陳倩倩

（江蘇省如皋第一中等專業(yè)學(xué)校）

1 引言

BIM 技術(shù)在預(yù)制裝配式住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，可為設(shè)計(jì)人員提供全面的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，幫助設(shè)計(jì)人員可視化解決設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，進(jìn)而提高設(shè)計(jì)方案合理性，為施工團(tuán)隊(duì)踐行綠色施工理念與提高施工質(zhì)效等提供方案指導(dǎo)。為強(qiáng)化BIM與預(yù)制裝配式住宅設(shè)計(jì)之間的融合，設(shè)計(jì)人員應(yīng)從設(shè)計(jì)需求入手，制定針對(duì)性的技術(shù)方案。

2 工程概況

以某住宅項(xiàng)目為例，建筑面積為35萬(wàn)m2,建筑采用裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)體系，實(shí)施工業(yè)化制造，要求預(yù)制率大于或等于30%，三板應(yīng)用比例大于或者等于60%。

3 BIM預(yù)制裝配式建筑與BIM傳統(tǒng)建筑區(qū)別

1）應(yīng)用優(yōu)勢(shì)側(cè)重點(diǎn)不同

與傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)方法相比，BIM 技術(shù)融入預(yù)制裝配式住宅設(shè)計(jì)中后，更傾向于提升建筑可視化程度。BIM 在預(yù)制裝配式建筑中的應(yīng)用，可提升設(shè)計(jì)工作智能化與規(guī)范化水平，直觀地展示設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，有利于設(shè)計(jì)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中的不足，制定針對(duì)性的整改方案。此外，通過(guò)BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)人員可將傳統(tǒng)的圖片、文字信息等以直觀的三維圖像形式呈現(xiàn)出來(lái)，體現(xiàn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。在可視化平臺(tái)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)人員或者建設(shè)人員可結(jié)合現(xiàn)實(shí)需要，實(shí)時(shí)調(diào)取項(xiàng)目周邊環(huán)境情況，如地基條件、地下管線或附近建筑物、機(jī)構(gòu)等信息，以此全面掌握施工現(xiàn)場(chǎng)情況，選擇出最佳的施工工藝，防止施工中出現(xiàn)不規(guī)范操作，將施工對(duì)周圍建筑物或者設(shè)施造成的損害降到最低。

而BIM 在傳統(tǒng)建筑中的應(yīng)用，重在體現(xiàn)協(xié)同性。從傳統(tǒng)建筑保護(hù)與利用建設(shè)實(shí)踐來(lái)看，傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)圖紙與基礎(chǔ)資料存在不同程度缺失，或者局部建筑出現(xiàn)形變或者破壞等問(wèn)題。引入BIM 技術(shù)后，可將實(shí)地測(cè)繪調(diào)查作為新型模型構(gòu)建的重要環(huán)節(jié)，依托詳細(xì)的建筑信息合理應(yīng)用BIM 技術(shù)。而建筑信息采集方式多體現(xiàn)為常規(guī)人工測(cè)量+二維CAD、無(wú)人機(jī)成像、三維掃描、攝影測(cè)量等，而融合應(yīng)用三維激光掃描與BIM 技術(shù)，有利于進(jìn)一步彰顯BIM協(xié)同性。

2）BIM預(yù)制裝配式建筑施工管理具有便捷性

以此次研究的工程項(xiàng)目而言，預(yù)制裝配式設(shè)計(jì)重在突出高耐久性以及低成本性。因裝飾與安裝內(nèi)容眾多，為便于實(shí)現(xiàn)既定的預(yù)制裝配式施工目標(biāo)，特引入BIM 設(shè)計(jì)平臺(tái)，提高預(yù)制裝配式住宅建筑設(shè)計(jì)與施工一體化水平，為建筑施工管理提供了便捷性。

