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BIM技术在装配式建筑智能施工安装中的应用

发表时间：2020/9/27 来源：《基层建设》2020年第17期作者：刘成豪

[导读] 摘要：在近年的发展中，我国城市化的建设速度不断加快，使我国建筑行业得到较好的发展机会，装配式建筑是当前一种新的建筑形式，它在稳定性上相对更高，在施工方面上也适当简化，从而极大地提高了施工效率，还让一些建设资源得到合理分配。

        山东省建设建工（集团）有限责任公司山东济南 250011
        摘要：在近年的发展中，我国城市化的建设速度不断加快，使我国建筑行业得到较好的发展机会，装配式建筑是当前一种新的建筑形式，它在稳定性上相对更高，在施工方面上也适当简化，从而极大地提高了施工效率，还让一些建设资源得到合理分配。如果能在装配式建筑中导入 BIM 技术，则能进一步提高建筑的整体质量，从而合理优化资源使用率，达到绿色、环保、节能的目的，同时也有利于该行业的持续发展。
        关键词：BIM技术；装配式建筑；智能施工安装
        引言
        BIM是建筑信息模型（Building Information Model）的缩写，是以建筑模型作为载体，对建筑项目的各种真实的数据与信息进行采集与处理，并通过信息化的应用来协助与指导相关的建筑项目设计与项目施工的管理，是一种新型的建筑工程项目管理的信息化技术。
        1 BIM技术理论
        传统设计领域应用比较普遍的是CAD制图技术，此技术的广泛使用可以让设计人员从手工绘图转化为计算机制图。而BIM（Building Information Modeling）技术则是建筑领域的一大革新，它可以完整的结合建筑物各个方向：设计、施工、管理和安全等，实现建筑信息的共享。BIM 技术的广泛应用最主要的优势体现在其能够使建筑设计可视化。BIM 技术的可视化是指通过三维建模的方式将建筑物全生命周期的各种信息状况实时展现出来的技术。建筑物设计的可视化主要表现在：建筑模型的建立、各个专业之间结合的碰撞检查。建筑设计完成之后可以通过可视化的信息对建筑施工进行指导，同时对于复杂建筑节点和位置进行重点检查，最终形成视频化的资料进行施工技术交底。在施工的过程中，BIM 技术可以将建筑信息转化为可视化的 4D 模型，从而对现场施工情况进行实时的监督和安全监控。在建筑整体施工完成后，可视化技术的应用可以对建筑内部运行状况进行监测，对火灾等紧急情况进行监控。
        2 BIM技术在装配式建筑智能施工安装过程中的优势
        2.1 优化建筑施工进度与施工流程
        在进行装配式建筑的实际生产与智能施工的过程中，应用 BIM 技能够更加有效地控制与协调相关建筑材料的运输以及进场的时间。技术人员在充分掌握这些信息与数据的基础上能够更加全面与及时地掌握相关的施工进度，从而在制定施工计划的时候也就更加具有针对性，能够及时规避由于生产或者运输等因素造成的施工进度滞后等问题。
        2.2 使建筑设计的效率有效提升
        在装配式建筑工程中，需要对一些采进的构件进行调整，同时还要对其进行拼接，为保证建筑工程的整体质量，需要合理安排空间和整理方案，只有这样才能确保后期工作有效展开。在这个过程中，相关工作人员需要做好工作的衔接，将各项内容形成高度整合。例如，在开展的过程中，装配式建筑设计人员可以通过BIM网络平台寻找相应的建造信息，当前建筑工程比较多，许多建筑设计人员会将自己的设计方案以及设计想法上传至网络平台供大家参考，而其他设计人员设计工程的过程中可以通过该平台对施工方案作出改善和调整，以免在施工过程中出现一些其他问题。另外，设计人员还可以利用方案形成对比，找到自身设计存在的不足以及问题，进而及时地做出调整与规划，确保工程的顺利展开。

