BIM技術(shù)在裝配式建筑中的運用

1、BIM 技術(shù)在裝配式建筑中的運用【摘要】以BIM技術(shù)和裝配式建筑的概念為出發(fā)點，從國內(nèi)和國外角度分析了 BIM 技術(shù)在裝配式建筑中的應用?！娟P鍵詞】 BIM 技術(shù)；裝配式建筑；應用1 引言為使全國建筑業(yè)可以綠色健康持續(xù)發(fā)展，國家相關部門 出臺了各種關于大力推廣裝配式建筑的政策，并加大政策的 宣傳力度，這些政策從國家層面為裝配式建筑的發(fā)展奠定了 良好的基礎。建筑信息技術(shù)是發(fā)展裝配式建筑必要的技術(shù)支 承。BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應用，通過BIM技術(shù)對裝配 式建筑進行全專業(yè)一體化設計，實現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)、智能化建 造、裝配化施工、一體化裝修以及信息化運營等。在保證建 筑質(zhì)量的同時，提高建設效率，有效降

2、低建設成本，有效節(jié) 約建設資源，有效控制環(huán)境污染，從而促使整個建筑業(yè)的綠 色、健康發(fā)展。2 相關概念2.1BIM 技術(shù)BIM 即 BuildinglnformationMode-ling,是技術(shù)的一個集成 平臺。通過該技術(shù)集成平臺，組建一種多維的信息模型，使 建設項目的所有參與方參與規(guī)劃、設計、生產(chǎn)、施工、裝修、 管理和運營等階段,從根本上改變了從業(yè)人員依靠符號文字 和形式圖紙進行項目建設和運營管理的工作方式。在工程的 各個階段做到可視化模擬以及數(shù)據(jù)化、信息化描述,同時各 個專業(yè)之間協(xié)同工作。預先模擬復雜節(jié)點連接,檢測碰撞等 全新運作,實現(xiàn)了在建項目全生命周期內(nèi)提高工作效率和質(zhì) 量、減少錯誤和

3、降低風險的目標。整個建筑產(chǎn)業(yè)鏈的完善, 為實現(xiàn)裝配式建筑提供了一定的技術(shù)支撐。2.2 裝配式建筑裝配式建筑是指建筑的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、外圍護系統(tǒng)、設備與 管線系統(tǒng)以及內(nèi)裝系統(tǒng)的全部構(gòu)件或部分構(gòu)件采用預制形 式,然后把各個預制構(gòu)件運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場,通過可靠連接各 類預制構(gòu)件而建成的建筑。裝配式建筑是具有設計標準化、 生產(chǎn)工業(yè)化、施工裝配化、裝修一體化和管理信息化“五化 一體”的建筑。裝配式建筑減少了施工現(xiàn)場的澆筑作業(yè)量, 有效節(jié)約了勞動力資源,施工現(xiàn)場干凈整潔,符合綠色建筑 的要求1。裝配式建筑是一次產(chǎn)業(yè)變革，從傳統(tǒng)的分割式模 式轉(zhuǎn)型升級為全產(chǎn)業(yè)鏈系統(tǒng)模式。3BIM 技術(shù)在裝配式建筑中的應用舉例3.1 國

4、內(nèi)應用情況在大數(shù)據(jù)時代發(fā)展趨勢下，建筑信息化與裝配式建筑互 融發(fā)展，依托信息技術(shù)集成平臺，區(qū)別于傳統(tǒng)建筑業(yè)的操作 模式，實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)鏈共享信息平臺，推動裝配式建筑的健 康發(fā)展。例如，紹興某政府項目為鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑，建設 方在項目中采用BIM技術(shù)對項目的各個階段進行信息化管理。 通過 BIM 平臺進行可視化模型建設，復雜節(jié)點進行模擬預拼 裝，再把模型數(shù)據(jù)輸入生產(chǎn)車間設備，模型數(shù)據(jù)化直接導入 生產(chǎn)設備，避免了人為輸入易出錯的情況發(fā)生，而且生產(chǎn)出 來的構(gòu)件都有二維碼標識。當構(gòu)件運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后，施工 人員可以通過云端平臺掃描構(gòu)件上的二維碼，獲取構(gòu)件設計 加工和運輸信息，控制構(gòu)件質(zhì)量，提高施工進度。

5、又如趙巷 鎮(zhèn)地塊商品住宅項目，通過 BIM 技術(shù)進行施工流程的方案模 擬并進行優(yōu)化設計，PC構(gòu)件內(nèi)的鋼筋提前做碰撞檢測，以減 少鋼筋的浪費。PC構(gòu)件之間預先進行可視化模擬拼裝，實現(xiàn) 各 PC 構(gòu)件之間的無差錯安裝。通過協(xié)同平臺，機電模型與結(jié)構(gòu)模型進行碰撞檢查，修改后實現(xiàn)優(yōu)化出圖2。3.2 國外應用情況美國的住宅建設以極其發(fā)達的工業(yè)化水平為背景，具有 各產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展和勞動生產(chǎn)率高的特點。美國住宅使用的構(gòu) 件和部品的標準化、系列化、專業(yè)化、商品化和社會化程度 很高，幾乎達到 100%。美國住宅的主要結(jié)構(gòu)形式有木結(jié)構(gòu)、 混合結(jié)構(gòu)和輕鋼結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式推動了工業(yè)化的迅速發(fā)展 2012 年，美國建筑企業(yè)

