李承明

摘要：伴隨著建筑越來(lái)越往著產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展，裝配式建筑所占的比例在建筑市場(chǎng)中也變得越來(lái)越高。裝配式建筑工程施工的整體水平和質(zhì)量也越發(fā)引起關(guān)注。文章主要介紹了BIM技術(shù)所擁有的特點(diǎn)，并且分析了在裝配式建筑中運(yùn)用BIM技術(shù)的必要性，探討了BIM技術(shù)在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程施工中的具體應(yīng)用，即裝配式建筑與BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)發(fā)展并提供了想法。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);裝配式建筑;應(yīng)用策略

Abstract： With the development of architecture towards industrialization， the proportion of prefabricated buildings in the construction market is becoming higher and higher. The overall level and quality of prefabricated building engineering construction has attracted more and more attention. This paper mainly introduces the characteristics of BIM technology， analyzes the necessity of using BIM technology in prefabricated buildings， discusses the specific application of BIM technology in prefabricated concrete structure engineering construction， that is， the coordinated development of prefabricated building and BIM technology， and provides ideas.

0? 引言

在我國(guó)，裝配式建筑自發(fā)展以來(lái)，其過(guò)程并不是那么的平穩(wěn)的。就混凝土結(jié)構(gòu)而言，業(yè)內(nèi)一直存在著“現(xiàn)澆和預(yù)制之辯”。隨著現(xiàn)階段裝配式技術(shù)相對(duì)以前取得了明顯的進(jìn)步，現(xiàn)如今的大趨勢(shì)是建筑工業(yè)化發(fā)展，在響應(yīng)發(fā)展綠色環(huán)保建筑的號(hào)召下，我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的重要方向已朝著裝配式建筑結(jié)構(gòu)的方向發(fā)展。通過(guò)在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用建筑信息建模（BIM）技術(shù)，不僅可以讓全生命周期的精細(xì)化管理的目標(biāo)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)中得以實(shí)現(xiàn)，而且有利于促進(jìn)裝配式建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展，這樣一來(lái)可以提升工程總體效益[1]。

1? 裝配式建筑運(yùn)用BIM技術(shù)的必要性

1.1 BIM技術(shù)概述

社會(huì)和時(shí)代是不斷發(fā)展的，因此不斷更新的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)也已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入并且應(yīng)用到建筑行業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，建筑行業(yè)也已初步進(jìn)入計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助和普及階段。隨著B(niǎo)IM技術(shù)的引入，我國(guó)傳統(tǒng)建筑過(guò)程中的信息管理問(wèn)題被迅速解決了。從傳統(tǒng)角度來(lái)看，BIM是一種建立在建筑學(xué)理論之上的一種技術(shù)形式，可以及時(shí)準(zhǔn)確地收集建筑施工過(guò)程中產(chǎn)生的各項(xiàng)信息和數(shù)據(jù)，從而構(gòu)建出完整的建筑信息模型，在一定程度上來(lái)說(shuō)是對(duì)建筑生產(chǎn)信息的一種管理和存儲(chǔ)方式。BIM技術(shù)在建筑發(fā)展過(guò)程總應(yīng)用的基礎(chǔ)是建筑工程中出現(xiàn)的相關(guān)信息和數(shù)據(jù)，根據(jù)收集而來(lái)的信息利用仿真技術(shù)模擬出有關(guān)建筑工程的相關(guān)信息。BIM技術(shù)最早被西方國(guó)家引入建筑施工工作過(guò)程中，并且取得了良好的效果，我國(guó)與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比引入時(shí)間相對(duì)較晚，因此在建筑工程的應(yīng)用中發(fā)展并不完善，因此這種技術(shù)在我國(guó)國(guó)內(nèi)的建筑行業(yè)發(fā)展中速度緩慢，但近幾年來(lái)，發(fā)展速度越來(lái)越快，因此在裝配式建筑中運(yùn)用BIM技術(shù)是有必要的。

