装配式建筑绿色施工中BIM综合应用

发表时间:2020/7/16   来源:《建筑实践》2020年39卷第6期   作者:赵辉
[导读] 本文对装配式建筑绿色施工中的BIM综合应用进行分析,从BIM技术发展背景以及技术特点进行入手分析,进而提出该技术在装配式建筑绿色施工中的前期、中期以及后期各个阶段的实际应用,以供参考。
        摘  要:本文对装配式建筑绿色施工中的BIM综合应用进行分析,从BIM技术发展背景以及技术特点进行入手分析,进而提出该技术在装配式建筑绿色施工中的前期、中期以及后期各个阶段的实际应用,以供参考。
关键词:装配式建筑;绿色施工;BIM技术;综合应用

前  言:
        BIM技术是建筑信息模型的简称,是以工程建设为主要对象的一种新兴施工技术理念,其具备可视化、三维立体化以及数据继承与共享等突出特点。而在装配式建筑建设全过程中,由于我国对建筑行业绿色化发展的逐渐重视,在2007年我国住建部颁布了《绿色施工指导》,并且有效实施在我国建筑绿色施工作业中。在此之后各个地区也都相继颁布了各种地方性的建筑绿色施工导则。同时将BIM技术应用到建筑施工期间,不仅可以减少各种资源的消耗,并且可以为建筑企业未来发展提供重要的导向与方向,进而为提升施工质量与效率奠定良好的基础。
1、BIM技术发展背景分析
        BIM作为一种全新的理念,随着技术的发展与推广力度逐渐增加,该技术正在被所有建筑行业所熟知。BIM技术就是指结合三维数字设计方案,解决建筑施工作业中的相关问题,并且基于数字化建筑信息模型,将整个建筑工程建设建设阶段的成本进行有效减少,例如在工程设计阶段、施工阶段、运营管理阶段以及工程维护阶段等,并且在减少施工成本的基础上能够有效提升资源的使用效率,减少污染度[1]。目前在建筑工程设计方面、建造方面以及运营管理方面,正在BIM技术的推动下,发生快速变革。随着BIM技术的不断发展,目前已经成为建筑信息化问题的重要解决手段。该技术能够将建筑工程项目数据库进行最大程度的整合,为业主、施工单位以及材料供应商之间的合作与工作效率提升创建重要的条件。施工单位能够借助于该技术对工程信息进行全面了解,进而提升建筑项目的完成效率,减少建设成本的支出,并且能够提升对项目的控制力度。最后BIM技术在建筑模拟模型创建对复杂建筑结构的改造方面的难点攻关提供了重要的帮助。
2、BIM技术特点分析
        BIM技术具有可视化、模拟、可协调、共享以及分析等性能。其中可协调性能够将建筑施工过程中的参数在模块中容易产生的碰撞问题加以解决,减少方案变革率,提升工作效率、可视化是指BIM技术结合计算机技术可以将其直观的表示出来,这样可以将可看到的模拟模型作为实际建筑的参考依据[2]。目前随着虚拟现实技术的发展与应用,VR技术与BIM技术的融合技术已经在开始研发中,结合人工模拟实体来实施技术交底工作。相关设计人员可以结合虚拟场景中的相关模型来为业主提供高质量的虚拟现实服务。共享性质主要是在开放的架构以及数据进行显示的基础上,使不同专业之间的数据与信息实施共享与协同,并且能够有效支持建筑行业内部各个应用之间的数据交换以及建筑全过程的数据管理。分析性能主要是指在同一模型基础上,结合计算机技术可以将BIM中的某一层或者某一类的信息进行分析与计算,例如对模型体量的工程量计算和汇总,对施工进度的分析,结合工程量与价格对资金投入情况进行分析以及对模型的日照与力学标准进行分析等。
3、BIM技术在装配式建筑绿色施工中的实际应用
        我国某工程对象对地下污水处理设施建设,其设计地下两层结构,上层空箱结构,下层为水池结构。其中结合污水厂本身的特点与功能将上层箱体部分作为装配施工方案的实施部分,采用装配式整体施工方案,外壁、柱采结合现浇模式,利用叠合梁板作为梁板的主要材料,梁柱的节点、池壁与顶板连接都采用湿连接法。根据吊装的实际需求,将单根的构建重量控制在5t以内,另外为保证预制板与梁的良好搭接,横向需要采取次梁的设置方案,然后通过后浇叠合层,形成装配式整体结构[3]。


