BIM技术在大型工业厂房工程建设中的应用探讨

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　　摘  要：大型工业厂房工程中钢结构的建筑施工，可以利用BIM技术，对厂房内部复杂空间的施工、施工构件尺寸精度，以及施工进度、资源使用情况进行设计与控制，以保证厂房建设项目在预定工期内的完工。该文主要将BIM建筑结构、物件导向的建模技术，应用到大型工业厂房三维模型的建设中，以提高大型工程建筑施工的信息集成化水平。
　　关键词：BIM技术  大型工业厂房  工程建设  应用
　　中图分类号：TU318    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）11（c）-0056-02
　　随着我国大型工业建筑的不断建设，工业厂房在空间布局、建筑物件装配方面，也开始向大型化、精密化与复杂化的方向发展。如何在满足大型厂房基本施工项目进展的情况下，提高工程建筑的装配协调性、精密性与安全性，成为大型工业厂房混凝土建设面临的主要难题。通过三维可视化建筑模型的设计和交底，能够推动项目各参与方之间的协同作业，并保证工业厂房施工建设的质量。
　　1  BIM技术的内容概述及其主要特征
　　1.1 BIM技术的主要内容概述
　　BIM技术最早是由Autodesk公司提出的建筑设计、施工技术，其能够通过建筑三维模型、信息数据库、施工单位及施工流程的设计与构建，来有效提高建筑工程的施工效率、信息集成化程度，降低大型建筑工程的施工成本。现阶段我国大型工业施工中，所使用到的BIM技术，通常包含revit建筑软件、bentley工程软件、ArchiCAD施工流程软件等，不同软件分别用于民用建筑、大型工业建筑、基础设施建筑的施工中，且已在全球范围内得到广泛的应用与认可。
　　1.2 BIM技术在工业建筑施工中应用的特征
　　在大型工业建筑施工中，利用BIM技术开展工程结构、建筑施工资源、施工流程的组织与设计，主要具有以下几方面特征。
　　（1）建筑结构的可视化。BIM技术相比于传统“图纸化”的建筑设计，其有着更加立体结构、更加生动真实的构件造型，不同建筑构件之间的连接也更加自然与真实。同时建筑设计与施工人员，可以通过鼠标或触屏操作，与三维立体实物建筑展开互动，可视化页面中能够显示整个建筑的具体数据信息，以便于项目设计与施工人员的进一步决策。
　　（2）推动建筑项目设计与建设主体的协调。工业项目建设中不同建筑结构设计、建设主体之间的协调，决定着项目能否在短时间内高效率、高质量地完工。比如，在工业厂房内墙ALC板安装、梁体结构构件安装、管道铺设等环节，由于不同施工人员只是按照自身绘制的施工图纸，进行建筑中不同环节的施工建设，这就有可能带来管线布置、灯光照明线路走向，与工业建筑墙体、梁体结构存在冲突的问题。而BIM建筑模型、项目施工规划等的应用，就能够妥善解决项目建设主体、建筑内容之间的流程协调难题，并保证大型工业建筑照明、排水、防火防尘等内容的布置与协调。
　　（3）对工业建筑后续运营维护的模拟与优化。多种BIM技术在建筑施工中的应用，不仅能够模拟出建筑物的整个架构模型，还可以对建筑完工后的光照与节能、紧急安全疏散等环节进行模拟。通过4D模型中建筑物剖面的切割，项目设计与建筑施工人员，能够得到建筑物的物理、化学、构建联结规则等信息，来帮助建筑物施工人员对多种配套设施做出优化。
　　2  BIM技术在大型工业厂房工程建设中的应用
　　2.1 Revit软件在厂房建筑模型碰撞检查中的应用
　　大型工业厂房工程的建筑施工前，可以借助于revit建筑软件，对整个建筑施工结构模型进行碰撞检查。碰撞检查主要围绕建设项目的模型、建筑构件图形元素，进行墙体、梁体框架、结构柱、栏杆扶手等图元元素的碰撞检查。之后通过运行Navisworks软件的碰撞对象检测功能，查找碰撞报告中存在的碰撞构件ID号，并导出碰撞报告，发现建筑施工可能存在的真实尺寸构件、施工环节的差错问题，然后进行施工图纸的核对与修改处理。