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        3 实际应用
        3.1 构件检测方面的应用
        对于大部分装配式建筑预制构件来说，采用的往往都是在工厂中进行预制与生产，然后再将预制构件运输到建筑施工现场进行吊装的装配模式。这种建筑装配模式对于建筑构件的生产精度以及施工现场的安装精度的要求相对都更高一点，一般来说往往会达到毫米级别的精度。因此，要想真正实现装配式建筑的智能施工与安装，并切实提高施工质量与安装效率，相关建筑预制构件在生产与安装过程中的生产精度以及安装精度的控制就相对显得至关重要。但是在传统的装配式建筑施工与安装过程中，所有用的一些建筑测量工具无论是对生产精度的控制还是对安装精度的控制，都很难达到毫米级别的精度要求。而BIM技术的出现则可以有效地解决当前这个难题，通过采用BIM技术中的数据采集与处理功能，并结合相关的建筑三维模型的生成，可以有效提升建筑预制构建的精准程度，从而确保相关建筑预制构件能够从生产到安装都实现无缝衔接，一方面可以有效节省传统装配建筑施工过程中所浪费的大量的测量时间，切实提高建筑施工与安装的效率；另一方面也可以确保相关建筑预制构件的精准度，对于建筑整体质量的提升也有很大的帮助。
        3.2 吊装方案
        预制构件从生产、运输到现场安装的整个过程都涉及吊装技术。如图 3 所示，依据不同构件的受力特性需设计出不同的吊装方案，包括预制楼梯梯段、预制梁、板等的吊环位置，脱模起吊的方式，以及运输构件时的支撑形式。通过模拟现场吊装环境，场地布置情况，可计算出能够覆盖整个吊装区域的回转半径，进而在虚拟环境中模拟机械吊装作业，优化机械设备管理。
        3.3 加快装配式建筑模型调试过程
        为了保证项目的施工速度和施工质量，在装配式建筑设计完成后，设计人员应该将相应的数据信息以及BIM模型与生产商进行全面共享。这样的情况下，生产商可以快速了解到工程的具体需求，根据产品的材料、尺寸以及各项参数进行全面设定。在生产过程中可以根据相应的参数或是条形码进行加工，这样能让预制构件更加符合工程的需求，同时这样的方法还有利于提高其工作效率，实现自动化生产，极大地节省人力资源。另外，还可以通过BIM技术将相应的模型打印出来，拥有更好的参照物，保证材料的合理性。
        3.4 安装场地布置管理中的应用
        在正式施工之前，需要进行相关建筑预制构件的运输工作，所以要强化对施工场地中交通路线的规划与设计。而这些建筑预制构件在运输到施工场地之后还涉及到具体的存储与管理，因此，还需要合理规划建筑预制构建的堆放地点。其次，针对于不同类型的建筑以及不同建筑的不同部位，在进行装配预制构件安装的过程中都需要用到不同类型的施工设备，其中包括塔吊等施工工具，这些工具相对都属于比较重型的机械设备，因此还要结合实际的施工与安装需求将这些施工设备固定在合理的场地位置上。与此同时，由于一个建筑项目场地上一般存在着多个不同的建筑分包单位，各个单位之间的人员管理和信息交流很难做到完全的协调与统一，这就导致在实际的建筑施工现场中不同单位的各种建筑材料和建筑设备堆放与管理的相对比较混乱。因此，需要在装配式建筑施工与安装场地的布置管理中采用BIM技术来解决这些问题，通过利用BIM技术建立关于建筑施工场地的模型，以一种更加直观与形象的方式来模拟场地内部车辆运输以及设备存放的路线和区域，帮助不同的建筑施工单位能够更加明确场地的布置与管理。
        结束语
        在近年的建筑发展中，装配式建筑类型运用相对较多，它能节省大量资源的使用，同时还能给居住者带来更舒适的体验，完美符合当前我国的建筑工程要求。如果在装配式建筑工程中导入BIM 技术，则能做好各方面的优化工作，在保证建筑质量的情况下提升其施工效率，从而为企业带来更多的利益，也有助于该行业的持续发展。
        参考文献
        [1]于龙飞，张家春.基于BIM的装配式建筑集成建造系统[J].土木工程与管理学报，2017，32(4):73-78.
        [2]刘著群,杨之坤.BIM技术在装配式建筑上的应用[J].工程技术研究,2019,4(12):44-46.