1.2 建立建筑資源庫(kù)，提高資源管理質(zhì)量與效率

BIM技術(shù)是目前建設(shè)設(shè)計(jì)和施工資源數(shù)據(jù)庫(kù)的重要工具。數(shù)字化的特點(diǎn)是自BIM技術(shù)的發(fā)展以來(lái)所具有的，人們可以使用這項(xiàng)技術(shù)預(yù)制建筑工程設(shè)計(jì)中使用的資源，通過(guò)數(shù)字化模型數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)入企業(yè)管理數(shù)據(jù)庫(kù)。在預(yù)制構(gòu)件施工中，人為因素對(duì)管理質(zhì)量的影響往往會(huì)較大，這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的建筑信息化管理模式下往往存在大量的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)工作。所以，一些經(jīng)常發(fā)生的人為操作失誤往往會(huì)引起不必要的損失。通過(guò)BIM技術(shù)來(lái)建立一個(gè)存儲(chǔ)庫(kù)來(lái)管理各類(lèi)建筑信息資源，分類(lèi)放置在BIM軟件中，無(wú)論是以數(shù)字形式的列表形式，還是查詢(xún)每個(gè)項(xiàng)目的資源后，都變得非常方便，這樣一來(lái)就能有效地提高了資源信息管理的質(zhì)量和效率。

1.3 深化圖紙的生成，指導(dǎo)預(yù)制構(gòu)件加工與生產(chǎn)

施工企業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究成果在裝配式建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要體現(xiàn)往往是設(shè)計(jì)圖的生成。如何深化設(shè)計(jì)圖紙?jiān)趥鹘y(tǒng)的設(shè)計(jì)方法中一直是設(shè)計(jì)師的一個(gè)重要的問(wèn)題考慮因素，其中關(guān)卡設(shè)計(jì)更是設(shè)計(jì)師的重要體現(xiàn)。通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)建立起B(yǎng)IM三維的構(gòu)件模型，設(shè)計(jì)師可以利用BIM軟件系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。在工作管理者操作時(shí)只需將各種構(gòu)件生成和加工工藝信息處理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成為二維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖，就能將裝配式構(gòu)件的加工和生產(chǎn)在指導(dǎo)下變得更好。建筑預(yù)制構(gòu)件的加工生產(chǎn)通常規(guī)模很大，種類(lèi)繁多，從而導(dǎo)致傳統(tǒng)的工業(yè)預(yù)制工藝計(jì)算量巨大，另外，由于缺乏科學(xué)的施工標(biāo)準(zhǔn)，在預(yù)制構(gòu)件的計(jì)算中會(huì)很容易出現(xiàn)各種誤差，從而影響構(gòu)件的精度，進(jìn)而影響裝配式建筑施工的順利開(kāi)展和整體施工質(zhì)量。根據(jù)工程設(shè)計(jì)和施工要求準(zhǔn)確輸入構(gòu)件的基本信息，然后通過(guò)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用于BIM技術(shù)，軟件就能自動(dòng)完成各種精度分析計(jì)算，這樣一來(lái)，就能有效避免傳統(tǒng)人工計(jì)算方法中因?yàn)槿藶橐蛩囟斐傻母鞣N誤差，而減少了誤差，就能有效地提高了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的精度[2]。

2? BIM 技術(shù)在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程中的具體應(yīng)用

2.1 在建筑設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

2.1.1 深化設(shè)計(jì)

構(gòu)件和預(yù)埋件的數(shù)量在大型復(fù)雜的工程項(xiàng)目中往往龐大，設(shè)備管線眾多，布置復(fù)雜。在傳統(tǒng)的二維深化設(shè)計(jì)中，只是將各專(zhuān)業(yè)的平面管線布置圖疊加在一起，按照一定的原則確定各種系統(tǒng)，確定管道的相對(duì)位置和原則標(biāo)高，然后繪制關(guān)鍵部位的局部橫斷面圖。此種深化設(shè)計(jì)方式設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，并且不夠直觀，引入三維可視化BIM技術(shù)后，利用基于BIM技術(shù)的軟件，如Tekla Structures和Magic CAD，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)制構(gòu)件鋼筋的三維生成和預(yù)埋線槽的三維協(xié)同設(shè)計(jì)和機(jī)電管道的點(diǎn)位布置，這樣在完成后項(xiàng)目建筑外觀在施工前呈現(xiàn)，能表達(dá)直觀清晰。在提高準(zhǔn)確度的同時(shí)，大大提升了設(shè)計(jì)的效率。

