BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計階段中的應(yīng)用價值

BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計階段中的應(yīng)用價值2.1 提高裝配式建筑設(shè)計效率裝配式建筑設(shè)計中，由于需要對預(yù)制構(gòu)件進行各類預(yù)埋和預(yù)留的設(shè)計，因此更加需要各專業(yè)的設(shè)計人員密切配合。利用BIM技術(shù)所構(gòu)建的設(shè)計平臺，裝配式建筑設(shè)計中的各專業(yè)設(shè)計人員能夠快速地傳遞各自專業(yè)的設(shè)計信息，對設(shè)計方案進行“同步”修改。借助BIM技術(shù)與“云端”技術(shù)，各專業(yè)設(shè)計人員可以將包含有各自專業(yè)的設(shè)計信息的BIM模型統(tǒng)一上傳至BIM設(shè)計平臺，通過碰撞與自動糾錯功能，自動篩選出各專業(yè)之間的設(shè)計沖突，幫助各專業(yè)設(shè)計人員及時找出專業(yè)設(shè)計中存在的問題;裝配式建筑中預(yù)制構(gòu)件的種類和樣式繁多，出圖量大，通過BIM技術(shù)的“協(xié)同”設(shè)計功能，某一專業(yè)設(shè)計人員修改的設(shè)計參數(shù)能夠同步、無誤地被其他專業(yè)設(shè)計人員調(diào)用，這方便了配套專業(yè)設(shè)計人員進行設(shè)計方案的調(diào)整，節(jié)省各專業(yè)設(shè)計人員由于設(shè)計方案調(diào)整所耗費的時間和精力。此外，通過授予裝配式建筑專業(yè)設(shè)計人員、構(gòu)件拆分設(shè)計人員、以及相關(guān)的技術(shù)和管理人員不同的管理和修改權(quán)限，可以使更多的技術(shù)和管理專業(yè)人士參與到裝配式建筑的設(shè)計過程中，根據(jù)自己所處的專業(yè)提出意見和建議，減少預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)和裝配式建筑施工中的設(shè)計變更，提高業(yè)主對裝配式建筑設(shè)計單位的滿意度，從而提高裝配式建筑的設(shè)計效率，減少或避免由于設(shè)計原因造成的項目成本增加和資源浪費(如圖1所示)。2.2 實現(xiàn)裝配式預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計BIM技術(shù)可以實現(xiàn)設(shè)計信息的開放與共享。設(shè)計人員可以將裝配式建筑的設(shè)計方案上傳到項目的“云端”服務(wù)器上，在云端中進行尺寸、樣式等信息的整合，并構(gòu)建裝配式建筑各類預(yù)制構(gòu)件(例如門、窗等)的“族”庫。隨著云端服務(wù)器中“族”的不斷積累與豐富，設(shè)計人員可以將同類型“族”進行對比優(yōu)化，以形成裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)形狀和模數(shù)尺寸。預(yù)制構(gòu)件“族”庫的建立有助于裝配式建筑通用設(shè)計規(guī)范和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)立。利用各類標(biāo)準(zhǔn)化的“族”庫，設(shè)計人員還可以積累和豐富裝配式建筑的設(shè)計戶型，節(jié)約戶型設(shè)計和調(diào)整的時間，有利于豐富裝配式建筑戶型規(guī)格，更好地滿足居住者多樣化的需求。2.3 降低裝配式建筑的設(shè)計誤差設(shè)計人員可以利用BIM技術(shù)對裝配式建筑結(jié)構(gòu)和預(yù)制構(gòu)件進行精細(xì)化設(shè)計，減小裝配式建筑在施工階段容易出現(xiàn)的裝配偏差問題。借助BIM技術(shù)，對預(yù)制構(gòu)件的幾何尺寸及內(nèi)部鋼筋直徑、間距、鋼筋保護層厚度等重要參數(shù)進行精準(zhǔn)設(shè)計、定位。