BIM技术在装配式建筑施工中的运用 骆焕

发表时间:2021/6/8   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:骆焕
[导读] 摘要:近年来,我国经济发展在取得令人瞩目的成绩同时,推动建筑行业不断完善和创新,有了显著飞跃,尽管建筑行业为经济增长贡献自身力量,但是由此造成的问题也接踵而来,比如在管理模式上,由于采取传统粗放式的发展模式,因此出现资源浪费严重,污染环境,破坏生态等不利影响,这就严重阻碍了建筑行业提倡的健康可持续发展理念,作为建筑行业重要组成部分的装配式建筑,在这种环境下,为了满足人们对居住条件不断增长的需求,需
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        摘要:近年来,我国经济发展在取得令人瞩目的成绩同时,推动建筑行业不断完善和创新,有了显著飞跃,尽管建筑行业为经济增长贡献自身力量,但是由此造成的问题也接踵而来,比如在管理模式上,由于采取传统粗放式的发展模式,因此出现资源浪费严重,污染环境,破坏生态等不利影响,这就严重阻碍了建筑行业提倡的健康可持续发展理念,作为建筑行业重要组成部分的装配式建筑,在这种环境下,为了满足人们对居住条件不断增长的需求,需要利用先进的科学技术,促使其实现产业优化升级。基于此目的,研究在装配式建筑工程中应用BIM技术具有重要意义。
        关键词:BIM技术;装配式建筑;应用
        1BIM技术的概述
        BIM技术又被称作建筑信息模型,其作为工作人员的辅助工具,主要功能是利用信息数据创建一个建筑模型,帮助解决实践中遇到的不同问题。关于BIM技术的开始应用,我国落后于其他发达国家,但是这并不影响其已经在其他领域发挥作用。将BIM技术应用在装配式建筑中,一方面将繁琐庞大的数据信息进行集中管理,另一方面大大提高信息共享效率。
        BIM技术优势有以下几点:(1)模拟化:BIM技术能够对装配式建筑的整个建设周期进行全方位模拟,以便相关技术人员进行监督和及时解决问题,从而节约维修成本,呈现更好的装配式建筑整体的质量。(2)可出图性:BIM技术能够加快出图速度,利用模型进行评估试验,以便根据问题及时改进工作,这样大大减少重复性机械性检修工作,使预埋套管图或管线综合图的出图效率大大提升。(3)协调性:利用BIM技术模拟施工现场运行中的各个环节之间相互配合、相互协调,避免后期操作中出现各种问题,节约经济成本投入,促使装配式建筑的整体效率有一个质的飞跃。(4)可视性:BIM技术的三维特点相比一般二维图纸图纸来说,更具有可信度和指导意义,可以帮助相关技术人员对装配式建筑在设计、施工、后期运行阶段的不同情况,进行清晰明确的认识,少走弯路,呈现好的整体效果。
        2BIM技术在装配式建筑中各阶段的合理应用
        以裕璟幸福家园项目来说,该项目作为目前中国华南地区预制率最高的项目,同时也是深圳预制率在百分之五十,装配率达到百分之七十的第一家项目。该项目建筑有100米高,共有33层楼层。在进行建筑设计中,以“设计、加工、装配”一体化和“建筑、结构、机电、室内”一体化为设计原则。设计在凸显深圳本地建筑特色的同时,又借鉴参考了北京装配式剪力墙结构的设计经验,并把BIM技术和装配式建筑进行有机结合,创新设计方案,在表现当地建筑风格的同时使用合适的结构方案。
        2.1深化设计阶段装配式构件的BIM运用
        2.2.1BIM服务用于装配式构件制造中的现存问题
        常规设计出二维图纸是目前大部分装配式建筑的传统工作方式,将二维图纸交给PC构件厂家进行二次修改模型工作,所有需要的构件的生产在模具预定完成后在车间内加工完成。这种做法的不足之处是,构件加工车间不能使用设计单位交付的装配式订单图纸,然而大部分PC构件厂家给出的二次翻模图纸和加工图纸的效率不高,并且二维构件图纸没有事先未经开展拼装工作,容易导致钢筋碰撞情况出现在车间加工环节,况且会造成将巨大的成本投入到改造模具和进行节点深化环节中。
        2.2.2技术层面下装配式构件的BIM运用方案
        1)结构构件、装饰构件以及功能构件进行划分的依据分别是按造型、配筋原则和制作方法,在划分完成以后进行对装配式建筑的BIM族库架构的制定。
        2)装配式构件的二维图纸和三维模型的各种数据要通过BIM技术进行参数化集中管理,真正实现模型全参数化。
        3)开展建模工作之前,为使各部件保持自身的独立性,需要再次确定建筑中构件间的相互关系,通过扁平化构造方法进行构件内部的模型树结构改造,管理效率的提高应通过参数标签的方式。
        4)建立双重可行性检验制度。事先验证构建整体外部轮廓和单元划分是否准确,需要先进行拼装模拟在BIM平台上,然后在所需建筑中嵌入整个装配式构件(具体如图1图2所示)。
        在构件单元内部的支撑结构的问题上,以钢筋网络为例,全参数化不同钢筋的深层次建模和碰撞检查需要在BIM平台上进行。钢筋网络的深度编辑在业内有共同的认识,“未来的发展方向是在参数化建立钢筋的基础上,编写需要的程序,以此来实现钢筋的外部功能以及自我升级转型,这种在符合原定要求情况下提高工作效率。”。确保钢筋纠偏的自由是其工作重点,开始整理结构钢筋和结构外轮廓之间的相互关系工作在钢筋建模环节开展,最后只留下参数联动。
        5) 在具体效果呈现环节,为了交出使施工方和车间满意的二维图纸,需要在装配式构件BIM模型利用族文件进行产品优化。
        6) 2.2场地分析与选址
        关于场地分析和选址的问题,事先需要测试对项目是否具有一定风险隐患,以及会发生意外事件的概率。如果在环境相对稳定的地方开展工作,这时将BIM技术与地理信息系统相结合,这样可以有效减轻突发事件对工程进展速度、工程质量的损害。在工程进展后期阶段,为了使材料在运输和使用上提供更好的工作环境,以此提高工作效率,从而体现生命周期管理带来的巨大的经济效益这一最终目标,必须评估该工程的交通情况、地质构造等因素。
       
