長期以來,我國建筑行業(yè)一直采用傳統(tǒng)的設計和施工方法。由于裝配式技術在我國發(fā)展不成熟、采用裝配式會使得人員需求減少,國家在就業(yè)問題及技術缺陷雙重壓力下采用了現(xiàn)澆式。目前隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展,裝配式技術日益成熟,同時我國人口紅利正在減少,勞動年齡人口的銳減,國家下定決心推廣裝配式建筑。裝配式建筑正是在這一趨勢下逐漸得到了業(yè)界的認同及重視,F(xiàn)今,建筑工業(yè)化是未來建筑發(fā)展的新趨勢。裝配式建筑是利用已制作完成的預制構件,運輸?shù)浆F(xiàn)場進行連接組裝而建成的新型建筑。既環(huán)保節(jié)能又能夠減少人工成本。在施工過程中避免了傳統(tǒng)建筑施工模式中的揚塵、交叉污染及日益嚴重的霧霾污染問題。同時還能大大提高生產效率,節(jié)約人力資源,縮短生產周期。在大力推動裝配式建筑施工的同時,BIM技術發(fā)展逐步體系化,為保證裝配式建筑技術的成熟應用,充分與BIM技術結合是一條必經之路。BIM是一種數(shù)字信息應用,可以用于建筑項目的設計階段、施工階段、管理階段。在設計階段利用BIM技術構建模型能夠對項目進行施工模擬,在設計階段進行碰撞檢測等,有效減少設計錯誤,為項目施工建設從設計階段到后期運營提供技術支撐,為項目參建各方提供基于BIM的協(xié)同平臺,有效提升協(xié)同合作效率。
BIM技術在裝配式建筑前期的技術應用
裝配式標準化族庫的建立將BIM技術應用于裝配式建筑,可以融合兩者優(yōu)勢。裝配式建筑結構模型能夠依靠BIM技術高效實現(xiàn),建立裝配式標準化“族”庫能夠大大提高建模效率,并且軟件中自帶的碰撞校核管理器可以對模型進行碰撞信息檢查,避免預制結構的連接區(qū)域鋼筋密集交錯出現(xiàn)碰撞。由于BIMStructure技術在構建結構模型時不能滿足預制混凝土深化設計要求,所以在建模過程中我們可以應用到TeklaStructure軟件。先利用revit建立各種構件族,然后在TeklaStructure中開發(fā)參數(shù)化節(jié)點進行配筋。在建模過程中將相關構件做成參數(shù)化構件,形成標準化的構件庫。應用BIM技術的裝配式構件生產裝配式周期中一項重要環(huán)節(jié)就是裝配式建筑的構件生產階段,是過渡工程項目設計和施工的重要階段。在傳統(tǒng)構件生產過程中,普遍都是設計單位向構件生產廠家提供各構件詳細圖紙,構件生產廠家通過二維圖紙上所提供的信息進行人工讀取收集,這種方式難免出現(xiàn)因為圖紙讀取錯誤而導致構件數(shù)據(jù)錯誤的情況,使得設計施工無法按期開展。如果將BIM技術應用于裝配式構件生產過程,則可以將構件模型信息直接傳輸給構件生產廠家,所有產品所需要的尺寸、材料、預制構件的鋼筋水泥等參數(shù)信息都能夠通過BIM軟件直觀的表達給構件生產廠家,所有設計單位提供的設計數(shù)據(jù)和參數(shù)都可以通過條形碼的形式直接轉換為加工參數(shù),在構件生產階段運用BIM技術能夠完全實現(xiàn)設計信息與生產系統(tǒng)的直觀對接,避免構件的生產錯誤、提高預制構件生產的自動化程度和生產效率。預拼裝檢驗擬生產構件使用3D打印技術試制可以保證施工進度和質量,通過進行預拼裝模擬預制構件拼裝,在模擬拼裝過程中可以改進工程項目施工過程中的不足,調節(jié)施工進度,最重要的是可以通過預拼裝制作的建筑模型對工程項目的設計方案的合理性進行驗證。
BIM技術在裝配式建筑施工過程中的技術應用
