BIM技術在模塊化鋼結構建筑中的應用研究

王麗英 駱文進 郭盈盈

(重慶建筑工程職業學院，重慶 400072)

BIM技術應用對項目建筑施工質量及效率提升影響頗大，更對日后整體工程安全問題作用頗深。然而現階段有關BIM技術在模塊化鋼結構建筑中的應用相對研究較少，本文對行之有效的措施進行了分析研究，如對項目建筑設計方案進行確定、采用多專業協同一體化設計方式、強化三維碰撞檢查、提升虛擬施工指導等。本次研究對BIM技術在模塊化鋼結構建筑中的應用進行分析，有十分重要的理論意義。

1 BIM技術理論概述

隨著我國市場經濟建設迅猛發展，工程建筑施工作為城市發展重要手段，其關鍵性不言而喻。如何更為快速、精準及嚴控進行工程施工，一直備受諸多學者關注。BIM技術誕生及應用有效解決工程施工效率低、返工多、成本高、復雜大等情況。BIM技術，即building information modeling縮寫。翻譯為建筑信息模型。BIM技術是通過對建筑工程項目中的各種信息、數據等進行匯總分析，將其作為建模的核心基礎。該建筑模型建立后與以往的圖紙設計不同，將三維效果、模擬仿真、立體視覺等進行呈現。BIM技術具有以下特點。第一，真實性，從建筑項目信息數據獲取方面都是嚴謹執行“真實原則”，確保建模后各信息反映的真實精準。第二，完備性，建筑建模中信息具有完備性特點，即數據全、模型全、結構全、物料全、設計全。第三，立體性，立體性是BIM技術獨有重要獨有特色。立體性主要是指建模的可視化呈現，立體三維效果加上可視調控，讓整個建筑模型更加清晰、立體，對全面掌握建筑工程項目施工及科學優化施工管理起到積極作用。

2 模塊化鋼結構建筑主要特點

建筑工程施工逐漸由傳統模式向技術層面轉變，從項目施工設計、施工物資籌備、施工機械投入等都從復雜化向簡單式推進。模塊化鋼結構建筑是“模塊式建筑”范疇的一種。其主要是通過預先結構設計制造，將現場施工流程進行全面優化，只需將預先設計制造好的模塊進行組裝便可[1]。鋼結構建筑顧名思義是指該建筑整體材料為鋼，即模塊化鋼結構設計、拼裝、搭建。首先，模塊化鋼結構建筑施工較為環保，杜絕了傳統現場施工的復雜性、涉及性，將污染源降至最低。其次，從施工效率及質量層面分析，通過采用模塊化建筑施工可極大縮短工期，同時，可對預先建工構件進行快速檢測，將施工質量迅速提升。最后，降低施工成本、保障安全穩定。通過該模式應用，有效降低設備、人工、材料等成本投入，并將施工風險降至最低，進而起到雙重功效。

3 BIM技術在模塊化鋼結構建筑中的應用分析

3.1 對項目建筑設計方案進行確定

在進行BIM技術模塊化鋼結構建筑應用前，需對該項目建筑整體設計方案進行明確，即開始初步設計。首先，采用BIM軟件當中的REVIT平臺對該鋼結構建筑進行初級設計，在該階段一定要將鋼結構相關數據信息進行搜集，確保數據信息的真實性、精準度。主要以REVIT鋼結構建筑BIM模型為主，在完成鋼結構建筑模型后采用第三方插件進行虛擬現實模擬，即采用lumion軟件。該階段主要以3D可視化呈現為主，將該鋼結構建筑整體方案進行動畫效果演示。最后，將該項目模擬動畫演示展現在客戶面前，并與其進行溝通研究，對其設計方案是否滿意，如客戶建議或想法可根據具體情況進行設計改動[2]。

3.2 采用多專業協同一體化設計方式

在完成上述工作后，已經項目建筑設計方案進行最終敲定。首先，利用Revit工作平臺中各種專業對該項目進行協同化設計。通過分析后發現Revit工作平臺中的“工作集”模式對協同設計十分重要。即為設計者提供共享工作方式。例如在進行鋼結構建筑設計當中，往往涉及諸多因素，從工序及環節上不免出現誤差沖突。通過利用工作集，可以將自身設計分享到其他專業設計中去，讓不同專業設計之間可快速協調、解決問題。其次，要根據具體鋼結構建筑實際情況進行工作開展，比如某鋼結構項目建筑中包括：水電暖、結構、建筑等。如采用工作集設計方法，水電暖在專業設計及建模過程中可點擊項目文件之中的“查看”，就可以及時掌握另外兩個專業設計建模情況。如三者出現協調不同步或存在問題等情況，可通過文件同步與實時交流進行處理。對整個BIM建模小組工作整體進度優化尤為重要。

3.3 強化三維碰撞檢查

BIM技術應用在于將鋼結構建筑設計中的問題進行及時發現，傳統二維圖紙設計中通常缺乏立體感，在設計理念及流程上往往無法從建筑結構綜合層面考慮，這樣就導致不同專業之間出現碰撞等情況[3]。在模塊化鋼結構建筑中更為突出，由于模塊化搭建與銜接施工流程的特殊性，極易發生鋼結構與綜合管線之間的干涉碰撞。該問題則往往在施工過程中才會發現，導致急需返工，對人力、成本等造成較大損失。通過在模塊化鋼結構建筑中應用BIM技術，將所有結構模型、數據信息、不同專業設計進行融合展現，包括三維碰撞檢查、優化三維管線、規避管線碰撞等。這樣可在避免返工與降低成本上起到積極推動作用[4]。

3.4 提升虛擬施工指導

采用BIM技術通過虛擬三維建模可對整個施工過程進行交底指導。傳統設計方案與技術方案無法實現施工流程精細化、精準化。往往都在施工過程中不斷改進、加強[5]。這樣就直接對模塊化鋼結構建筑成本、安全、人力等造成影響。BIM模型實現了虛擬呈現、可視化分析，將模塊化鋼結構建筑施工中的模塊搭建、合理拼接、專業應用等進行快速細化，讓施工管理者可直接明了的發現工程難點、重點，在進行施工指導過程中不再盲目、困惑，極大提升了施工效率及成本降低。其次，在施工指導過程中管理者通過建模可視化，對各工種、專業及流程的協同性進行掌握，模塊化鋼結構建筑不再是單一化的搭建施工，而是將水電暖、結構、裝修等進行統一協調指導，管理過程也不再分節、孤立，則是快速反饋、快速溝通、快速處理。最后，實現全程施工流程模擬，BIM建模將模塊化鋼結構建筑施工流程進行全程模擬，通過一次又一次的演示模擬，讓管理者更為清晰的掌握管理流程，如施工材料管理、施工技術管理、施工機械調度、施工成本預算、現場安全監測等。將質量問題、安全問題、成本問題、設備問題等進行全面優化。在模塊化鋼結構建筑得以順利開展之上進一步提升效率。因此，從工程施工精細化管理層面分析，通過采用BIM技術進行建模模擬，推動建筑工程施工形式現代化進程[6]。

4 結 論

綜上所述，通過對BIM技術在模塊化鋼結構建筑中的應用研究進行分析研究，主要包括對項目建筑設計方案進行確定、采用多專業協同一體化設計方式、強化三維碰撞檢查、提升虛擬施工指導等，從多方面、多角度對BIM技術在模塊化鋼結構建筑中的應用進行分析，為下一步工作開展奠定堅實基礎。