淺談裝配式建筑施工過程管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用

摘 要：現(xiàn)代建筑工程發(fā)展催生了多種新技術(shù)，也為衍生技術(shù)的應(yīng)用提供了更多空間。本文以BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)作為切入點(diǎn)，予以簡(jiǎn)述，再以此為基礎(chǔ)，重點(diǎn)分析裝配式建筑施工過程管理中，BIM技術(shù)的應(yīng)用方法，就重點(diǎn)模擬、動(dòng)態(tài)模擬、全周期內(nèi)施工調(diào)整等內(nèi)容進(jìn)行論述，服務(wù)后續(xù)裝配式建筑管理。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;施工過程管理;BIM技術(shù);重點(diǎn)模擬

前言：裝配式建筑是一種新型建筑，將此前需現(xiàn)場(chǎng)制備的各類結(jié)構(gòu)和配件，以預(yù)制的方式進(jìn)行制作，之后運(yùn)輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配、建成。該類建筑優(yōu)勢(shì)明顯，但對(duì)施工技術(shù)也具有特殊要求，這又使得BIM技術(shù)得到重視，BIM技術(shù)以大量信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)多重模擬，在裝配式建筑施工過程管理中作用突出。

1.BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1直觀可復(fù)用

裝配式建筑的建設(shè)、施工，對(duì)技術(shù)、信息要求均較高，如剪力墻規(guī)格、接縫處拼接方式、導(dǎo)力結(jié)構(gòu)和承重結(jié)構(gòu)的搭配等。借助BIM技術(shù)，可對(duì)工程項(xiàng)目方案進(jìn)行收集，之后以收集所獲參數(shù)為依托，建立可反復(fù)使用的信息模型，直觀、客觀的為建筑施工過程管理提供支持。如技術(shù)人員嘗試了解裝配式建筑應(yīng)對(duì)風(fēng)沙破壞的能力，進(jìn)行墻體建設(shè)后，可應(yīng)用已有模型，計(jì)算風(fēng)力破壞的參數(shù)、代入模型中即可，根據(jù)模擬結(jié)果了解建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)是否需要加固、防風(fēng)結(jié)構(gòu)是否應(yīng)予以優(yōu)化等，對(duì)施工過程中的管理工作助力明顯。即便一次模擬無法獲取可靠結(jié)果，也可反復(fù)進(jìn)行多次模擬，直到結(jié)果滿意[1]。

1.2多元素模擬

多元素模擬，是指在進(jìn)行裝配式建筑施工過程管理時(shí)，結(jié)合具體需求，將若干動(dòng)態(tài)參數(shù)、靜態(tài)參數(shù)代入模型中，客觀的評(píng)估建筑質(zhì)量、改進(jìn)需求，為后續(xù)施工活動(dòng)和管理、監(jiān)理活動(dòng)提供支持。如某裝配式建筑設(shè)計(jì)完成、核準(zhǔn)技術(shù)和建設(shè)參數(shù)無誤，進(jìn)行施工階段。施工過程中，甲方需要更改方案，提升建筑的保溫能力，可將原有方案下的模型調(diào)查，代入材料保溫參數(shù)、當(dāng)?shù)厝照諈?shù)、冬季室外溫度等等信息，在多個(gè)元素綜合作用下，以甲方的明確要求作為約束條件，不斷調(diào)整圍護(hù)結(jié)構(gòu)厚度、門窗大小等，直到建筑保溫能力達(dá)標(biāo)。依托BIM技術(shù)的可復(fù)用、多元素模擬功能完成裝配式建筑施工過程中的高質(zhì)量管理[2]。

2.裝配式建筑施工過程管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用方法

2.1重點(diǎn)模擬

BIM技術(shù)在裝配式建筑施工過程管理中的應(yīng)用方法多樣，典型方式之一為重點(diǎn)模式。重點(diǎn)模擬可為靜態(tài)，也可以為動(dòng)態(tài)，強(qiáng)調(diào)借助客觀參數(shù)，針對(duì)某一個(gè)或幾個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行模擬。如某裝配式建筑地處南方，重視夏季散熱，施工過程中的模擬，以“室內(nèi)外能量交換”為重點(diǎn)。可借助BIM技術(shù)建立建筑模型，選取室內(nèi)溫度作為約束條件，選取室外溫度為動(dòng)態(tài)參數(shù)，在約束條件不變的情況下進(jìn)行動(dòng)態(tài)參數(shù)的調(diào)整，核準(zhǔn)當(dāng)前設(shè)計(jì)是否滿足散熱要求。假定室外溫度達(dá)到35攝氏度時(shí)，室內(nèi)溫度達(dá)到30攝氏度，超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。可添加其他動(dòng)態(tài)參數(shù)，如室內(nèi)空氣流速、地道風(fēng)空調(diào)建設(shè)等，默認(rèn)室內(nèi)溫度和室外溫度固定不變，調(diào)整其他動(dòng)態(tài)參數(shù)，至室內(nèi)溫度達(dá)到理想水平，記錄該模式下各參數(shù)的具體指，指導(dǎo)裝配式建筑的施工建設(shè)。重點(diǎn)模式是BIM技術(shù)在各類建筑中的主要應(yīng)用方式，可根據(jù)裝配式建筑建設(shè)需要，獲取“重點(diǎn)參數(shù)”所在，之后進(jìn)行針對(duì)性模擬。