2.1.2 復(fù)雜節(jié)點(diǎn)處理

構(gòu)件預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)裝配是裝配式建筑具有的固有特點(diǎn)。一般的建筑結(jié)構(gòu)都需要具有足夠的整體剛度和抗震性能，為了讓建筑結(jié)構(gòu)滿足這些要求，需要解決存在鋼筋密集、層次多、預(yù)制構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)混凝土澆筑困難等施工的難點(diǎn)。使用所述結(jié)構(gòu)BIM軟件3D模型，設(shè)計(jì)人員能夠?qū)崿F(xiàn)配置在三維模型節(jié)點(diǎn)實(shí)際鋼，讓復(fù)雜地鋼筋節(jié)點(diǎn)的細(xì)部做法能夠被施工人員能夠清晰地理解，減少因?qū)ζ矫鎴D紙的理解差異而出現(xiàn)的裝配失誤，確保施工方案的合理可行，提升施工質(zhì)量。

2.1.3 碰撞檢測(cè)

BIM技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用當(dāng)中最直觀、最經(jīng)濟(jì)的功能問(wèn)題之一是舉行碰撞檢測(cè)。預(yù)制混凝土在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，除了專(zhuān)業(yè)水，電導(dǎo)管和集成檢測(cè)時(shí)，鋼的輪廓和內(nèi)部之間的碰撞和鋼筋預(yù)制之間的加強(qiáng)構(gòu)件需被嵌入和碰撞檢測(cè)焦點(diǎn)。BIM設(shè)計(jì)可以通過(guò)快速開(kāi)發(fā)生成碰撞檢測(cè)工作報(bào)告，并對(duì)revit模型進(jìn)行多學(xué)科聯(lián)動(dòng)修改，這點(diǎn)在傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)方法中是沒(méi)有的。與此同時(shí)，模擬安裝BIM在碰撞檢測(cè)結(jié)束后也是可以的。根據(jù)仿真研究和分析的結(jié)果，可以進(jìn)行對(duì)早期修改教學(xué)設(shè)計(jì)，減少施工管理階段的設(shè)計(jì)次數(shù)的變更，從而減少在施工作業(yè)上所消耗的時(shí)間[3]。

2.2 在施工管理過(guò)程中的應(yīng)用

2.2.1 材料監(jiān)管

運(yùn)用BIM這項(xiàng)技術(shù)，能夠發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的差異、預(yù)制構(gòu)件的歸類(lèi)求和、建筑材料的使用數(shù)量，以及現(xiàn)實(shí)使用情況的分析，并能夠?qū)⒉牧陷斎雽?shí)時(shí)調(diào)整計(jì)劃，還可以根據(jù)施工作業(yè)和需求估算預(yù)制量。在不同的階段，為庫(kù)存控制提供了基礎(chǔ)。通過(guò)將BIM技術(shù)與RFID智能識(shí)別信息技術(shù)這兩項(xiàng)技術(shù)相互結(jié)合，我們能夠?qū)?gòu)件的位置和進(jìn)度管理屬性添加到數(shù)據(jù)庫(kù)中，并鎖定每個(gè)構(gòu)件所在城市區(qū)域的地理位置和管理進(jìn)度控制狀態(tài)、精密預(yù)制構(gòu)件能否按計(jì)劃進(jìn)行、現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間、場(chǎng)地、資金占用等。

