裝配式建筑設(shè)計(jì)施工中的BIM方法應(yīng)用探究

周博文

摘要：裝配式建筑已經(jīng)成為我國建筑業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)之一，節(jié)能環(huán)保、質(zhì)量高效成為其主要特點(diǎn)，但裝配式建筑更需要項(xiàng)目各參與方的協(xié)同工作以及建筑構(gòu)件的深度設(shè)計(jì)。在裝配式建筑施工階段應(yīng)用BIM技術(shù)，可以提高資源使用效率、把控施工進(jìn)度、提高施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑設(shè)計(jì);BIM方法;應(yīng)用

1裝配式建筑及BIM相關(guān)概述

1.1裝配式建筑

裝配式建筑是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和工業(yè)化預(yù)制構(gòu)件組裝而成的建筑。建筑設(shè)計(jì)和施工融入BIM技術(shù)能夠促進(jìn)工程生產(chǎn)和信息化管理，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈之間的整合。武漢中心大廈施工過程中就運(yùn)用了BIM技術(shù)，將設(shè)計(jì)信息和施工管理工作反映到數(shù)字模型中，達(dá)到高效管理的目的。從當(dāng)前國務(wù)院所發(fā)布的《建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展整體綱要》情形來看，中國裝配式建筑在新建的建筑比重中已經(jīng)達(dá)到了40%。中國在不斷的建立對(duì)應(yīng)的政策基礎(chǔ)，推動(dòng)建筑行業(yè)朝向裝配式建筑方向發(fā)展。BIM技術(shù)能有效降低資源的消耗，解決實(shí)際裝配式建筑施工過程中設(shè)計(jì)構(gòu)件難以標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計(jì)、生產(chǎn)部門難以規(guī)格化制作，安裝施工環(huán)節(jié)難以有效組裝等生產(chǎn)效率低下的問題，彌補(bǔ)實(shí)際施工過程中存在的不足。

1.2 BIM技術(shù)

BIM（Building Information Modeling）的中文意思是建筑信息模型。BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具，在生命周期過程中進(jìn)行共享和傳遞，使工程技術(shù)人員正確理解和高效應(yīng)對(duì)各種建筑信息，從而起到提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期的作用。BIM技術(shù)有五大特點(diǎn)：1）可視化：將二維線條通過三維立體模型清晰的展現(xiàn)出來。2）協(xié)調(diào)性：各部門可在同一模型編輯，遇到碰撞問題時(shí)可以協(xié)商調(diào)解，避免在施工后才發(fā)現(xiàn)問題。3）模擬性：根據(jù)施工的組織設(shè)計(jì)模擬實(shí)際施工，從而來確定合理的施工方案來指導(dǎo)施工。4）優(yōu)化性：根據(jù)工程信息、復(fù)雜程度和時(shí)間對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化。5）可出圖性：通過對(duì)建筑物進(jìn)行了可視化展示、協(xié)調(diào)、模擬、優(yōu)化以后，向業(yè)主出示綜合管線圖、綜合結(jié)構(gòu)留洞圖、碰撞檢查偵錯(cuò)報(bào)告和建議改進(jìn)方案。

2裝配式建筑設(shè)計(jì)中的BIM方法應(yīng)用

2.1協(xié)助構(gòu)件拆分工作

在裝配式建筑的深化設(shè)計(jì)中，利用BIM技術(shù)進(jìn)行構(gòu)件拆分是必不可少的內(nèi)容。基于三維數(shù)據(jù)模型，對(duì)建筑構(gòu)件進(jìn)行科學(xué)、合理地拆分，可以保證項(xiàng)目的連貫性以及信息數(shù)據(jù)的完整性。在拆分構(gòu)件的同時(shí)，設(shè)計(jì)師可更好地掌握各個(gè)建筑構(gòu)件之間的關(guān)系。由于構(gòu)件繁多，為避免不必要的浪費(fèi)，在具體的拆分工作中，需對(duì)構(gòu)件不斷優(yōu)化，減少數(shù)量。比如，設(shè)計(jì)師通過BIM模型，了解建筑所需疊合板的數(shù)量和尺寸信息，按照板寬的實(shí)際情況，進(jìn)行構(gòu)件的合理調(diào)整，減少規(guī)格數(shù)量。

2.2預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)

①基于BIM技術(shù)的裝配式建筑設(shè)計(jì)以構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)為核心，其精準(zhǔn)度直接決定整個(gè)項(xiàng)目的質(zhì)量。BIM技術(shù)主要可以處理構(gòu)件的可視化、標(biāo)準(zhǔn)化，構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)連接，構(gòu)件與其他構(gòu)件或結(jié)構(gòu)間的相互關(guān)系。