2.2動(dòng)態(tài)模擬

動(dòng)態(tài)模擬是BIM技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)之一，較其他二維、三維模擬而言，BIM技術(shù)下，可通過對(duì)動(dòng)態(tài)因素進(jìn)行參數(shù)評(píng)估、代入的方式，獲取目標(biāo)對(duì)象在不同動(dòng)態(tài)因素影響下的建設(shè)、工作態(tài)勢(shì)。就裝配式建筑而言，因其建設(shè)方式較為特殊，面臨的模擬需求也存在特殊性。以建筑長(zhǎng)時(shí)間使用后的密閉性為例，可獲取裝配式建筑的基本參數(shù)，包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)自重、縱向負(fù)載、水平拉應(yīng)力、風(fēng)力破壞、沉降導(dǎo)致的位移、材料自行變等等，上述所有數(shù)據(jù)，均以實(shí)測(cè)以及施工方案內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)信息為基準(zhǔn)，之后將其以一個(gè)“影響系數(shù)”的形式，代入BIM模型中，進(jìn)行高倍速度模型。以等比例放大“影響系數(shù)”的方式，模擬“長(zhǎng)時(shí)間使用”下的建筑信息，了解圍護(hù)結(jié)構(gòu)、窗框等處出現(xiàn)形變的等級(jí)、強(qiáng)度，計(jì)算密閉性的損失，作為進(jìn)一步施工優(yōu)化、施工過程管理的依據(jù)。

2.3全周期內(nèi)施工調(diào)整

裝配式建筑施工存在一個(gè)周期，該周期內(nèi)面臨甲方意見變化、施工動(dòng)態(tài)因素影響，可能出現(xiàn)計(jì)劃之外的波動(dòng)。可借助BIM技術(shù)，就施工周期內(nèi)的各類調(diào)整進(jìn)行模擬分析，根據(jù)模擬結(jié)果為施工作業(yè)提供支持。假定某裝配式建筑原定為三層，高度9.50米。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)建筑區(qū)域內(nèi)存在軟土環(huán)節(jié)，且降水較多，進(jìn)行三層裝配式建筑建設(shè)存在風(fēng)險(xiǎn)。可借助BIM技術(shù)進(jìn)行模擬，代入建筑自重參數(shù)、土壤屈服強(qiáng)度（夯實(shí)后）參數(shù)，計(jì)算在使用年限內(nèi)，建筑各部分出現(xiàn)沉降的可能、沉降總量、是否存在不均勻沉降風(fēng)險(xiǎn)等等。如模擬表明建筑無沉降風(fēng)險(xiǎn)，可繼續(xù)進(jìn)行建設(shè)，模擬表明存在不均勻沉降隱患，則應(yīng)酌情考慮更改建設(shè)方案。

總結(jié)：綜上，裝配式建筑施工過程管理中，BIM技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值理想，也具有高可行性。從優(yōu)勢(shì)上看，BIM技術(shù)直觀、可復(fù)用，且能將多個(gè)元素作為參數(shù)之一進(jìn)行模擬，滿足裝配式建筑建設(shè)要求。方法上看，需考慮裝配式建筑施工過程管理需要，通過重點(diǎn)模擬、動(dòng)態(tài)模擬、全周期內(nèi)施工調(diào)整等方式，提升施工管理成效。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊清華.BIM技術(shù)在裝配式建筑施工管理中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2019（20）：273-274.

[2]周鑫.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].住宅與房地產(chǎn)，2019（15）：122-123.

作者簡(jiǎn)介：

郝增寶（1970.5--），男，漢族，山東沂源人，副教授，碩士學(xué)位，主要從事土木建筑教育研究

（山東省教學(xué)改革課題、省級(jí)，課題編號(hào)：2019302校企共建裝配式建筑施工體驗(yàn)式教育培訓(xùn)基地建設(shè)研究與實(shí)踐）