2.2.2 場(chǎng)地布置管理

裝配式建筑施工現(xiàn)場(chǎng)布局和建筑結(jié)構(gòu)原位之間有很大的區(qū)別，為滿足安裝，不減慢每天的工作生產(chǎn)，制造建筑工地需要堆放大量負(fù)荷。正因如此，在堆放位置的選擇上，往往就會(huì)變得尤為關(guān)鍵。在一個(gè)方面上，我們要考慮塔吊吊裝范圍和車(chē)輛運(yùn)輸發(fā)展規(guī)劃，避免或減少第二次進(jìn)行搬運(yùn);另一方面上，我們要考慮其他項(xiàng)目的施工技術(shù)環(huán)境，保證工人學(xué)生順利開(kāi)展工作。通過(guò)BIM技術(shù)，可以來(lái)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地布局的模擬，通過(guò)外推法合理規(guī)劃場(chǎng)地區(qū)域線路，可以對(duì)水電有針對(duì)性的布置，動(dòng)態(tài)優(yōu)化各功能區(qū)。

2.2.3 吊裝環(huán)節(jié)管理

眾所周知，BIM具有較強(qiáng)的模仿功能，在預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)施工中，合理應(yīng)用該技術(shù)的模擬性能，能夠?qū)Φ跹b環(huán)節(jié)實(shí)行提前預(yù)測(cè)和了解，明確掌握吊裝的具體流程，并對(duì)模擬吊裝中出現(xiàn)的問(wèn)題予以分析研究，然后制定合理管控措施，保證吊裝工程質(zhì)量。應(yīng)用BIM對(duì)吊裝施工進(jìn)行前瞻性分析，可以有效地減少吊裝作業(yè)中不利因素的影響，增大在吊裝作業(yè)時(shí)候的安全性，減少發(fā)生危險(xiǎn)及造成損失的形成[4]。

2.3 在后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)及拆卸階段的應(yīng)用

2.3.1 運(yùn)營(yíng)維護(hù)

使用BIM技術(shù)可以成功的實(shí)現(xiàn)裝配式建筑在使用壽命期的綠色運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理。通過(guò)運(yùn)用BIM技術(shù)，我們能夠記下數(shù)據(jù)和定位空間位置的信息。將鑲嵌在RFID芯片設(shè)備內(nèi)部中的預(yù)制構(gòu)件與BIM和RFID技術(shù)相結(jié)合，能夠?qū)⑹┕て髽I(yè)信息導(dǎo)入到資產(chǎn)管理控制系統(tǒng)，供建筑物監(jiān)控和使用。因?yàn)锽IM模型是高能耗選址的，操作和維護(hù)管理者可以分析處理數(shù)據(jù)過(guò)程中的能源消耗來(lái)盡可能快地解決BIM軟件準(zhǔn)確定位。

2.3.2 拆卸階段

由于社會(huì)的快速發(fā)展，裝配式工程中存在的拆卸問(wèn)題也是不可避免的。為了能夠提高拆卸效率，通常在拆卸過(guò)程中，我們?cè)谶M(jìn)行裝配工程的工作時(shí)候，會(huì)運(yùn)用到BIM技術(shù)，以此來(lái)減少時(shí)間上的損耗，它還可以減少項(xiàng)目拆遷對(duì)周?chē)撕徒ㄖ锏挠绊?。此外，一些可回收的資源可以通過(guò)采用BIM技術(shù)進(jìn)行拆解完成后，進(jìn)行第二次開(kāi)發(fā)和回收利用，這一點(diǎn)達(dá)到了環(huán)保節(jié)能的初衷，為企業(yè)節(jié)省了更多的資金成本。

3? 結(jié)語(yǔ)

如果說(shuō)能夠?qū)IM技術(shù)運(yùn)用到裝配式混凝土的結(jié)構(gòu)工程中去，不僅可以減少環(huán)境污染，而且能夠讓資源的優(yōu)化配置和充分利用的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，還可以通過(guò)指導(dǎo)建筑施工，讓裝配式建筑的施工質(zhì)量和效率變得更高。在今后的發(fā)展中，就要高效的將BIM技術(shù)應(yīng)用在設(shè)計(jì)管理、生產(chǎn)管理、施工管理、運(yùn)營(yíng)管理中，以此加強(qiáng)裝配式結(jié)構(gòu)工程的標(biāo)準(zhǔn)性、規(guī)范性，深入提升工程的建設(shè)質(zhì)量，促進(jìn)建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，為我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)全新的發(fā)展空間。

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