如策劃階段，融合應(yīng)用BIM、GIS 與無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，構(gòu)建BIM模型，有效評(píng)估建設(shè)區(qū)域構(gòu)件生產(chǎn)與施工裝配能力，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸情況或者吊裝條件等，合理規(guī)劃交通運(yùn)輸流線，便于施工順利進(jìn)行。在施工圖初步設(shè)計(jì)階段，依托BIM 平臺(tái)強(qiáng)化相關(guān)數(shù)據(jù)互通互聯(lián)有效，進(jìn)行預(yù)制裝配率指標(biāo)統(tǒng)計(jì)、預(yù)制構(gòu)件拆分、設(shè)備管線預(yù)留預(yù)埋以及成本評(píng)估等工作。此外，運(yùn)用BIM 平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了減少單體預(yù)制疊合板、剪力墻、預(yù)制空調(diào)板規(guī)格以及有效節(jié)約建設(shè)成本目標(biāo)。

4 BIM 技術(shù)在預(yù)制裝配式住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用路徑

4.1 創(chuàng)建預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)庫(kù)

信息技術(shù)快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等現(xiàn)代化信息技術(shù)在各行業(yè)中得到了較為廣泛地應(yīng)用。將兩項(xiàng)技術(shù)與BIM技術(shù)相融合，可構(gòu)建起B(yǎng)IM建筑預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)庫(kù)。在數(shù)據(jù)庫(kù)中，存儲(chǔ)著大量的裝備建筑設(shè)計(jì)資料、預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)等。設(shè)計(jì)人員可結(jié)合設(shè)計(jì)需求，及時(shí)獲取、整合、分析與處理所需的數(shù)據(jù)資料，進(jìn)而推動(dòng)設(shè)計(jì)工作順利進(jìn)行。具體可從以下幾個(gè)步驟入手，創(chuàng)建預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)庫(kù)[3]。

1）做好數(shù)據(jù)分類

在建設(shè)實(shí)踐中，并不能將裝配式預(yù)制構(gòu)件應(yīng)用到所有的建筑結(jié)構(gòu)體系中[1]。因此，設(shè)計(jì)單位需以精細(xì)化設(shè)計(jì)理念為支撐，有效構(gòu)建預(yù)制構(gòu)件數(shù)據(jù)庫(kù)。從建筑結(jié)構(gòu)體系入手細(xì)化預(yù)制構(gòu)件，確保選擇的預(yù)制構(gòu)件符合建筑結(jié)構(gòu)建設(shè)需要。如，設(shè)計(jì)單位可將裝配式混凝土細(xì)分為裝配整體式框架混凝土結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)與整體式框架，并結(jié)合模數(shù)選擇構(gòu)件。

2）創(chuàng)建信息

單位需將入庫(kù)后的每個(gè)預(yù)制構(gòu)件編碼、幾何信息與非幾何信息等錄入數(shù)據(jù)庫(kù)。構(gòu)建編碼可提升構(gòu)件庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)性，主要包括預(yù)制構(gòu)件尺寸，其在建筑結(jié)構(gòu)中的定位等。幾何與非幾何信息包括了預(yù)制構(gòu)件材質(zhì)說(shuō)明、載荷說(shuō)明與安裝說(shuō)明等。

3）審核入庫(kù)

專業(yè)審核人員須核對(duì)預(yù)制構(gòu)件信息的精準(zhǔn)性，數(shù)據(jù)無(wú)誤后方可被上傳至預(yù)制構(gòu)件數(shù)據(jù)庫(kù)。與此同時(shí)，工作人員需審核構(gòu)件編碼、構(gòu)件信息是否與構(gòu)件相契合。

4）實(shí)現(xiàn)管理

設(shè)計(jì)人員有效發(fā)揮預(yù)制構(gòu)件數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能，方可全面賦能BIM技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的價(jià)值。在預(yù)制構(gòu)件審核入庫(kù)后，應(yīng)合理劃分業(yè)主、施工方、構(gòu)件生產(chǎn)方等不同建設(shè)參與主體的數(shù)據(jù)庫(kù)使用權(quán)，并享有查看數(shù)據(jù)權(quán)利。而設(shè)計(jì)單位則享有數(shù)據(jù)庫(kù)管理權(quán)，既有權(quán)限查看數(shù)據(jù)信息，亦可刪除、上傳、修改或調(diào)取數(shù)據(jù)信息。

