摘要:自装配式建筑在我国应用以来,国家对装配式建筑的引导建设大力推动,预制装配式建筑建设得以广泛应用。但由于装配式建筑中的各种问题,装配式建筑技术还需要不断提升。所以,在装配式建筑中,需要合理利用 BIM 技术,提升装配式建筑建设施工技术,促进其发展。本文通过对 BIM 技术应用于装配式建筑建设进行研究,发现利用 BIM 技术能够有效提高设计效率,减少设计误差,从而优化施工过程的各个环节。对于提高装配式建筑发展水平,具有重要的意义。
关键词:装配式建筑;BIM技术;运用研究
长期以来,我国建筑行业一直采用传统的设计和施工方法。由于装配式技术在我国发展不成熟、采用装配式会使得人员需求减少,国家在就业问题及技术缺陷双重压力下采用了现浇式。但是,随着BIM 技术发展逐步体系化,装配式建筑技术的应用更是愈发成熟,因此装配式建筑需要充分与 BIM 技术结合。
一、装配式建筑的特点
(一)建筑工期较短
装配式建筑的首要特点就是工程周期较短。具体表现为:第一,装配式建筑在实际的施工过程中,和传统的技术相比较,工期可以缩短约 70%,最快可以在一周之内建好一层楼;第二,目前,装配式技术主要被应用在建筑的外墙保温和抹灰环节,施工流程较为完善,因此,施工周期较短,可以有效节约施工成本,保证企业的经济利益。
(二)对环境污染较小
在实际的建筑建设过程中,通常情况下都会涉及混凝土、沙子、水泥等施工材料的现场搅拌和堆砌工作,故而对施工现场周围的环境污染也较大。例如,粉尘污染和施工垃圾污染。而装配式建筑和传统建筑相比较,在施工过程中是直接进行现场装配和连接的,因此,对环境的污染也较小。
二、BIM 技术在装配式建筑前期的技术应用
(一)装配式标准化族库的建立
将 BIM 技术应用于装配式建筑,可以融合两者优势。装配式建筑结构模型能够依靠 BIM 技术高效实现,建立装配式标准化“族”库能够大大提高建模效率,并且软件中自带的碰撞校核管理器可以对模型进行碰撞信息检查,避免预制结构的连接区域钢筋密集交错出现碰撞。由于 BIM Structure技术在构建结构模型时不能满足预制混凝土深化设计要求,所以在建模过程中我们可以应用到 Tekla Structure 软件。先利用 revit 建立各种构件族,然后,在 Tekla Structure 中开发参数化节点进行配筋。在建模过程中将相关构件做成参数化构件,形成标准化的构件库。
(二)应用 BIM 技术的装配式构件生产
装配式周期中一项重要环节就是装配式建筑的构件生产阶段,是过渡工程项目设计和施工的重要阶段。在传统构件生产过程中,普遍都是设计单位向构件生产厂家提供各构件详细图纸,构件生产厂家通过二维图纸上所提供的信息进行人工读取收集,这种方式难免出现因为图纸读取错误而导致构件数据错误的情况,使得设计施工无法按期开展。如果将BIM 技术应用于装配式构件生产过程,则可以将构件模型信息直接传输给构件生产厂家,所有产品所需要的尺寸、材料、预制构件的钢筋水泥等参数信息都能够通过 BIM 软件直观的表达给构件生产厂家,所有设计单位提供的设计数据和参数都可以通过条形码的形式直接转换为加工参数,在构件生产阶段运用 BIM 技术能够完全实现设计信息与生产系统的直观对接,避免构件的生产错误、提高预制构件生产的自动化程度和生产效率。
三、BIM 技术在装配式建筑施工过程中的技术应用
(一)BIM 应用于装配式建筑施工过程模拟
在实际工程中,能够通过软件的施工模拟技术,演示出施工工程中可能存在的缺陷,便于及时调整施工方案,避免施工事故,减少资源浪费。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆比如在吊装预制装配式建筑构件时,在构件现场吊装管理方面也可以利用 BIM 软件,以通过在施工计划中写入构件属性的方式来构建管理模型,结合吊装方案来模拟施工。明确制定施工方案之后,工作人员就能够通过平板手持设备对工程项目全程施工进行辅助管理。在模拟施工中,塔吊的工作范围和整个工地各运输路线的计划都要考虑,以及各施工环节的衔接配合都应在设计阶段提前计划完善,以此保证各构件的装配质量。在模拟施工过程中,要综合施工现场场地模型、施工项目结构模型和施工计划等内容,通过 BIM 软件制作具备时间节点按施工计划顺序衔接各施工阶段的模拟动画,能将项目施工过程更加直观的表达出来。