        图1板预拼装和碰撞检查
       
        图2筋预拼装和碰撞检查
        2.3生产运输阶段
        生产人员为了做到生产精确化,掌握清晰、明确的构件加工信息必不可少,这可以通过时时查看在BIM共享平台上的三维模型来获取。BIM技术在信息管理和存储方式上有很大优势,借助这一优势,减少了生产人员二次作业的次数,大大提高了工作效率。在生产环节,将可自动识别的标签转移到预制构件,后续工作中使用智能识别技术,为BIM平台快捷接收到标签包含的参数信息提供途径,将BIM技术运用到预制构件在管理运输、存储、装配过程中,便于掌控运输过程,这样可以解决在以往运输中无法准确追踪物料、查验程序复杂的问题,实现精确预测运输以及进场时间,这样可以精准对接生产单位与施工现场的装配。
        2.4BIM技术在模拟施工现场的应用
        将BIM技术应用在模拟施工现场上,是为了施工顺利进行,减少重复工作,另外,为了提高装配式建筑的合理性和可操作性,可以利用BIM技术先建立一个建筑模型,然后根据模型调整相应所需数据。
        比如,预先利用BIM技术模拟装配式建筑吊装施工过程,以直观、形象的表现形式,以动画模拟的方式将整个施工流程向相关技术人员呈现出来,在整个过程中,对于其中出现的问题,可以及时采取有效对策不断优化施工方案,为后续吊装施工奠定基础。在进行吊装施工时,为了保证装配式建筑按照质量要求顺利搭建,施工人员需要考虑整个构件的运输路线、塔吊的旋转半径等是否都满足要求。为保证高质量完成装配式建筑工作,利用BIM技术进行全程模拟是不可或缺的手段之一。
        2.5质量管理方面
        在编制过程中运用BIM手段,可以最大程度的解决施工方案存在的不足,将其效益功能发挥到最大化,其优势通常体现在施工方案难以深刻全面理解,并且所需要的资源数量庞大。在装配式建筑整个施工建设过程中,利用BIM软件平台得到的施工方案和流程比工程本身实际情况更具有规范合理性,在实际工作中,帮助施工单位加强监督和管理,将工程的最好风貌展现给广大人民。在具体操作中,根据大数据网络、相关专业系统,进行BIM质量管理模型的构建工作,并与其他施工方案进行比较审核,从中选出最合适的方案,以供施工单位后续顺利进行施工操作提供借鉴,从而提高施工正确率。
        2.6BIM技术在运行维修阶段的应用
        从相关资料来看,使用阶段是大部分建筑存活所耗费的费用最多的阶段,这些建筑都有7年以上的使用时长,在这期间所消耗的费用大大超出工程原本的价格,因此造成消耗的费用呈现不断上涨趋势。那么为了保障运营商得到相应的经济效益,就需要对建筑设备进行全面规范的维修检查管理,由于装配式建筑在进行部件维修检查时,只能通过获得丰富的信息来实现,但因数据众多,容易导致遗漏。
        另外,长时间使用建筑,容易造成电路管线损害,降低建筑的使用寿命,如果长期不更换,容易引发火灾等安全隐患,严重威胁到人民群众的生命财产安全。为了避免以上危险的发生,需要对装配式建筑进行定期检查维修,这时BIM技术将发挥重大作用,通过其强大的信息管理系统,时时监控建筑设备的运行情况,能够在灾害发生之前及时解决,保证了公共财产安全。除此之外,BIM技术建立模型可以将能二次利用的资源进行辨别选取,经过一系列的加工程序,继续使用,这样就使资源得到合理配置。
        3结论
        总而言之,本文主要从三个方面论述了在工程承包施工背景下,在装配式建筑工程中运用BIM技术的优势,分别是提高产业链整合升级、企业效益最大化、更具有满意度的施工服务。又分别从设计、生产、施工三个阶段有针对性的措施,为合理利用资源保护环境贡献力量,进一步加强装配式建筑专业化的管理模式,最终更好彰显工程施工效果。
        参考文献:
        [1]冯晓科.BIM技术在装配式建筑施工管理中的应用研究[J].建筑结构,2018(s1):663-668.
        [2]刘国福.BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用研究[J].建筑技术开发,2019(9):1-2.
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