長期以來,我國建筑行業(yè)一直采用傳統(tǒng)的設(shè)計和施工方法。由于裝配式技術(shù)在我國發(fā)展不成熟、采用裝配式會使得人員需求減少,國家在就業(yè)問題及技術(shù)缺陷雙重壓力下采用了現(xiàn)澆式。目前隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展,裝配式技術(shù)日益成熟,同時我國人口紅利正在減少,勞動年齡人口的銳減,國家下定決心推廣裝配式建筑。裝配式建筑正是在這一趨勢下逐漸得到了業(yè)界的認(rèn)同及重視。現(xiàn)今,建筑工業(yè)化是未來建筑發(fā)展的新趨勢。裝配式建筑是利用已制作完成的預(yù)制構(gòu)件,運輸?shù)浆F(xiàn)場進行連接組裝而建成的新型建筑。既環(huán)保節(jié)能又能夠減少人工成本。在施工過程中避免了傳統(tǒng)建筑施工模式中的揚塵、交叉污染及日益嚴(yán)重的霧霾污染問題。同時還能大大提高生產(chǎn)效率,節(jié)約人力資源,縮短生產(chǎn)周期。在大力推動裝配式建筑施工的同時,BIM技術(shù)發(fā)展逐步體系化,為保證裝配式建筑技術(shù)的成熟應(yīng)用,充分與BIM技術(shù)結(jié)合是一條必經(jīng)之路。BIM是一種數(shù)字信息應(yīng)用,可以用于建筑項目的設(shè)計階段、施工階段、管理階段。在設(shè)計階段利用BIM技術(shù)構(gòu)建模型能夠?qū)椖窟M行施工模擬,在設(shè)計階段進行碰撞檢測等,有效減少設(shè)計錯誤,為項目施工建設(shè)從設(shè)計階段到后期運營提供技術(shù)支撐,為項目參建各方提供基于BIM的協(xié)同平臺,有效提升協(xié)同合作效率。

BIM技術(shù)在裝配式建筑前期的技術(shù)應(yīng)用

裝配式標(biāo)準(zhǔn)化族庫的建立將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑,可以融合兩者優(yōu)勢。裝配式建筑結(jié)構(gòu)模型能夠依靠BIM技術(shù)高效實現(xiàn),建立裝配式標(biāo)準(zhǔn)化“族”庫能夠大大提高建模效率,并且軟件中自帶的碰撞校核管理器可以對模型進行碰撞信息檢查,避免預(yù)制結(jié)構(gòu)的連接區(qū)域鋼筋密集交錯出現(xiàn)碰撞。由于BIMStructure技術(shù)在構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型時不能滿足預(yù)制混凝土深化設(shè)計要求,所以在建模過程中我們可以應(yīng)用到TeklaStructure軟件。先利用revit建立各種構(gòu)件族,然后在TeklaStructure中開發(fā)參數(shù)化節(jié)點進行配筋。在建模過程中將相關(guān)構(gòu)件做成參數(shù)化構(gòu)件,形成標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)件庫。應(yīng)用BIM技術(shù)的裝配式構(gòu)件生產(chǎn)裝配式周期中一項重要環(huán)節(jié)就是裝配式建筑的構(gòu)件生產(chǎn)階段,是過渡工程項目設(shè)計和施工的重要階段。在傳統(tǒng)構(gòu)件生產(chǎn)過程中,普遍都是設(shè)計單位向構(gòu)件生產(chǎn)廠家提供各構(gòu)件詳細圖紙,構(gòu)件生產(chǎn)廠家通過二維圖紙上所提供的信息進行人工讀取收集,這種方式難免出現(xiàn)因為圖紙讀取錯誤而導(dǎo)致構(gòu)件數(shù)據(jù)錯誤的情況,使得設(shè)計施工無法按期開展。如果將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式構(gòu)件生產(chǎn)過程,則可以將構(gòu)件模型信息直接傳輸給構(gòu)件生產(chǎn)廠家,所有產(chǎn)品所需要的尺寸、材料、預(yù)制構(gòu)件的鋼筋水泥等參數(shù)信息都能夠通過BIM軟件直觀的表達給構(gòu)件生產(chǎn)廠家,所有設(shè)計單位提供的設(shè)計數(shù)據(jù)和參數(shù)都可以通過條形碼的形式直接轉(zhuǎn)換為加工參數(shù),在構(gòu)件生產(chǎn)階段運用BIM技術(shù)能夠完全實現(xiàn)設(shè)計信息與生產(chǎn)系統(tǒng)的直觀對接,避免構(gòu)件的生產(chǎn)錯誤、提高預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的自動化程度和生產(chǎn)效率。預(yù)拼裝檢驗擬生產(chǎn)構(gòu)件使用3D打印技術(shù)試制可以保證施工進度和質(zhì)量,通過進行預(yù)拼裝模擬預(yù)制構(gòu)件拼裝,在模擬拼裝過程中可以改進工程項目施工過程中的不足,調(diào)節(jié)施工進度,最重要的是可以通過預(yù)拼裝制作的建筑模型對工程項目的設(shè)計方案的合理性進行驗證。

