装配式建筑工程施工中BIM技术的运用
来源:用户上传
作者:丁晓舰
摘 要：装配式建筑是一种新型建筑，将此前需现场制备的各类结构和配件，以预制的方式进行制作，之后运输到建筑施工现场进行装配、建成。该类建筑优势明显，但对施工技术也具有特殊要求，这又使得BIM技术得到重视，BIM技术以大量信息数据为基础，可实现多重模拟，在装配式建筑施工过程管理中作用突出。本文主要针对装配式建筑工程施工中BIM技术的运用进行简要分析。
关键词：装配式;建筑工程;施工;BIM技术;运用
1 基本概念
1.1 装配式建筑
装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作好建筑用构件和配件（如楼板、墙板、楼梯、阳台等），运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。
装配式建筑主要包括预制装配式混凝土结构、钢结构、现代木结构建筑等，因为采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理、智能化应用，是现代工业化生产方式的代表。
1.2 BIM技术
BIM全称为建筑信息模型（BuildingInformationModeling），是在绘图软件的基础上结合三大学科（建筑学、工程学及土木工程学）的专业学科知识而衍化出的新工具，主要进行与建筑有关的电脑辅助设计。
BIM技术是一种应用于工程全寿命周期的数据化工具。运用数据对建筑建立三维信息模型，使工程施工人员对建设工程全过程进行掌握，对施工过程中容易出现质量问题的点进行提前控制，以便提升施工质量，降低施工成本，缩短工期。
2 BIM技术在装配式建筑中的应用优势
2.1 直观可复用
装配式建筑的建设、施工，对技术、信息要求均较高，如剪力墙规格、接缝处拼接方式、导力结构和承重结构的搭配等。借助BIM技术，可对工程项目方案进行收集，之后以收集所获参数为依托，建立可反复使用的信息模型，直观、客观的为建筑施工过程管理提供支持。如技术人员尝试了解装配式建筑应对风沙破坏的能力，进行墙体建设后，可应用已有模型，计算风力破坏的参数、代入模型中即可，根据模拟结果了解建筑围护结构是否需要加固、防风结构是否应予以优化等，对施工过程中的管理工作助力明显。即便一次模擬无法获取可靠结果，也可反复进行多次模拟，直到结果满意。
2.2 多元素模拟
多元素模拟，是指在进行装配式建筑施工过程管理时，结合具体需求，将若干动态参数、静态参数代入模型中，客观的评估建筑质量、改进需求，为后续施工活动和管理、监理活动提供支持。如某装配式建筑设计完成、核准技术和建设参数无误，进行施工阶段。施工过程中，甲方需要更改方案，提升建筑的保温能力，可将原有方案下的模型调查，代入材料保温参数、当地日照参数、冬季室外温度等等信息，在多个元素综合作用下，以甲方的明确要求作为约束条件，不断调整围护结构厚度、门窗大小等，直到建筑保温能力达标。依托BIM技术的可复用、多元素模拟功能完成装配式建筑施工过程中的高质量管理。
3 装配式建筑设计阶段BIM技术的应用
3.1 预制构件标准化设计
针对装配式建筑标准化设计，需要考虑建筑工业化标准统一。通过对多样化及个性化的建筑整体进行统一的模数标准化、构件标准化、节点连接标准化达成。在BIM技术为基础下进行标准化的设计和生产，以三维数字为表达方式，这样可以将建筑项目的实施对象作为数字化进行表达。采用BIM技术，设计后由预制工厂制作相关的建筑构件、节点，将这些物理和功能特性信息上传至云端，装配式建筑设计中的各专业设计人员能够快速地传递各自专业的设计信息，对设计方案进行“同步”修改。和施工、建设单位，进行讨论具体施工方案和功能需求的问题，在云端进行信息整合，形成各类预制构件的族库。随着云端各类型族库的丰富，将同类型的族库进行优化统一，尽可能减少同类构件的种类，从而促进形成统一的装配式建筑工業化标准。
3.2 提高设计效率，减少设计误差