4.2 協(xié)同設(shè)計(jì)

協(xié)同設(shè)計(jì)方法的集成性較強(qiáng)，設(shè)計(jì)單位可以計(jì)算機(jī)技術(shù)為支撐，并憑借相應(yīng)的協(xié)調(diào)機(jī)制共同協(xié)作完成裝配式建筑設(shè)計(jì)工作。在BIM技術(shù)的協(xié)同作用下，不同設(shè)計(jì)單位可在遵循統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，在同一BIM 平臺(tái)從事設(shè)計(jì)活動(dòng)。此外，在各設(shè)計(jì)單位可互通有無(wú)，共享裝配式建筑信息與設(shè)計(jì)成果[4]。

4.3 優(yōu)化住宅設(shè)計(jì)方案

統(tǒng)籌優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件是提升住宅設(shè)計(jì)方案合理性的重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)單位需認(rèn)真遵循設(shè)計(jì)規(guī)范，同時(shí)需做好以下幾項(xiàng)工作。

4.3.1 全面掌握預(yù)制構(gòu)件類型、尺寸與重量

1）構(gòu)件類型

在裝備式建筑住宅項(xiàng)目中，各建設(shè)參與主體需全面剖析設(shè)計(jì)方案、明晰構(gòu)件類型，判斷構(gòu)件是否滿足住宅建設(shè)需要。預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠家需綜合考量構(gòu)件生產(chǎn)進(jìn)度、模具周轉(zhuǎn)情況、原材料供應(yīng)情況等，確保能及時(shí)向建筑單位供應(yīng)預(yù)制構(gòu)件；運(yùn)輸單位則需綜合分析預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸成本、車輛運(yùn)載能力等，力爭(zhēng)在最短時(shí)間內(nèi)將預(yù)制構(gòu)件運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)；裝配施工單位應(yīng)綜合考量預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)時(shí)間、運(yùn)輸時(shí)間，合理安排工程施工進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件供應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)施工的緊密銜接。

2）合理把控構(gòu)件尺寸

預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)方可結(jié)合BIM 構(gòu)件數(shù)據(jù)庫(kù)與模型，確定每個(gè)構(gòu)件的尺寸，并綜合考慮工廠模臺(tái)尺寸、場(chǎng)地尺寸、可周轉(zhuǎn)性等因素，全面評(píng)估預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)方案的切實(shí)可行性[2]。運(yùn)輸方則需結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)道路限寬限高情況，有效評(píng)估預(yù)制構(gòu)件方案可行性。

3）明晰構(gòu)件重量

裝配施工方則應(yīng)從施工起吊設(shè)備承載能力入手，評(píng)判構(gòu)件是否可滿足裝配施工需要。

4.3.2 合理設(shè)置節(jié)點(diǎn)連接與預(yù)埋

為提高BIM 預(yù)制裝配式建筑設(shè)計(jì)模型合理性，各方參建主體應(yīng)全面融入預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)檢查階段，查看構(gòu)件節(jié)點(diǎn)連接方式是否合理，確保構(gòu)件成為完整的裝配式結(jié)構(gòu)，且需做好各個(gè)構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)的預(yù)留預(yù)埋施工處理。在預(yù)制裝配式建筑施工中，構(gòu)件吊裝離不開預(yù)埋吊點(diǎn)支持[3]。各參與主體需全面整合建筑施工中的工作內(nèi)容，及時(shí)將發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題反饋給設(shè)計(jì)單位，制定設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，確保節(jié)點(diǎn)連接與預(yù)埋的科學(xué)合理性。