BIM技術(shù)在裝配式建筑施工過程中的技術(shù)應(yīng)用

BIM應(yīng)用于裝配式建筑施工過程模擬在實際工程中,能夠通過軟件的施工模擬技術(shù),演示出施工工程中可能存在的缺陷,便于及時調(diào)整施工方案,避免施工事故,減少資源浪費。比如在吊裝預(yù)制裝配式建筑構(gòu)件時,在構(gòu)件現(xiàn)場吊裝管理方面也可以利用BIM軟件,以通過在施工計劃中寫入構(gòu)件屬性的方式來構(gòu)建管理模型,結(jié)合吊裝方案來模擬施工。明確制定施工方案之后,工作人員就能夠通過平板手持設(shè)備對工程項目全程施工進行輔助管理。在模擬施工中,塔吊的工作范圍和整個工地各運輸路線的計劃都要考慮,以及各施工環(huán)節(jié)的銜接配合都應(yīng)在設(shè)計階段提前計劃完善,以此保證各構(gòu)件的裝配質(zhì)量。在模擬施工過程中,要綜合施工現(xiàn)場場地模型、施工項目結(jié)構(gòu)模型和施工計劃等內(nèi)容,通過BIM軟件制作具備時間節(jié)點按施工計劃順序銜接各施工階段的模擬動畫,能將項目施工過程更加直觀的表達出來。BIM應(yīng)用于裝配式建筑材料管理BIM技術(shù)可以對材料管理方面做出完善和改進。在裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過程中,預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)場地現(xiàn)場會堆積許多材料及構(gòu)件,這時候?qū)︻A(yù)制構(gòu)件進行分類生產(chǎn)和存儲會耗費極大人工財力資源,并且極其容易出現(xiàn)問題。將BIM技術(shù)應(yīng)用于材料生產(chǎn)以及運輸中,則能夠?qū)崿F(xiàn)對施工現(xiàn)場場地的準(zhǔn)確模擬。通過對工程項目實際情況的了解,對施工各階段所需構(gòu)件數(shù)量進行提前準(zhǔn)備,防止施工現(xiàn)場材料出現(xiàn)短缺或堆積過量的情況。驗收工作者依據(jù)電子信息表對構(gòu)建信息進行采集,有效提高驗收的工作效率。在實際施工時,如果施工進度發(fā)生變動,驗收工作者要依據(jù)材料進廠計劃對實際材料進場情況進行靈活安排,確認(rèn)工作區(qū)域的構(gòu)件數(shù)量符合要求。待施工完畢后,利用BIM軟件對構(gòu)件和材料的實際消耗情況進行記錄整理,并且對比分析各項構(gòu)件材料的計劃用量和實際用量,為后續(xù)施工管理的材料管控做好準(zhǔn)備。BIM應(yīng)用于裝配式建筑碰撞檢測碰撞檢測就是應(yīng)用BIM軟件對項目設(shè)計階段的各項管線布置碰撞進行檢查。對建筑項目設(shè)計圖紙范圍內(nèi)的管線布設(shè)與建筑、結(jié)構(gòu)平面布置和豎向高程相協(xié)調(diào)的三維協(xié)同設(shè)計工作進行完善,為防止實際工程中各構(gòu)件存在空間沖突,最大程度的減少碰撞,在設(shè)計階段做好碰撞檢測能夠防止錯誤的設(shè)計方案應(yīng)用于施工階段,給項目工程帶來不必要的損失。利用BIM技術(shù)制定設(shè)備管線協(xié)調(diào)方案,相比于傳統(tǒng)方案工作效率得到了極大提高,極大程度地減少設(shè)計失誤,提高了不同專業(yè)間的協(xié)作水平。理論上將BIM技術(shù)應(yīng)用于工程項目碰撞檢測能夠最大程度的提高工程項目設(shè)計效率,但實際上,BIM技術(shù)還未在碰撞檢測的實際應(yīng)用中得到充分實踐。使用BIM技術(shù)進行碰撞檢測的工程項目雖然得到了良好的檢測效果,但在使用和管理方面仍存在許多不足之處,需要予以重視并加以解決。

