BIM技术在装配式建筑中的应用研究

发表时间:2021/6/17   来源:《科学与技术》2021年第29卷第6期   作者:孟丹彬1孟廷昭2李小燕3
[导读] 现阶段,随着我国城市化进程的不断加快,建筑业得到了迅猛提升,进而我国针对建筑行业提出一系列要求
        孟丹彬1孟廷昭2李小燕3
        1衡水中房房地产开发有限公司,河北 衡水 053000  2中土大地国际建筑设计有限公司,河北 石家庄 050000  3衡水市园林中心,河北 衡水 053000
        摘要:现阶段,随着我国城市化进程的不断加快,建筑业得到了迅猛提升,进而我国针对建筑行业提出一系列要求,并做出相应指示。在建筑工程中,需不断提高装配式建筑工程整体水平,深化建筑设计,并采用BIM技术对装配式建筑进行合理的规划设计,以此实现信息化管理。同时,加强该技术的应用,可有效对建筑的整体进行充分的把握,合理选用建筑构件,继而提高建筑设计的精度。
        关键词:BIM技术;装配式建筑;应用研究
        1  BIM技术在装配式建筑深化设计中的实际价值
        BIM技术即建筑信息模型技术,是建筑物功能特性与物理实体的数字化表达,包含建筑项目全部的工程数据模型,主要是从建筑设计阶段到后期运营维护管理的各种相关信息,具备一致性、关联性、完备性的特征。实现了建筑信息在不同部门、不同阶段的信息共享和数据的传递。随着中国建筑行业和BIM技术的不断发展与进步,BIM技术逐渐展现出与建筑工程行业的适用性、高效性和先进性。BIM技术在建筑行业不断受到承包商与工程师的关注与认可。近年来,装配式建筑在我国逐渐增多,新型的建筑方式需要各方面紧密配合,各个阶段也需要紧密衔接,要求在管理方面也需要更加严格。而BIM技术为装配式建筑提供了一个高效的平台,提高建筑工程的速度与效率,减少了工作中的失误,避免了建筑工程返工的情况,有效降低了工程的成本,推动了建筑行业科学高效的发展。BIM技术在装配式建筑中主要应用在两个方面:第一,改进预制构件库存和现场办公。BIM技术可以实现电子信息管理,减少了手工检测和统计中出现的误差,有效节省了人工成本。第二,提高工程质量,BIM技术可以为建筑工程提供有效的三维建筑模型,对施工周围环境和施工情况进行模拟,有效改善施工中可能出现的问题,提高了建筑工程的质量。
        2 基于BIM的装配式建筑绿色施工管理应用
        1)场布管理。所谓的场布管理指的是通过场布模拟,对施工现场进行科学的划分,最大程度上避免施工区域重复浪费的现象,可以看出科学的场布管理对于土地资源的合理利用意义重大。基于BIM技术对建筑材料、场地材料等进行模拟布置,通过优化交通路线,可以有效减少二次搬运,进而优化指导施工过程。2)进度管理。充分利用BIM技术,开展施工进度管理,科学编排施工进度计划,并将模型中的施工过程与施工计划相互结合,进而模拟出项目建设的实施进程。可以看出,这种进度管理方式可以及时地发现施工中存在的问题,并结合实际情况及时地调整施工计划。除此以外,利用BIM技术将项目计划与构配件厂的生产运输计划相结合,有助于整个供应链的优化和调整。3)成本管理。成本管理作为建筑施工管理的重要组成之一,直接影响着整个工程建设的经济效益。在BIM模型中加入工程量、预算价格等信息,通过模拟计算可以为施工成本控制管理提供坚实的保障。如果施工中出现工程变更的情况,对模型进行适度修改,可以及时得到有关工程价款和工程造价的控制调整方案。除此以外,对于构配件和工程材料的管理,基于BIM模型可以实现精细化的管理和调整,通过对计划用量和时间用量的对比分析,实现限额领料、消耗控制,从根本上避免了建筑资源浪费的现象。4)质量管理。科学有效的质量管理方法和措施是建筑施工得以顺利开展的重要依托。基于BIM技术开展全真模拟施工,可以及时地发现建筑施工中潜在的安全隐患,以便及时地采取风险控制措施进行事前控制。在技术交底过程中,通过三维动态展示有助于现场人员掌握施工技术要点,进而避免传统图纸交底带来的质量问题。此外,通过内置芯片等方式将相关质量要求和操作要点加载到构配件中,通过二维码扫描等方式可以第一时间获取构配件的详细信息。