　　2.2 BIM技术在厂房钢结构、内墙（ALC板）中的深化应用
　　一般大型工业厂房的主体构架为钢结构，预制钢构件在零件尺寸设计、零件装配过程中，存在着安装节点复杂、节点连接与质量控制困难，以及预制构件与现有设计图纸不匹配的问题，以至于影响工业厂房建筑的施工精确度。因此利用Tekla structures钢结构详图设计软件，构建混凝土梁柱、其他杆件节点互相连接的三维模型，对建筑中不同构件的尺寸精度、安装位置、安装定位坐标进行测量与控制，可以有效解决钢结构构件预制生产、安装的规范设计及定位问题。
　　同时在工厂厂房内墙施工中，通常采用ALC板墙体材料进行墙内照明通风、给排水、电器、消防等管线的设计，然后将钢结构柱体预制进ALC板，来保证ALC板材的标准高度、平整度与安装精度。之后针对厂房建筑内多种管线、门窗建筑模型，运用BIM技术展开ALC板材的参数化建模与留孔，包括门窗留孔、钢结构构件留孔、机电留孔等，尽可能保证ALC板留孔与设计图纸的一致性。特别对于ALC板导入钢结构构件、机电模型的情况，要根据机电管线排布，进行ALC板三维模型的剪切与孔洞预留，并利用BIM技术的可视化模型，对钢结构导向角进行精度调整、安装与焊接，从而提高大型工业厂房建筑施工的安装精度、工作效率。
　　2.3 BIM技术在工业厂房工程建筑施工中的应用
　　在完成厂房建筑三维结构、建筑构件的设计后，需要依托BIM技术进行施工方案的交底，包括施工流程交底、技术交底等。大型工業厂房项目设计部门，可以将施工流程制作成网页，由施工人员使用手机扫描二维码，来查看施工建筑的三维结构视频，指导施工人员开展厂房中各功能区的布置。之后利用无人机+BIM技术的方式，对厂房倾斜程度、场地平面布置情况做出测量与安排，对施工加工棚、塔吊等器械设备进行合理规划，选择恰当施工工艺、土石方堆场方式，来完成施工用地的紧凑安排与布置，以实现施工流程平稳有序、施工质量满足招标要求。
　　2.4 BIM技术在工业厂房建筑运营维护中的应用
　　大型工业厂房建筑建设中的运营、维护，主要包括建筑构件检查、修复，以及厂房建筑使用环境的模拟仿真。通过利用revit建筑软件、bentley工程软件等，可以完成工业施工整个生命周期的仿真模拟，包括建筑主体结构、部分零件在使用过程中，随着时间而不断出现损耗、腐蚀等变化情况，并提出较为全面客观的建筑构件维护、管理方案。而对于工业厂房建筑质量安全的模拟，则使用Pathfinder应急疏散仿真工程软件、VR虚拟现实技术，进行大型工业厂房环境的全景搭建，对建筑出现施工故障、倒塌等紧急状况，做出力学模拟与逃生规划，设置正确与合理的生命安全逃生路线，来减少后期建筑使用、维护所带来的安全问题。
　　3  结语
　　BIM技术在大型工业厂房建筑施工中的应用，主要通过三维建筑模型搭建，以及工程构件连接、施工流程的模拟，对传统单一化“图纸”建筑施工模式进行改革。利用revit、bentley及ArchiCAD建筑施工软件，可以搭建起可视化的三维立体建筑模型，对厂房建筑的多种施工构件参数进行协调与优化，并强化建筑项目设计部门、建设主体之间的沟通与衔接，以实现厂房施工中不同工序更加合理、工程建设的精度更高。
　　参考文献
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　　[2] 郑华海，刘匀，李元齐.BIM技术研究与应用现状[J].结构工程师，2015（4）：233-234.
　　[3] 周春波.BIM技术在建筑施工中的应用研究[J].青岛理工大学学报，2013（1）：51-54.
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