BIM技術(shù)在裝配式建筑運營維護階段的技術(shù)應(yīng)用

BIM應(yīng)用于裝配式建筑信息管理項目從立項到建造完成期間產(chǎn)生的所有信息都可以通過BIM模型的建立存儲在運維管理數(shù)據(jù)平臺中。所有信息經(jīng)過軟件的整理歸類之后,可以對應(yīng)關(guān)聯(lián)建筑建造過程中產(chǎn)生的所有組件。同時,運營維護階段中設(shè)備參數(shù)和維護信息等信息也可以通過BIM模型進行關(guān)聯(lián)存儲,實現(xiàn)快速精確查找,防止信息丟失,減少手動搜索信息的工作量。BIM應(yīng)用于裝配式建筑設(shè)備故障檢修BIM模型具有可視化的特點,可以將傳統(tǒng)二維CAD繪圖的建筑構(gòu)件和結(jié)構(gòu)以三維的形式顯示。在實際的運營維護中,隱藏在建筑物內(nèi)部的水、電、氣等隱蔽設(shè)備是無法被觀測的,而通過BIM的三維模型就可以直觀反映出各隱蔽構(gòu)件的具體位置,縮短了修理故障設(shè)備定位的時間,提高工作效率。BIM應(yīng)用于裝配式建筑應(yīng)急方案制定BIM技術(shù)具有模擬仿真的功能,通過BIM軟件對運營維護階段隱藏的危險進行定位和識別,從而提出解決方案和應(yīng)急舉措,進行相應(yīng)的災(zāi)害模擬。例如進行火災(zāi)疏散模擬,幫助運維人員制定緊急疏散計劃和疏散路線,降低火災(zāi)帶來的損失。

將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑建設(shè),必將是未來裝配式建筑發(fā)展的一大趨勢。本文從裝配式構(gòu)件生產(chǎn)、施工過程模擬、建筑材料管理、碰撞檢測等方面對BIM技術(shù)在裝配式建筑施工中的應(yīng)用進行了闡述。在裝配式建筑中應(yīng)用BIM技術(shù)可以有效提高建筑設(shè)計、生產(chǎn)和施工的效率,對裝配式建筑的建設(shè)推廣起到了良性推動作用。將BIM技術(shù)運用到裝配式建筑的施工過程中有利于實現(xiàn)建筑項目施工的節(jié)能環(huán)保,有效減少施工現(xiàn)場各項施工工序造成的環(huán)境污染,從而推進裝配式建筑行業(yè)積極發(fā)展,提高資源利用效率。目前,BIM技術(shù)在裝配式建筑建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用,但還存在BIM內(nèi)容之間信息交互不便、缺乏利用所交換信息的能力、與舊有模式銜接不太順利等問題,亟待深入研究,以確保裝配式建筑在我國規(guī)范發(fā)展。