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基于工程总承包背景的BIM技术在装配式建筑工程应用分析

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  【摘 要】BIM技术和装配式建筑进行有效的结合是未来建筑行业发展的趋势,当前我国装配式建筑还处于初始阶段,需要解决的问题很多。因此要对装配式建筑工程中应用BIM的情况进行分析,与传统建筑相比较,装配式建筑无疑更具有优势,其对在工程总承包背景下BIM技术在装配式建筑的设计、生产和装配施工方面的应用价值进行研究,为装配式建筑的发展提供依据。
  【关键词】BIM技术;装配式建筑工程;工程总承包背景
  中图分类号: TU17;TU71 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2019)22-0199-002
  DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.22.092
  近些年来,人们对于绿色建筑的重视程度逐渐提升,而装配式建筑由于其节能、机械化程度高等优势逐渐受到了青睐。而建筑信息模型(BIM)由于其自身的功能优势,在装配式建筑当中进行应用的作用明显,促进了建筑工业化的发展[1]。但是当前基于BIM项目通过工程总承包模式的应用比较少,因此需要对其进行研究和分析。
  1 装配式建筑和传统建筑的差别
  1.1 发包方式差异明顯
  我国工程承发包模式涵盖的内容比较多,分别为联合体、CM模式、平行、设计施工承发包。一般来说,传统的建筑行业会选择平行承包的模式,但是设计和施工会存在脱节的情况,由于产生变更,责任归属并不明确,因此工程并不顺利。政府为了保证装配式建筑的发展和进步,通常会实施工程总承包模式,总承包企业对各个环节和专业之间的衔接和沟通工作进行统筹,更好解决设计和施工脱节的问题[2]。
  1.2 增加参与主体
  相比于传统建筑,生产企业加入到建造过程当中,预制构件的质量和效益受到的影响因素比较多,包括预制构件模具的设计是否高精度、高生产率等,其对装配式建筑的安全性和整体性具有决定性作用,因此其十分重要。工厂将构配件生产出以后,物流运输公司需要负责运输的工作,需要根据实际设计出合理的计划和线路,保证能够满足实际的需求。
  1.3 设计要求差异
  传统建筑在初步的设计时只需要满足甲方的条件和要求,施工图设计包括建筑、结构和节点大样图设计[3]。装配式建筑非常依赖优良的预制率与功能性,因此必须采用标准化设计以使不同结构实现完美契合。装配式建筑的设计包含了众多内容,有参数化、原始图纸、拆分、模具等,这表明在设计初就需要向整个过程延伸,需要完整的标准化设计体系。
  1.4 施工方式差异
  传统建筑中,其主体结构通常为钢筋混凝土,在施工现场开展支模和绑扎以及养护工作。装配式建筑组成的主体结构大部分构建都需要批量预制,制作构件完成以后运输到施工的现场,借助吊装设备快速拼装,与主体结构进行配合同时开展施工。
  2 工程总承包模式下BIM技术应用的有效方式
  2.1 工程总承包模式下BIM技术的必要性
  采用工程总承包模式,能够使承包商的技术优势得以充分发挥,有效利用管理经验。在设计的过程当中需要分析生产工艺、施工工艺等,保持设计图自身具有高度的操作性,确保不同环节之间实现联动,从而构建高效优质的管理体系[4]。就目前的模式而言,设计方案是否经济实用并非由设计单位决定,因此设计单位更多会分析设计方案的安全性,因此设计出来的方案比较保守还会造成一定的浪费。总承包模式下,合同的总价会固定,这种制度驱动必须对组织施工进行优化,降低总造价才能够获取更高的利润。从设计方面来说,从方案、施工图到深化设计中都会提供专业化的服务。会构建需要的专业模型检测冲突等。在生产构件时,对设备配置进行完善,提升自动化的程度[5]。在进行装修时要保持机电装修具有一体化,这样整体才会规范。对建筑材料进行最大价值对利用,保证工程的美观。