6、采用三維協(xié)同設計比例值達到 71%。 美國政府通過頒布一系列 BIM 指導與實施標準推動 BIM 技術(shù) 應用于工業(yè)化建筑中3。日本的工業(yè)化住宅主要通過政府強 力推進實現(xiàn)，大力推動住宅標準化建設，建立優(yōu)良住宅部品 認定制度等。日本住宅主體結(jié)構(gòu)以預制裝配式混凝土 PC 結(jié) 構(gòu)為主，在多層住宅中大量采用鋼結(jié)構(gòu)集成住宅、模塊化建 筑和木結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了住宅的高度裝配化和集成化。2008 年以 來,BIM技術(shù)被應用于建筑業(yè)的可視化和三維協(xié)同設計中4。4BIM 技術(shù)在裝配式建筑全生命周期中的應用及方法4.1BIM 技術(shù)與標準化設計通過 BIM 技術(shù)建立裝配式建筑預制構(gòu)件庫的 BIM 模型， 以數(shù)字和圖形形式表

7、示這些構(gòu)件的信息，用 BIM 平臺進行智 能化控制：根據(jù)裝配式建筑部品部件的用途和使用位置進行 分類，統(tǒng)計數(shù)量和規(guī)格，逐步形成標準化的預制構(gòu)件庫 5， 為標準化設計積累素材。BIM技術(shù)還可通過可視化設計和信 息化管理對裝配式建筑中的預制構(gòu)件進行精細化拆分設計， 對預制構(gòu)件的類型和數(shù)量進行優(yōu)化設計。通過協(xié)同設計使各 專業(yè)在同一平臺上預先進行可視化模擬建造，使建筑中各類 管線鋪設、結(jié)構(gòu)高度和室內(nèi)環(huán)境等相互協(xié)調(diào)，避免碰撞，提 前打通裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈。4.2BIM 技術(shù)與工業(yè)化生產(chǎn)BIM 信息化技術(shù)把裝配式建筑的預制部品部件以圖形和 數(shù)據(jù)化信息導入工廠自動生產(chǎn)設備中。設備可以自動生成構(gòu) 件材料清單和

8、下料單等，并通過可視化表達幫助工人更好地 理解設計意圖。通過BIM技術(shù)的應用，可以縮短構(gòu)件生產(chǎn)循 環(huán)時間，使“拉動式生產(chǎn)系統(tǒng)”成為可能。通過BIM技術(shù)的 應用，還可以降低工廠優(yōu)化和深化設計費用，增加自動化設 計和分析軟件的使用，加強生產(chǎn)質(zhì)量控制和設計協(xié)調(diào)，減少 返工。4.3BIM 技術(shù)與裝配化施工通過 BIM 平臺提前對項目進行施工組織設計，以立體模 擬形式，對施工過程中的各個環(huán)節(jié)進行施工順序和施工進度 的模擬，解決施工過程中的“硬沖突”“軟沖突”“邏輯沖突”， 減少設計協(xié)調(diào)錯誤。例如，在兩塊墻板之間進行現(xiàn)澆作業(yè)時， 由于鋼筋間距過小,要通過BIM技術(shù)模型預先進行模擬施工, 進而解決混凝土內(nèi)預

9、埋管線空間的問題。5 結(jié)語將 BIM 技術(shù)應用于裝配式建筑中,使其全方位參與項目 建設前期、設計、生產(chǎn)、施工以及后期維護。 1）建設前期 使建設方較準確地把握項目的可行性,利用前期模型確定項 目的建筑性能和提高項目質(zhì)量。2）設計階段通過 BIM 技術(shù) 更早和更精確地進行可視化設計,避免低級錯誤的發(fā)生,隨 時生成與模型一致的二維施工圖。各專業(yè)之間相互協(xié)作,降 低圖紙錯誤,提高設計質(zhì)量。 3）生產(chǎn)階段利用設計模型進 行預制構(gòu)件生產(chǎn),快速修改設計變更內(nèi)容,在施工前及時發(fā) 現(xiàn)設計錯誤和遺漏。4）施工階段通過 BIM 技術(shù)完成的建筑 模型是建筑的真實反映,可以對建筑施工進行總體計劃,提 高工作效率,保證

10、工程進度,使高水平的施工技術(shù)運用到復 雜的項目中，同時增強設計與施工之間的聯(lián)系。 5)項目建 設后期 BIM 技術(shù)可以改善設備信息移交方式，為其提供良好 的設施運營和管理平臺。BIM技術(shù)在裝配式建筑中雖然已經(jīng) 有了一些發(fā)展，但仍存在一定的缺陷，主要表現(xiàn)在以下方面： 頂層制度設計相對滯后，裝配式建筑與BIM設計結(jié)合的發(fā) 展目標、重點任務和政策措施仍需完善；相關標準規(guī)范有 待健全；技術(shù)體系有待完善，目前迫切需要總結(jié)和梳理成 熟的可靠技術(shù)體系，總結(jié)國內(nèi)典型工程的經(jīng)驗；人才緊缺, 由于這種建設模式相對來講發(fā)展時間不長，目前，無論從設 計、生產(chǎn)和施工等各環(huán)節(jié)都存在人才不足的問題，嚴重制約 了新技術(shù)的發(fā)展。參考文獻1張璐薇，關瑞明.BIM技術(shù)發(fā)展及其建筑設計應用J.華 中建筑,2016(11):52-57.2董蘇然，許曉文,付素娟.BIM技術(shù)在裝配式建筑設計中 的應用實踐卩建設科技,2017(3) :37-39.3李湘