(二)BIM 应用于装配式建筑材料管理
BIM 技术可以对材料管理方面做出完善和改进。在装配式建筑预制构件生产过程中,预制构件生产场地现场会堆积许多材料及构件,这时候对预制构件进行分类生产和存储会耗费极大人工财力资源,并且极其容易出现问题。将 BIM 技术应用于材料生产以及运输中,则能够实现对施工现场场地的准确模拟。通过对工程项目实际情况的了解,对施工各阶段所需构件数量进行提前准备,防止施工现场材料出现短缺或堆积过量的情况。验收工作者依据电子信息表对构建信息进行采集,有效提高验收的工作效率。在实际施工时,如果施工进度发生变动,验收工作者要依据材料进厂计划对实际材料进场情况进行灵活安排,确认工作区域的构件数量符合要求。待施工完毕后,利用 BIM 软件对构件和材料的实际消耗情况进行记录整理,并且对比分析各项构件材料的计划用量和实际用量,为后续施工管理的材料管控做好准备。
(三)BIM 应用于装配式建筑碰撞检测
碰撞检测就是应用 BIM 软件对项目设计阶段的各项管线布置碰撞进行检查。对建筑项目设计图纸范围内的管线布设与建筑、结构平面布置和竖向高程相协调的三维协同设计工作进行完善,为防止实际工程中各构件存在空间冲突,最大程度的减少碰撞,在设计阶段做好碰撞检测能够防止错误的设计方案应用于施工阶段,给项目工程带来不必要的损失。利用 BIM 技术制定设备管线协调方案,相比于传统方案工作效率得到了极大提高,极大程度地减少设计失误,提高了不 同专业间的协作水平。理论上将 BIM 技术应用于工程项目碰撞检测能够最大程度的提高工程项目设计效率,但实际上,BIM 技术还未在碰撞检测的实际应用中得到充分实践。使用BIM 技术进行碰撞检测的工程项目虽然得到了良好的检测效果,但在使用和管理方面仍存在许多不足之处,需要予以重视并加以解决。
(四)BIM 技术在装配式建筑运营维护阶段的技术应用
BIM 应用于装配式建筑信息管理项目从立项到建造完成期间产生的所有信息都可以通过BIM 模型的建立存储在运维管理数据平台中。所有信息经过软件的整理归类之后,可以对应关联建筑建造过程中产生的所有组件。同时,运营维护阶段中设备参数和维护信息等信息也可以通过 BIM 模型进行关联存储,实现快速精确查找,防止信息丢失,减少手动搜索信息的工作量。BIM 应用于装配式建筑设备故障检修BIM 模型具有可视化的特点,可以将传统二维 CAD 绘图的建筑构件和结构以三维的形式显示。在实际的运营维护中,隐藏在建筑物内部的水、电、气等隐蔽设备是无法被观测的,而通过 BIM 的三维模型就可以直观反映出各隐蔽构件的具体位置,缩短了修理故障设备定位的时间,提高工作效率。
结语:
将 BIM 技术应用于装配式建筑建设,必将是未来装配式建筑发展的一大趋势。将 BIM 技术运用到装配式建筑的施工过程中有利于实现建筑项目施工的节能环保,有效减少施工现场各项施工工序造成的环境污染,从而推进装配式建筑行业积极发展,提高资源利用效率。目前,BIM 技术在装配式建筑建设中得到广泛的应用,但还存在 BIM 内容之间信息交互不便、缺乏利用所交换信息的能力、与旧有模式衔接不太顺利等问题,亟待深入研究,以确保装配式建筑在我国规范发展。
参考文献:
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[2]赵梓君,向奕萱.BIM技术在装配式建筑施工中的应用[J].中国科技信息,2019(20):36-37.
[3]杨清华.BIM技术在装配式建筑施工管理中的应用[J].工程建设与设计,2019(20):273-274.
论文作者:杨圣婴
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/17
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