一般来说,传统的模式会将施工和设计分裂开来,针对不同的阶段所需的BIM软件也存在一定区别,如果自身缺乏足够的协同能力,那么不同阶段的相关数据就无法完成接轨,而这会严重影响信息化技术的发挥在那。总承包单位应在工程设计之初就建立起对应的BIM模型,从而方便之后各阶段设计中数据的导入,保证BIM模型数据具有准确性和唯一性,保证信息的集成。为了能够匹配装配式的发展和进步,需要施工企业具备一定的资质,并且积极组织成立工程总承包联合体,和工程规模需要的资源匹配,达到承担财务风险的能力要求,构建有效可行的组织机构,通过BIM技术实现施工等不同阶段信息等共享。通过BIM技术实现建筑过程当中设计、施工等各个阶段等信息共享。建设单位在项目发包时要先挑选总承包单位,根据实际全程监督管理项目。
  2.2 设计阶段BIM技术的有效应用
  通过BIM能够对设计和协同设计进行优化,自动拆分阳台板、楼梁等结构部件,通过BIM软件的参数化功能对各类预制构建的标准化族库进行有效构建,之后优化同类型“族”,形成标准和尺寸,随着构建数量、种类、规格的增多,提升设计的效率和质量。首先对结构自动拆分标准进行明确,建立预制构件库房,对编号、厚度和重量等信息进行统一管理;其次按照节点的标准化,对BIM的总体结构作出技术拆分,将其中相对复杂的T型和L型构件进行检查,并实现设计优化;最后按照建筑的施工结构图,通过BIM系统进行楼层结构标高,并计算剪力墙数据和楼板的厚度数据等,最终形成三维模型。
  2.3 构件生产阶段的应用
  经BIM三维模型设计后,通过信息化技术展现预制构件,而对构件图纸的加工则需要通过BIM系统实现,并在其中生成构件的平面图、剖面图与立体图,根据不同类别的格式将数据以文件的形式转化并输出,通过数控机床建立生产管理信息系统,加强与预制工厂的协同和对接[6]。
  2.4 施工阶段的应用
  施工单位可以将BIM模型和进度计划建立有效关联,在4D模型当中整合时间和空间信息,对于预制构件的吊装过程,应优化空间操作方案,并调试设备管线方案,提前向施工单位告知是否安排合理以及工序是否正确,根据设计单位的意见进行调整,保证施工的质量。在BIM软件中构建场地的三维模型,并使施工相关的各机械以动态的形式展现出来,使得BIM模型与施工活动建立高效的联系,从而满足工序与空间要求。基于BIM可视化对钢筋和管线节点进行碰撞检查。现场项目部要结合施工的具体情况关注并模拟关键的工序,与现场人员进行深入的交流,提升工人对于建筑环境和施工器械的熟悉程度。
  3 结束语
  装配式建筑是一种绿色、低碳和节能型建筑,是建筑业发展的趋势。相较于传统建筑方式,其在生产方式、建造模式上有明显的差异,因此根据BIM融入信息化技术,联合和施工、设计等单位实施总承包模式,这样才能够将BIM技术的优势和价值充分发挥出来。但是如何将BIM技术推动装配式建筑实现信息化的创新应用,还需要寻找更多资料和案例进行深入的分析和研究。
  【参考文献】
  [1]徐照,占鑫奎,张星等.BIM技术在装配式建筑预制构件生产阶段的应用[J].图学学报,2018,39(6):1148-1155.
  [2]薛茹,王新渊,史科等.基于建筑信息建模技术的装配式建筑施工问题及对策分析[J].工业建筑,2018,48(11):207-210.
  [3]张佳盛,钟佳,许斌等.装配式建筑工程中BIM与RFID技术集成与改进的研究应用[J].施工技术,2019,48(6):11-15.
  [4]任志涛,郭林林,郝文静等.基于BIM的装配式建筑项目集成管理模型研究[J].建筑经济,2018,39(9):27-30.
  [5]曹新颖,鲁晓书,王钰等.基于BIM-RFID的装配式建筑构件生产质量管理[J].土木工程与管理学报,2018,35(4):102-106,111.
  [6]齐贺,孙佳琦,王楠等.BIM与RFID技术用于装配式建筑项目的施工管理研究[J].施工技术,2018,47(7):4-6.
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