②預(yù)制件之間的連接節(jié)點(diǎn)是裝配式建筑最脆弱的環(huán)節(jié)。使用BIM模型研究預(yù)制件連接的情況，在模型中對(duì)薄弱位置的連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行模擬測(cè)試，檢查在該節(jié)點(diǎn)位置是否能夠順利連接，能否具備施工可行性。BIM技術(shù)還可對(duì)裝配式構(gòu)件預(yù)留鋼筋進(jìn)行碰撞檢驗(yàn)，并根據(jù)預(yù)制構(gòu)件模型對(duì)預(yù)留孔洞位置的進(jìn)行檢驗(yàn)。

2.3創(chuàng)建建筑信息數(shù)據(jù)庫并分析處理

BIM模型數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性關(guān)乎建筑設(shè)計(jì)及施工的精確性。在裝配式建筑項(xiàng)目中應(yīng)用BIM技術(shù)建立信息族庫系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)搜集項(xiàng)目的全部信息，并利用計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)分析處理篩分息。然后將這些關(guān)鍵資料提交給預(yù)算部門、生產(chǎn)制作部門及安裝施工單位等。同時(shí)，自動(dòng)化的數(shù)據(jù)處理提高了信息的使用效率，使建筑項(xiàng)目的資料更完備，為提高裝配式建筑工程質(zhì)量打下數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.4基于BIM模型的建筑資源庫設(shè)計(jì)

在裝配式建筑設(shè)計(jì)部件中使用BIM技術(shù)，首先，設(shè)計(jì)人員需要合理構(gòu)建建筑工程資源設(shè)計(jì)庫。建筑工程資源庫內(nèi)容廣泛復(fù)雜的特點(diǎn)使設(shè)計(jì)人員要將多種資源構(gòu)件進(jìn)行整合，之后在建筑工程資源庫的信息管理中分項(xiàng)分層使用BIM技術(shù)。所有構(gòu)件的設(shè)計(jì)信息，需要設(shè)計(jì)人員通過報(bào)表的模式將其發(fā)送給建筑工程管理人員，使后續(xù)材料資源表格繪制工作順利進(jìn)行，給裝配式建筑工程施工管理帶來便利。

2.5圖紙生成

通過BIM技術(shù)建立裝配式建筑結(jié)構(gòu)的模型之后，設(shè)計(jì)人員要二次深化三維圖模，將模型的信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成二維工程設(shè)計(jì)圖紙。之后，再借助二維設(shè)計(jì)圖紙生產(chǎn)、加工裝配式建筑構(gòu)件;最后，進(jìn)一部明確構(gòu)件和安裝施工信息，對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行深化。現(xiàn)階段，裝配式建筑的構(gòu)件數(shù)量龐大，如果采用傳統(tǒng)的施工模式，不能滿足客戶的實(shí)際需要;在裝配式建筑設(shè)計(jì)部件中使用BIM技術(shù)，可以使設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息更加精準(zhǔn)。譬如目前二維碼技術(shù)就已在裝配式建筑中使用。安裝工人可通過掃描二維碼明確預(yù)制構(gòu)件的位置以及門窗安裝預(yù)留信息。與此同時(shí)，分析、調(diào)整三維模型可以使建筑工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)指標(biāo)更加協(xié)調(diào)，盡可能防止在施工過程中，施工操作偏離設(shè)計(jì)和施工方案。

3 BIM技術(shù)在裝配式建筑工程中的發(fā)展前景

隨著越來越多的建筑項(xiàng)目實(shí)踐，以及國家對(duì)裝配式建筑信息化建造施工的大力支持，尤其是對(duì)基于BIM的預(yù)制裝配建筑全流程集成應(yīng)用體系的迫切需要，可以使BIM技術(shù)更快落地、更符合中國的建設(shè)方向和高質(zhì)量發(fā)展思路。建筑業(yè)在應(yīng)用BIM技術(shù)的同時(shí)也可將更多的數(shù)字技術(shù)融合進(jìn)來，比如，二維碼定位、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)，通過大量實(shí)踐，不斷增強(qiáng)自身核心競(jìng)爭(zhēng)力，不斷提升行業(yè)的信息化建造水平，彰顯BIM技術(shù)的先進(jìn)性。

結(jié)語

綜上所述，BIM技術(shù)應(yīng)用和裝配式建筑工程的有機(jī)結(jié)合可以形成諸多優(yōu)勢(shì)，助力工程項(xiàng)目的高質(zhì)量設(shè)計(jì)與施工。在預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，用BIM進(jìn)行深化設(shè)計(jì)可以提高預(yù)制構(gòu)件的精確度。再次，基于BIM信息模型可以實(shí)現(xiàn)管線綜合的碰撞檢查，可以減少返工、修改、延誤工期等情況。并且，應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行各專業(yè)協(xié)同作業(yè)，可以進(jìn)一步細(xì)化施工管理工作。最后，裝配式建筑設(shè)計(jì)中的BIM方法可能實(shí)現(xiàn)工程的全數(shù)字化交付，實(shí)現(xiàn)裝配式建筑信息化設(shè)計(jì)及建造。

參考文獻(xiàn)：

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