徐冬梅 倪新剛 謝 嵐 徐政飛

(正德職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 211106)

1 概述

裝配式建筑是指將工廠預(yù)制的構(gòu)件采用專(zhuān)門(mén)的運(yùn)輸工具到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊裝裝配而成的建筑，具有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)。裝配式建筑從根本上改變了傳統(tǒng)建筑業(yè)的生產(chǎn)方式。

建筑信息模型BIM是一個(gè)包含豐富數(shù)據(jù)、面向?qū)ο蟮?、具有可視化、參?shù)化、模擬性、出圖性等特點(diǎn)的技術(shù)、方法和過(guò)程。將BIM技術(shù)應(yīng)用到裝配式建筑的設(shè)計(jì)、構(gòu)件生產(chǎn)以及施工吊裝全壽命周期中，可以讓建設(shè)項(xiàng)目節(jié)省投資。

2 設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)的應(yīng)用

利用BIM技術(shù)將土建專(zhuān)業(yè)、機(jī)電專(zhuān)業(yè)、管線專(zhuān)業(yè)等聯(lián)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，減少設(shè)計(jì)誤差，再通過(guò)BIM技術(shù)中的模擬裝配、碰撞試驗(yàn)等，還可以通過(guò)BIM信息平臺(tái)加強(qiáng)各專(zhuān)業(yè)的信息溝通和交流，進(jìn)而減少設(shè)計(jì)誤差，提高設(shè)計(jì)效率，降低設(shè)計(jì)成本。

2.1 模擬分析

通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)項(xiàng)目的日照、風(fēng)向、噪聲等進(jìn)行1 d的模擬分析，可以更精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)建筑的朝向，使設(shè)計(jì)更合理。

2.2 碰撞檢查

通過(guò)BIM的NavisWorks2010軟件可以對(duì)不同專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的信息進(jìn)行3D瀏覽和進(jìn)行錯(cuò)、漏、重的碰撞檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。還可以對(duì)不同專(zhuān)業(yè)的鋼筋信息進(jìn)行錯(cuò)、漏、碰的檢測(cè)。

2.3 信息共享

設(shè)計(jì)階段需要建設(shè)方、生產(chǎn)商、施工方和設(shè)計(jì)方共同參與，需要各方加強(qiáng)溝通交流，提高設(shè)計(jì)的效率，從而從源頭上降低裝配式建筑的成本。設(shè)計(jì)階段各方交流的過(guò)程主要包括初步設(shè)計(jì)階段、構(gòu)件深化設(shè)計(jì)階段。下面以圖的形式表達(dá)各階段各方信息交流的情況，如圖1所示。

2.4 深化設(shè)計(jì)

預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)的合理性直接影響到裝配式建筑的成本。深化設(shè)計(jì)包括構(gòu)件內(nèi)部的鋼筋分布，管線排布，線管線盒位置以及連接件位置，并在BIM應(yīng)用平臺(tái)將各個(gè)構(gòu)件進(jìn)行拼裝檢查，確保構(gòu)件之間連接完好。建筑和結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)模型通過(guò)構(gòu)件生產(chǎn)商、土建專(zhuān)業(yè)、施工方、機(jī)電專(zhuān)業(yè)信息平臺(tái)完成深化設(shè)計(jì)形成預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)模型，交付給構(gòu)件生產(chǎn)商。

3 構(gòu)件生產(chǎn)階段BIM技術(shù)的應(yīng)用

BIM技術(shù)在裝配式建筑的生產(chǎn)階段各方信息的交流中同樣起到重要作用，如圖2所示。

裝配式建筑設(shè)計(jì)的各專(zhuān)業(yè)人員利用BIM設(shè)計(jì)平臺(tái)完成構(gòu)件的綜合設(shè)計(jì)，同時(shí)利用RFID技術(shù)將構(gòu)件的類(lèi)型，尺寸，材質(zhì)以及安裝位置等信息植入到構(gòu)件中，并上傳到BIM信息共享平臺(tái)上，施工方、建設(shè)方以及構(gòu)件生產(chǎn)商可以直接從BIM信息共享平臺(tái)上獲得各個(gè)構(gòu)件的詳細(xì)信息。生產(chǎn)商可以根據(jù)該信息制定零庫(kù)存的構(gòu)件的生產(chǎn)計(jì)劃，同時(shí)可以上傳構(gòu)件的質(zhì)量和進(jìn)度到BIM信息共享平臺(tái)上，以便于施工方和建設(shè)方共享信息。如發(fā)現(xiàn)有偏差可通過(guò)BIM信息共享平臺(tái)反饋給BIM設(shè)計(jì)平臺(tái)，從而方便設(shè)計(jì)人員修改和調(diào)整。

