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摘要:近些年,装配式建筑的低成本、高效率等优势被建筑行业所重视,越来越多的建筑企业开始改变传统的建筑工程模式,开始在项目工程中运用装配式建筑。装配式建筑的核心在于对预制结构构件的设计,BIM技术成为了装配式建筑不断向前发展的一项重要推力。
关键词:装配式建筑;BIM;工程施工
引言
装配式建筑的出现改变了传统建筑技术形态,凭借BIM技术的应用,可以根据建筑设计要求,在短时间内完成建筑结构部件的集中生产,并将建筑结构部件运输至现场进行快速装配。从实际效果来看,装配式建筑使传统建筑的工期明显缩短,且建筑成本大大降低,这也为装配式建筑的推广应用奠定了基础。其中,作为装配式建筑的核心技术,BIM技术在装配式建筑安装中同样有着广泛的应用。
1 BIM技术的特征
1.1可视化
通过BIM将项目的三维模拟实体直观地展示出来,并读取不同构件的详细信息,在设计阶段协调不同专业把建筑不同部位的碰撞、误差等问题及早发现并修改,大大提高了施工效率,节省了成本。
1.2可协调
通过BIM三维模型在设计阶段发现各专业的设计缺陷及不同专业间的碰撞点,及时协调设计方及建设方解决问题。
1.3可模拟
设计阶段,设计师利用软件对建筑物模型进行日照、节能分析,对建筑物造型、外立面进行优化。施工阶段,可以进行堆场、施工路线和次序的模拟,优化现场施工,提高效率。运营阶段,运用模型对建筑物进行全程监控,也可以为突发状况进行模拟,提前准备应对方案。改建阶段,对改建过程进行模拟,建立改建后模型,方便指导施工。
1.4可出图
BIM模型可以实现把模拟、优化后的三维模型转化为二维平面图纸,同时可以为相关单位提供工程量统计结果、碰撞报告等信息。1.5可集成。BIM模型可以涵盖项目不同专业的信息,形成一个完整的数据库,对项目信息进行集成,集中处理。同时也可以根据项目需求应用各种信息化、智能化手段,如:RFID(Radio Frequency Identification,无线射频识别)技术、3D打印、4D模拟施工、5D成本控制、物联网等,充分体现了BIM可以集成各方面信息的优势。
2装配式建筑工程施工过程中BIM技术的应用
2.1设计阶段
目前我国装配式建筑的设计过程依然遵循着传统现浇建筑设计的流程,依旧按照现浇的方式设计,之后交由装配式建筑设计单位进行专项设计。深化设计单位根据主体设计图纸发现并提出不符合装配式建筑设计规范和不利于施工的部位,然后将问题反馈给主体设计单位进行调整,如此一来,不仅浪费了大量时间,而且有些部位是无法调整的,直接导致装配式建筑设计处于被动局面,预制构件拆分出现不合理的情况,最终导致项目成本增加等问题。BIM技术可视化和可协调性可以有效解决这些问题,运用BIM技术的可视化进行预制构件合理性的分析,同时,对预制构件中涵盖的各专业信息进行核对及碰撞检查。对于不合理的预制构件及预制构件上存在的碰撞信息,可在模型中直接标注,并通知相关专业及时进行更改,可见通过BIM技术的可协调性,可以高效地协调各专业应用BIM模型的可视化特性将设计中存在的问题及时发现并解决。同时,对于现场发现的施工问题也可以通过BIM模型进行模拟,把现场施工问题直观地反映在模型中,协调建设单位、设计单位、施工单位等各方共同解决。
由此可见,BIM技术既可以提高设计质量和效率,又能减少后期现场施工的返工次数,节约了资源,加快了项目进度,提高了质量。
2.2预制构件的应用
装配式建筑工程施工过程中最重要的部分就是预制结构的构件,这是保证装配式建筑工程质量最关键的部分。在工程施工前对预制结构的设计及施工后对构件的生产都能够体现BIM技术的应用。在工程的设计阶段,BIM技术利用其高效的数据搜集处理功能,将建筑工程的信息进行整理,对这些信息进行参数化处理,通过BIM模型设计出合理的方案,同时借助BIM技术的模拟手段对工程设计进行检测勘验,减小工程图与实际的误差,及时修改优化不合理的设计结构,有效提高了预制构件的科学性和标准化。在预制构件的生产中,同样运用了BIM技术的数据尽可能减少图纸与实物构件之间的误差。通过BIM技术将构件的信息数据传递给生产商,让生产商直接了解构件的尺寸大小、材料使用,能够提高构件的质量和精确度,提高之后的装配过程的效率。
2.3施工阶段
传统二维平面设计往往是不同专业独立设计,很少进行全专业整合,即使设计中会相互沟通交流,但还是会遗留很多问题,例如:结构梁标高出错、柱上下没对齐、水电风管碰撞等,以上问题大都是在施工阶段才会发现,此时施工已经进行了一部分,只能通过设计单位给出修改方案进行现场返工,这种建造方式不仅效率低下,施工质量无法保证,同时拖延施工工期。此时BIM技术的可视化显得尤为重要,不同专业可选择在同一个模型协同工作,也可在不同的模型中各自建模,然后通过IFC格式数据进行传递、整合信息。通过BIM模型的全专业整合及碰撞检查,可以实现设计阶段就发现图纸上的“错漏碰缺”问题,同时借助软件对这些问题进行标记,生成碰撞报告,然后集合全专业设计师共同协商解决。在装配式建筑施工中提倡模板先行的原则,即在预制构件未进行现场施工时,先在现场拼装出一个户型,这样可以让工人更好地了解不同构件的施工次序及节点施工工艺,但是鉴于现场施工场地的限制,很多施工单位并未进行模板组装就开始预制构件的安装,导致预制构件施工中碰到不同情况的问题,然后再连同设计单位协商解决,导致项目工期延迟,施工质量无法保证。通过BIM技术在软件中进行预制构件的预拼装演示,再将预拼装过程做成视频交由施工单位进行现场宣贯。对于涉及防水、灌浆等较为复杂的节点时,通过BIM模型的演示,可以让工人了解规范的施工流程,提高工人对施工措施的熟练度,从而提高了施工效率和质量,保证项目顺利完成。同时,结合BIM技术可集成的特性,将3D的BIM模型加上施工工期等时间信息,实现可用于施工模拟的4D模型,在模型中增加施工塔吊、脚手架、构件堆场、施工路线等信息,施工单位可以借助模型合理地安排施工工序。然后将模型导入轻量化管理平台中,工人借助移动设备实时查看施工情况,对于未施工的复杂部位和易错点,做到提前模拟、高效安排。总而言之,通过BIM技术的使用可以大大提高施工的效率和质量。
3结束语
在社会快速发展的背景下,我国建筑行业也取得了一定的发展成果,而装配式建筑在依托BIM技术的前提下始终处于高速发展状态中。BIM技术有着自身独特的优势和特征,在显著提升设计质量以及合理性的同时,会在本质上减少设计人员的工作量和负担,降低成本投入,优化完善整个生产流程,落实实现数字化、信息化以及现代化。为了确保在装配式建筑中发挥出BIM技术的利用价值,应当要提升工作人员的专业性技能、注重装配式建筑工程设计、生产以及施工实施监督管理,为确保我国装配式建筑行业有着更加广阔的发展空间奠定坚实的基础。
参考文献
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