3.1前期设计阶段
        在BIM技术应用中,结合“云端”技术,相关建筑专业设计人员可以将各个专业设计信息的BIM模型统一上传到设计平台,通过技术中自带的碰撞与纠错功能,将各个专业之间的冲突在第一时间自动筛选,设计人员可以结合信息的筛选来及时找到工程设计中存在的各种问题,可以有效增强各个专业之间的沟通,减少设计误差,并且在时间节省的基础上提高设计效率。
        结合上述案例分析发现,通过BIM建模之后基于结构荷载的需求,其结构配筋导致主次梁与梁柱节点的位置钢筋过密,难以使混凝土骨料通过,现场浇筑以及振捣作业难以实施,施工难度较大。因此采用BIM技术可以优化节点区域的配筋方案,采取节点预制方式,将顶板区域作为优化方案的实施对象,利用现浇梁+预制装配式顶板形式,通过实体外与原设计1∶1的比例构件来构件3m*2m的单跨实验结构,对构件实施压载实验。优化之后经过实验分析,满足需求[4]。
3.2中期生产安装阶段
        将BIM技术应用在该阶段,需要与RFID和GIS技术相互结合,可以有效改善装配式施工阶段的现状。其具体的操作为在原有的3D模型上建立4D模型,对实际施工进度进行模拟实验,进而在保证质量情况下保证施工进度。另外将BIM与RFID技术相融合,可以将生产、安装阶段实施无缝衔接,将具有独一无二的编码构建信息储存在BIM信息库中,然后对其实施跟踪管理。将BIM与GIS积水相互融合,可以对施工现场进行场地的布置模拟,进而将场地布置报告得出,选择更加适合施工的场地布置方案,减少施工材料的二次搬运,提高吊装效率。另外在装配式建筑绿色施工期间,通过BIM技术可以结合塔吊的覆盖范围,预先设计好场地中预制配件的堆放方案,将场地的利用率有效提升,并且还可以建立各个施工阶段的模拟模型,结合工程进度对工作区域进行科学划分,在保证施工需求的基础上提高工作效率。
3.3后期建筑维护阶段
        在建筑项目建设阶段需要注意,施工项目的结束标志不是施工完成项目,其实施工的完成只是项目使用阶段的开始,而使用阶段相比于设计与施工阶段而言,是一个较为漫长的过程,因此后期的建筑维护与运营是十分必要的一环。装配式建筑相对比浇筑一体的建筑而言,其所需要的预制构件较多,并且比较复杂,因此可以结合BIM技术与RFID技术来搭建后期运营维护平台。其可以实现建筑的全寿命周期管理,而在此期间的管理中,本质上就是信息的管理。在实际使用中维护管理人员可以结合预制构件中的RFID芯片,将预制构件的生产常见、安装人员以及运输人员信息准确获取,一旦发生质量问题,可以将问题追溯到生产阶段,进而及时发现问题并明确责任归属人。
        另外由于目前我国的建筑结构体积较大,建筑物体的安全使用是其运营维护阶段的重点,结合BIM技术可以对安全事故作出更加快速与准确的反应,这样相关的管理人员可以对事故进行及时处理,避免不必要的损失。

结  语:
        综上所述,BIM技术在装配式建筑绿色施工作业中具有着重要的作用与意义,因此需要相关的设计人员与管理人员在建筑建设全过程中合理的运用BIM技术,以促进建筑质量提升的同时,实现绿色环保的要求,为人们居住条件的改善奠定良好的基础。
参考文献:
[1]颜转娣.装配式建筑结构施工中BIM技术的应用[J].散装水泥,2019(06):46-49.
[2]汪凯.BIM技术在装配式建筑中的集成应用[J].中国新技术新产品,2019(22):79-80.
[3]耿潇潇,刘景丽,吴亚琳,周舟.装配式建筑与绿色建筑协同发展路径研究[J].门窗,2019(20):5-6.
[4]宋莉,梅燕.绿色建筑背景下装配式建筑技术的应用[J].居舍,2019(29):33.
作者简介:赵辉(1981.11-),男,汉族,山东滨州,大学本科,工程师,研究方向:建设工程。
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