通過(guò)上述構(gòu)件生產(chǎn)階段生產(chǎn)商與設(shè)計(jì)方、施工方以及建設(shè)方之間充分的信息交流，有利于生產(chǎn)商準(zhǔn)確的把握構(gòu)件生產(chǎn)需求，隨時(shí)作出調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)精益制造，降低構(gòu)件生產(chǎn)成本。

4 施工階段BIM技術(shù)的應(yīng)用

利用虛擬施工技術(shù)對(duì)裝配式建筑的場(chǎng)地布置、材料管理、構(gòu)件吊裝以及施工工藝和施工等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行施工模擬。

4.1 場(chǎng)地動(dòng)態(tài)布置

根據(jù)施工場(chǎng)地的環(huán)境現(xiàn)狀，施工設(shè)備利用BIM虛擬技術(shù)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的車(chē)輛運(yùn)輸路線，塔式起重機(jī)旋轉(zhuǎn)半徑以及構(gòu)件堆放等進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，布置場(chǎng)地，施工配套及建成后交通路線等各種影響因素進(jìn)行施工場(chǎng)地布置。為此，通過(guò)建筑信息模型建立施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地?cái)?shù)字模型，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地信息、施工計(jì)劃等求出預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸路線、進(jìn)場(chǎng)量等數(shù)據(jù)。

4.2 材料管理

由于預(yù)制構(gòu)件品種繁多，為防止構(gòu)件出現(xiàn)丟失、錯(cuò)用現(xiàn)象，利用BIM的信息建筑模型可對(duì)材料事前、事中和事后進(jìn)行有效管理。1)事前計(jì)劃。利用BIM信息技術(shù)建立場(chǎng)地信息模型，可以對(duì)構(gòu)件采購(gòu)量和堆放量進(jìn)行規(guī)劃，提前做好材料準(zhǔn)備工作，盡量減少施工現(xiàn)場(chǎng)二次搬運(yùn)。2)事中控制。利用BIM技術(shù)及時(shí)查看施工現(xiàn)場(chǎng)材料使用情況，并適當(dāng)作出調(diào)整，并且做到對(duì)每個(gè)施工區(qū)域構(gòu)件材料需求量的精確控制。3)事后分析?；贐IM的物料動(dòng)態(tài)管理可以根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃自動(dòng)計(jì)算各節(jié)點(diǎn)或時(shí)間段的材料使用情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)材料使用偏差，分析原因，加強(qiáng)后續(xù)材料使用管理。

4.3 施工工藝模擬

裝配式施工的工藝復(fù)雜，需要各專(zhuān)業(yè)人員配合程度高，通過(guò)BIM的三維可視化功能對(duì)吊裝裝配的構(gòu)件在虛擬環(huán)境下進(jìn)行模擬與仿真實(shí)驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位，合理布置各個(gè)構(gòu)件吊裝時(shí)的停放點(diǎn)、垂直機(jī)械的布置點(diǎn)等，將施工工藝流程直觀、形象的展現(xiàn)到施工人員眼前。有利于現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員對(duì)整個(gè)工序有一個(gè)清楚的把握，有利于施工管理者調(diào)整、優(yōu)化施工方案和順序，從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量和高效率的工作。

4.4 施工進(jìn)度模擬

將BIM模型與施工進(jìn)度關(guān)聯(lián)，可以查看和修改任意時(shí)刻構(gòu)件的生產(chǎn)日期、裝載情況、吊裝信息、支護(hù)配件等屬性，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的為采購(gòu)計(jì)劃、存儲(chǔ)、拆分建筑實(shí)體等提供數(shù)據(jù)支撐?？梢灾庇^、精確地對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的施工過(guò)程進(jìn)行控制，減少資源浪費(fèi)。

裝配式建筑施工過(guò)程中利用BIM技術(shù)進(jìn)行場(chǎng)地動(dòng)態(tài)布置以及材料管理有助于減少二次搬運(yùn)，降低施工階段的成本?；贐IM施工工藝和施工進(jìn)度模擬可以讓管理者和施工人員提前熟悉施工過(guò)程，提早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目的科學(xué)有效管理。

5 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)和裝配式建筑的結(jié)合是建筑業(yè)新的機(jī)會(huì)，借助BIM的強(qiáng)大功能提升對(duì)裝配式建筑管理的水平，減低裝配式建筑的成本，有助于解決傳統(tǒng)建筑中信息溝通不及時(shí)的問(wèn)題。BIM作為21世紀(jì)建筑行業(yè)新的變革，將對(duì)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)起到重要作用。