4.3.3 實(shí)施空間碰撞實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)單位與施工單位可結(jié)合施工需要，協(xié)同或者單獨(dú)將BIM 裝配式建筑模型導(dǎo)入Navisworks 中進(jìn)行空間碰撞試驗(yàn)。各參建主體可結(jié)合模型中顯示的信息確定碰撞次數(shù)與碰撞位置，將構(gòu)件裝配施工中潛在的碰撞問(wèn)題找尋出來(lái)，并優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，降低后續(xù)裝配施工中的碰撞發(fā)生概率。

4.4 實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)節(jié)能發(fā)展

施工現(xiàn)場(chǎng)管理是預(yù)制裝配式住宅施工的重要工作內(nèi)容，管理水平直接影響到住宅工程施工質(zhì)量與效率。因現(xiàn)場(chǎng)施工內(nèi)容繁雜，加大了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管難度，此時(shí)傳統(tǒng)的管理模式儼然滿足不了全面的施工管控需求。將BIM 技術(shù)融入現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管工作后，可拓寬管理路徑，確保施工現(xiàn)場(chǎng)管理工作有序性。以BIM 技術(shù)為支撐進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工材料、施工設(shè)備管理等，可幫助施工團(tuán)隊(duì)動(dòng)態(tài)化管控材料與設(shè)備使用情況。此外，施工團(tuán)隊(duì)可應(yīng)用BIM技術(shù)導(dǎo)入建筑現(xiàn)場(chǎng)、建筑單體、場(chǎng)地與設(shè)備等信息，以此動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)各個(gè)施工環(huán)節(jié)，直觀地展示建筑整體情況，為工作人員實(shí)時(shí)獲取施工現(xiàn)場(chǎng)信息提供便利。施工管理人員可結(jié)合掌握的數(shù)據(jù)信息判斷施工中潛在的問(wèn)題，制定針對(duì)性的防控方案，從整體上提高施工現(xiàn)場(chǎng)管理成效，推動(dòng)預(yù)制裝配式建設(shè)工作有序開展。

4.5 合理管控建筑成本

在預(yù)制裝配式住宅建筑施工階段，施工團(tuán)隊(duì)可借助BIM 技術(shù)有效統(tǒng)計(jì)施工階段的工程量，實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)資源的優(yōu)化配置[4]。此外，施工團(tuán)隊(duì)可結(jié)合工程建設(shè)目標(biāo)，合理編制施工材料、機(jī)械設(shè)備使用方案，有效調(diào)整施工人數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工準(zhǔn)備、施工過(guò)程以及竣工結(jié)算、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等各個(gè)階段的成本管控，達(dá)到降低資源損耗與節(jié)省人力、物力、財(cái)力的目的。此外，BIM技術(shù)具有參數(shù)化屬性，在施工階段，可通過(guò)BIM設(shè)計(jì)處理施工設(shè)計(jì)變更問(wèn)題。在對(duì)施工階段進(jìn)行成本管控時(shí)，需強(qiáng)化各部門專業(yè)間的協(xié)作與溝通，商討出最佳的成本控制方案。BIM 技術(shù)具有協(xié)調(diào)性，為各個(gè)部門及人員互通互聯(lián)提供便利，規(guī)避了成本信息孤島問(wèn)題，保障了施工階段成本控制的有效性與全面性，有效管控住宅建筑建設(shè)成本，助力建筑建設(shè)朝著綠色化方向發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，憑借BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可構(gòu)建預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)庫(kù)，為設(shè)計(jì)工作順利進(jìn)行提供數(shù)據(jù)支撐。在技術(shù)協(xié)同作用下，各設(shè)計(jì)主體間互通互聯(lián)，從整體上提高設(shè)計(jì)方案的可適用性與合理性。此外，BIM技術(shù)在優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管與建筑成本管控等方面亦發(fā)揮著重要作用，為后續(xù)工程建設(shè)順利進(jìn)行提供切實(shí)可行的方案指導(dǎo)。