在BIM模型的三維視圖中，設(shè)計人員可以直觀地觀察到待拼裝預(yù)制構(gòu)件之間的契合度，并可以利用BIM技術(shù)的碰撞檢測功能，細(xì)致分析預(yù)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)連接節(jié)點的可靠性，排除預(yù)制構(gòu)件之間的裝配沖突，從而避免由于設(shè)計粗糙而影響到預(yù)制構(gòu)件的安裝定位，減少由于設(shè)計誤差帶來的工期延誤和材料資源的浪費。3 BIM技術(shù)在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段的應(yīng)用價值3.1 優(yōu)化整合預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)流程裝配式建筑的預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段是裝配式建筑生產(chǎn)周期中的重要環(huán)節(jié)，也是連接裝配式建筑設(shè)計與施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了保證預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)中所需加工信息的準(zhǔn)確性，預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠家可以從裝配式建筑BIM模型中直接調(diào)取預(yù)制構(gòu)件的幾何尺寸信息，制定相應(yīng)的構(gòu)件生產(chǎn)計劃，并在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的同時，向施工單位傳遞構(gòu)件生產(chǎn)的進度信息。為了保證預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量和建立裝配式建筑質(zhì)量可追溯機制，生產(chǎn)廠家可以在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段為各類預(yù)制構(gòu)件植入含有構(gòu)件幾何尺寸、材料種類、安裝位置等信息的RFID芯片，通過RFID技術(shù)對預(yù)制構(gòu)件進行物流管理，提高預(yù)制構(gòu)件倉儲和運輸?shù)男省?.2 加快裝配式建筑模型試制過程為了保證施工的進度和質(zhì)量，在裝配式建筑設(shè)計方案完成后，設(shè)計人員將BIM模型中所包含的各種構(gòu)配件信息與預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠商共享，生產(chǎn)廠商可以直接獲取產(chǎn)品的尺寸、材料、預(yù)制構(gòu)件內(nèi)鋼筋的等級等參數(shù)信息，所有的設(shè)計數(shù)據(jù)及參數(shù)可以通過條形碼的形式直接轉(zhuǎn)換為加工參數(shù)，實現(xiàn)裝配式建筑BIM模型中的預(yù)制構(gòu)件設(shè)計信息與裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)系統(tǒng)直接對接，提高裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的自動化程度和生產(chǎn)效率。還可以通過3D打印的方式，直接將裝配式建筑BIM模型打印出來，從而極大地加快裝配式建筑的試制過程，并可根據(jù)打印出的裝配式建筑模型校驗原有設(shè)計方案的合理性。4 BIM技術(shù)在裝配式建筑施工階段的應(yīng)用價值4.1 改善預(yù)制構(gòu)件庫存和現(xiàn)場管理裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過程中，對預(yù)制構(gòu)件進行分類生產(chǎn)、儲存需要投入大量的人力和物力，并且容易出現(xiàn)差錯。利用BIM技術(shù)結(jié)合RFID技術(shù)，通過在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的過程中嵌入含有安裝部位及用途信息等構(gòu)件信息的RFID芯片，存儲驗收人員及物流配送人員可以直接讀取預(yù)制構(gòu)件的相關(guān)信息，實現(xiàn)電子信息的自動對照，減少在傳統(tǒng)的人工驗收和物流模式下出現(xiàn)的驗收數(shù)量偏差、構(gòu)件堆放位置偏差、出庫記錄不準(zhǔn)確等問題的發(fā)生，可以明顯地節(jié)約時間和成本5。