構(gòu)件的尺寸、種類等信息儲(chǔ)存在BIM 設(shè)備上，及時(shí)傳遞施工中的信息，優(yōu)化整合資源，實(shí)現(xiàn)集約化生產(chǎn)和信息化管理。

3.4 BIM技術(shù)在裝配式建筑運(yùn)營維護(hù)階段的作用

BIM 技術(shù)可實(shí)現(xiàn)裝配式建筑的全壽命信息化，管理人員利用預(yù)制構(gòu)件中的RFID 芯片，獲取保存在芯片中預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠商、安裝人員、運(yùn)輸人員等的資料信息。為保證BIM 信息管理的有效性，可以對(duì)人員進(jìn)行明確的劃分，明確施工過程的人員責(zé)任，加強(qiáng)工作的嚴(yán)謹(jǐn)性。BIM 技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)預(yù)制裝配式建筑的綠色運(yùn)維管理，借助預(yù)埋在預(yù)制構(gòu)件中的RFID 芯片，可以對(duì)建筑物使用過程中的能耗進(jìn)行監(jiān)測和分析，運(yùn)營維護(hù)管理人員可以根據(jù)BIM 軟件的處理數(shù)據(jù)在BIM 模型中準(zhǔn)確定位高耗能所在的位置并盡快解決。

結(jié)語：

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平不斷提升，各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)也在快速地更新與發(fā)展，這也為我國各行各業(yè)的發(fā)展提供了非常有利的契機(jī)。BIM 與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一項(xiàng)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為依托而發(fā)展起來的，在建筑行業(yè)中被廣泛應(yīng)用的一種技術(shù)。BIM 技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，可以有效地提升設(shè)計(jì)效果，做好運(yùn)行維護(hù)與管理工作，進(jìn)而推動(dòng)裝配式建筑的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 肖陽，劉為.BIM 技術(shù)在裝配式建筑施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用研究[J].價(jià)值工程，2018.37.

[2] 董蘇然，許曉文，付素娟.BIM 技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)踐[J].建設(shè)科技，2017（3）：37-39.