应用BIM技术建立项目模型，可以使建筑工程师、结构工程师、设备工程师等专业人员在同一个平台上进行工作，通过沟通交流后可直接对项目模型进行对应的修改，从而达到优化设计方案的目的。在进行现场施工前，建设方和施工方也可对项目的功能和局部节点进行了解和修改。采用BIM的参数化设计可以将项目进行分解，针对特定的情况进行分析，能够自动生成各工程量清单和各材料清单等数据信息，减少了大量的统计时间。
利用可视化设计和施工技术相结合，提前把建设项目施工从开始到结束的过程进行可视化模拟分析，针对性的对部分吊装拼装节点进行节能分析、碰撞检查、管道冲突等项目优化，避免在实际施工过程中出现不利情况后才做出设计变更，从而提高设计效率、减少设计误差。例如在深化设计阶段不但要考虑预制构件质量和外观，也要考虑到出现孔洞、降板、管线预埋等的情况。
4 装配式建筑施工过程中BIM技术的应用
4.1 堆场管理、施工场地优化布局
基于BIM技术模拟性的特点，在项目执行前对施工场地进行分析，并对不同施工阶段、不同施工环境进行对比，提高场地的利用率，避免在堆放过程中产生二次搬运、材料损耗等。利用BIM技术的可视化优势，用模拟技术1：1模拟出真实的现场施工场景，通过对不同施工阶段的现场模拟，得出施工道路布置、机械设备摆放、材料位置的最优解，从而合理的进行规划和布置，避免出现场地浪费、运输通道拥堵等情况。
4.2 构件吊装方案模拟优化、3D模拟技术交底
BIM模型对于构件的展示更为直观，能将施工过程全面展现出来。特别是一些重点、难点施工环节，可在BIM技术平台上有针对性的3D动画演示，可以让施工人员对于构件吊装的全过程进行观测和判断是否满足规定和要求，也可以对班组工人进行施工前培训交底，避免在吊装过程中出现“错漏碰缺”。这样不但能够提高吊装施工现场管理的效率，提升了现场施工人员的业务水平，而且进一步规范了施工人员的实际操作，很大程度的减少了安全事故的发生。
4.3 施工进度管理
BIM模型中加入时间维度，用于施工进度管理。解决了以收集当前进度数据及施工经验调整进度计划，而对于调整后是否会存在其他问题的状况。基于BIM可视化动态模拟的特点，将资源配置、施工状态、劳动力需求等信息融合在一起，结合传统的横道图和网络图，对施工精度实行全方位细化的控制。并可以将信息共享，保证施工管理人员所做的决定可以立刻被执行，提高现场施工效率。
4.4 施工质量监管
将施工质量检查验收点与BIM模型中的信息元素相互关联，可以实现检查验收人员在工程质量检查验收时支持移动设备查看和录入待检查点的资料信息。通过关联对应的国家地方规范和IFC数据标准，可以解决在工程验收时施工质量的参考标准体系混乱的问题。施工方和监理方可以在同一个规范标准下各自查看、检查验收点，录入数据，系统可根据填写内容自动判断检查验收点是否符合要求，填写的原始记录和上传的照片将保存至云端数据库，自动生成对应的质量验收表，从而实现施工质量的监管。
例如“预埋螺栓外露长度”、“预埋件钢筋锚固板与混凝土面平面高差”项目，可通过量尺、水准仪、经纬仪等进行测量，对应观测点位进行录入信息，系统在与规范规定的允许偏差比较后进行判断，若不符合要求，将提示施工方整改并填写整改记录。
5 结束语
综上所述，装配式建筑施工过程管理中，BIM技术的应用价值理想，也具有高可行性。从优势上看，BIM技术直观、可复用，且能将多个元素作为参数之一进行模拟，满足装配式建筑建设要求。方法上看，需考虑装配式建筑施工过程管理需要，通过重点模拟、动态模拟、全周期内施工调整等方式，提升施工管理成效。
参考文献：
[1] 敬耀辉，杨丹萍，施航.装配式建筑工程施工中BIM技术的运用[J].黑龙江科学，2020（2）.
[2] 丛俊华.浅析BIM技术在装配式建筑中的应用[J].绿色环保建材，2019（12）.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15264442.htm