在裝配式建筑施工階段，施工人員利用RFID技術(shù)直接調(diào)出預(yù)制構(gòu)件的相關(guān)信息，對此預(yù)制構(gòu)件的安裝位置等必要項目進行檢驗，提高預(yù)制構(gòu)件安裝過程中的質(zhì)量管理水平和安裝效率。4.2 提高施工現(xiàn)場管理效率裝配式建筑吊裝工藝復(fù)雜、施工機械化程度高、施工安全保證措施要求高，在施工開始之前，施工單位可以利用BIM技術(shù)進行裝配式建筑的施工模擬和仿真，模擬現(xiàn)場預(yù)制構(gòu)件吊裝及施工過程，對施工流程進行優(yōu)化;也可以模擬施工現(xiàn)場安全突發(fā)事件，完善施工現(xiàn)場安全管理預(yù)案，排除安全隱患，從而避免和減少質(zhì)量安全事故的發(fā)生。利用BIM技術(shù)還可以對施工現(xiàn)場的場地布置和車輛開行路線進行優(yōu)化，減少預(yù)制構(gòu)件、材料場地內(nèi)二次搬運，提高垂直運輸機械的吊裝效率，加快裝配式建筑的施工進度。4.3 5D施工模擬優(yōu)化施工、成本計劃利用BIM技術(shù)，在裝配式建筑的BIM模型中引入時間和資源維度，將“3D-BIM”模型轉(zhuǎn)化為“5D-BIM”模型，施工單位可以通過“5D-BIM”模型來模擬裝配式建筑整個施工過程和各種資源投入情況2，建立裝配式建筑的“動態(tài)施工規(guī)劃”，直觀地了解裝配式建筑的施工工藝、進度計劃安排和分階段資金、資源投入情況;還可以在模擬的過程中發(fā)現(xiàn)原有施工規(guī)劃中存在的問題并進行優(yōu)化，避免由于考慮不周引起的施工成本增加和進度拖延。利用“5D-BIM”進行施工模擬使施工單位的管理和技術(shù)人員對整個項目的施工流程安排、成本資源的投入有了更加直觀的了解，管理人員可在模擬過程中優(yōu)化施工方案和順序、合理安排資源供應(yīng)、優(yōu)化現(xiàn)金流，實現(xiàn)施工進度計劃及成本的動態(tài)管理(如圖4所示)。5 BIM技術(shù)在裝配式建筑運維階段的應(yīng)用價值5.1 提高運維階段的設(shè)備維護管理水平借助BIM和RFID技術(shù)搭建的信息管理平臺可以建立裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件及設(shè)備的運營維護系統(tǒng)6。以BIM技術(shù)的資料管理與應(yīng)急管理功能為例，在發(fā)生突發(fā)性火災(zāi)時，消防人員利用BIM信息管理系統(tǒng)中的建筑和設(shè)備信息可以直接對火災(zāi)發(fā)生位置進行準(zhǔn)確定位，并掌握火災(zāi)發(fā)生部位所使用的材料，有針對性地實施滅火工作。此外，運維管理人員在進行裝配式建筑和附屬設(shè)備的維修時，可以直接從BIM模型中調(diào)取預(yù)制構(gòu)件、附屬設(shè)備的型號、參數(shù)和生產(chǎn)廠家等信息，提高維修工作效率。5.2 加強運維階段的質(zhì)量和能耗管理BIM技術(shù)可實現(xiàn)裝配式建筑的全壽命信息化，運維管理人員利用預(yù)制構(gòu)件中的RFID芯片，獲取保存在芯片中預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠商、安裝人員、運輸人員等的重要信息。一旦發(fā)生后期的質(zhì)量問題，可以將問題從運維階段追溯至生產(chǎn)階段，明確責(zé)任的歸屬。BIM技術(shù)還可以實現(xiàn)預(yù)制裝配式建筑的綠色運維管理，借助預(yù)埋在預(yù)制構(gòu)件中的RFID芯片，BIM軟件可以對建筑物使用過程中的能耗進行監(jiān)測和分析，運維管理人員可以根據(jù)BIM軟件的處理數(shù)據(jù)在BIM模型中準(zhǔn)確定位高耗能所在的位置并設(shè)法解決。此外，預(yù)制建筑在拆除時可以利用BIM模型篩選出可回收利用的資源進行二次開發(fā)回收利用，節(jié)約資源，避免浪費。6 結(jié) 語從以上