BIM應用于裝配式建筑施工過程模擬在實際工程中,能夠通過軟件的施工模擬技術,演示出施工工程中可能存在的缺陷,便于及時調整施工方案,避免施工事故,減少資源浪費。比如在吊裝預制裝配式建筑構件時,在構件現(xiàn)場吊裝管理方面也可以利用BIM軟件,以通過在施工計劃中寫入構件屬性的方式來構建管理模型,結合吊裝方案來模擬施工。明確制定施工方案之后,工作人員就能夠通過平板手持設備對工程項目全程施工進行輔助管理。在模擬施工中,塔吊的工作范圍和整個工地各運輸路線的計劃都要考慮,以及各施工環(huán)節(jié)的銜接配合都應在設計階段提前計劃完善,以此保證各構件的裝配質量。在模擬施工過程中,要綜合施工現(xiàn)場場地模型、施工項目結構模型和施工計劃等內容,通過BIM軟件制作具備時間節(jié)點按施工計劃順序銜接各施工階段的模擬動畫,能將項目施工過程更加直觀的表達出來。BIM應用于裝配式建筑材料管理BIM技術可以對材料管理方面做出完善和改進。在裝配式建筑預制構件生產過程中,預制構件生產場地現(xiàn)場會堆積許多材料及構件,這時候對預制構件進行分類生產和存儲會耗費極大人工財力資源,并且極其容易出現(xiàn)問題。將BIM技術應用于材料生產以及運輸中,則能夠實現(xiàn)對施工現(xiàn)場場地的準確模擬。通過對工程項目實際情況的了解,對施工各階段所需構件數(shù)量進行提前準備,防止施工現(xiàn)場材料出現(xiàn)短缺或堆積過量的情況。驗收工作者依據(jù)電子信息表對構建信息進行采集,有效提高驗收的工作效率。在實際施工時,如果施工進度發(fā)生變動,驗收工作者要依據(jù)材料進廠計劃對實際材料進場情況進行靈活安排,確認工作區(qū)域的構件數(shù)量符合要求。待施工完畢后,利用BIM軟件對構件和材料的實際消耗情況進行記錄整理,并且對比分析各項構件材料的計劃用量和實際用量,為后續(xù)施工管理的材料管控做好準備。BIM應用于裝配式建筑碰撞檢測碰撞檢測就是應用BIM軟件對項目設計階段的各項管線布置碰撞進行檢查。對建筑項目設計圖紙范圍內的管線布設與建筑、結構平面布置和豎向高程相協(xié)調的三維協(xié)同設計工作進行完善,為防止實際工程中各構件存在空間沖突,最大程度的減少碰撞,在設計階段做好碰撞檢測能夠防止錯誤的設計方案應用于施工階段,給項目工程帶來不必要的損失。利用BIM技術制定設備管線協(xié)調方案,相比于傳統(tǒng)方案工作效率得到了極大提高,極大程度地減少設計失誤,提高了不同專業(yè)間的協(xié)作水平。理論上將BIM技術應用于工程項目碰撞檢測能夠最大程度的提高工程項目設計效率,但實際上,BIM技術還未在碰撞檢測的實際應用中得到充分實踐。使用BIM技術進行碰撞檢測的工程項目雖然得到了良好的檢測效果,但在使用和管理方面仍存在許多不足之處,需要予以重視并加以解決。
BIM技術在裝配式建筑運營維護階段的技術應用
BIM應用于裝配式建筑信息管理項目從立項到建造完成期間產生的所有信息都可以通過BIM模型的建立存儲在運維管理數(shù)據(jù)平臺中。所有信息經過軟件的整理歸類之后,可以對應關聯(lián)建筑建造過程中產生的所有組件。同時,運營維護階段中設備參數(shù)和維護信息等信息也可以通過BIM模型進行關聯(lián)存儲,實現(xiàn)快速精確查找,防止信息丟失,減少手動搜索信息的工作量。BIM應用于裝配式建筑設備故障檢修BIM模型具有可視化的特點,可以將傳統(tǒng)二維CAD繪圖的建筑構件和結構以三維的形式顯示。在實際的運營維護中,隱藏在建筑物內部的水、電、氣等隱蔽設備是無法被觀測的,而通過BIM的三維模型就可以直觀反映出各隱蔽構件的具體位置,縮短了修理故障設備定位的時間,提高工作效率。BIM應用于裝配式建筑應急方案制定BIM技術具有模擬仿真的功能,通過BIM軟件對運營維護階段隱藏的危險進行定位和識別,從而提出解決方案和應急舉措,進行相應的災害模擬。例如進行火災疏散模擬,幫助運維人員制定緊急疏散計劃和疏散路線,降低火災帶來的損失。
將BIM技術應用于裝配式建筑建設,必將是未來裝配式建筑發(fā)展的一大趨勢。本文從裝配式構件生產、施工過程模擬、建筑材料管理、碰撞檢測等方面對BIM技術在裝配式建筑施工中的應用進行了闡述。在裝配式建筑中應用BIM技術可以有效提高建筑設計、生產和施工的效率,對裝配式建筑的建設推廣起到了良性推動作用。將BIM技術運用到裝配式建筑的施工過程中有利于實現(xiàn)建筑項目施工的節(jié)能環(huán)保,有效減少施工現(xiàn)場各項施工工序造成的環(huán)境污染,從而推進裝配式建筑行業(yè)積極發(fā)展,提高資源利用效率。目前,BIM技術在裝配式建筑建設中得到廣泛的應用,但還存在BIM內容之間信息交互不便、缺乏利用所交換信息的能力、與舊有模式銜接不太順利等問題,亟待深入研究,以確保裝配式建筑在我國規(guī)范發(fā)展。