如果施工现场出现质量状况,相关工作人员可以通过手机等移动客户端将相关问题反馈到BIM平台中,技术人员对反馈的问题进行总结分析,能够及时对类似质量问题进行事先预判。
        3 装配式建筑安全管理中BIM技术的应用
        根据BIM技术在建筑安全管理方面的应用优势,结合前文对装配式建筑安全隐患的识别,通过质量控制、场地布置等应用场景对BIM在装配式建筑安全管理中的应用情况进行展示。
        3.1 施工方案优化
        施工方案优化对于装配式建筑项目实现效益最大化意义重大。传统方式下施工方案的优化主要依靠施工前现场调研,制定多组施工方案以备项目经理做出最优化选择。此方式下制定的施工方案过多依赖现场调研人员的主观经验完成,对施工过程及技术细节很难全面展示和精准把握,方案中难免出现设计漏洞,不能满足装配式建筑构件精准化施工的要求。运用BIM技术对相关施工方案进行比选时,通过创建相应的安全信息模型对不同的施工方案进行三维模拟,在施工前仿真模拟出预制构件从进场到安装的全过程,并重点反复进行碰撞监测分析,使安全隐患在施工模拟中彻底暴露,为施工方案的优化比选提供依据,并根据系统出具的分析报告,不断深化改进预制构件的吊装、安装、运输、堆放、设计等方案,使最终的装配式建筑施工方案达到最优化安全施工效果。
        3.2 施工场地布局调整
        装配式建筑是由大量预制构件所组成,交叉作业多,施工工艺复杂,施工环境复杂多变,出于施工区域空间方面的限制,施工现场布置方案设计如果不够合理,将会严重影响到施工后期的吊装过程,甚至出现冲突安全事故。传统图纸停留在纸面描述,对装配式建筑现场布置中的冲突错漏无法动态展现。BIM安全信息模型能够对构建堆放、机械设备、道路设施、地形地貌等施工总平面布置效果进行可视模拟,在此基础上创建场地布置模型进一步对塔吊作业、车辆运输、构件存放等环节进行动态模拟,提前发现识别场地布置方案中的碰撞点、冲突点等存有安全隐患之处,并利用BIM软件进行模拟优化,从而实现最优化的布置效果。
        3.3 施工现场安全检查防护
        传统施工管理很难对危险源及时准确定位,BIM安全管理模型将项目进度、设计变更信息同步输入,使安全设计验证与安全规则检查能够伴随项目进展变化同步完成,并对危险源问题及时标注提醒,提高安全检查的时效性、准确性。利用BIM建立施工防护功能,根据BIM模型提供施工需要防护功能的部位,比如对需预先进行防护的“四口”和“五临边”等事故高发区进行精准定位,以防现场工作人员误入危险区发生危险,利用BIM还可以对现场防护设施设置合理性及防护效果进行实时动态地模拟检查。此外,模型中包含的项目所在地的气候、天气、地质、材料等各项因素,也能为安全检查和防护提供多维度信息支持。
        4 结束语
        总而言之,BIM技术在装配式建筑深化设计过程中具有重要作用,我国建筑行业针对该技术的应用还停留在初级阶段,并且,该技术具有较大的研究价值,具备较强的专业性,能够充分应用到实际的建筑工程的设计环节中。通过创建模型,对建筑结构进行有效的模拟,以此有利于设计人员对建筑的整体结构进行全面的观察,针对突出的问题可进行及时调整,从而确保装配式建筑质量在标准化内。
        参考文献:
        [1]刘业金.BIM技术在装配式建筑深化设计中的应用研究[J].中国房地产业,2020,(15):54,56.
        [2]杨博.BIM技术在装配式建筑设计中的研究与实践[J].建筑·建材·装饰,2020,(2):197,202.
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