裝配式建筑工程施工BIM技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐
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近些年，建筑行業(yè)在建筑工程施工過(guò)程中趨向于采用裝配式的建筑工程施工。目前，我們通常提到的裝配式建筑工程是指在施工中要用到的各種建筑材料及相關(guān)組成部分由工廠來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，在最后的工程施工中將這些零散的部件進(jìn)行組裝和裝配。這樣的建筑施工能夠滿足實(shí)際需求的多樣化，也提高了個(gè)體建筑施工的便捷性。而bim技術(shù)也是在近些年才出現(xiàn)在人們的視線中，逐漸被應(yīng)用到了裝配式建筑施工工程，大大提高了工程裝配施工的整體效率，除此之外，還達(dá)到了建筑施工裝配階段的綠色環(huán)保的要求，促進(jìn)了裝配式建筑工程階段在整個(gè)建筑施工過(guò)程中的合理優(yōu)化，提高了整體施工水平。
1裝配式建筑工程
1.1裝配式建筑工程的概述
裝配式建筑在設(shè)計(jì)建筑階段已經(jīng)對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行選擇預(yù)制，并且規(guī)定了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裝配工藝，最終在個(gè)體建筑施工階段進(jìn)行構(gòu)件的組裝來(lái)進(jìn)行裝配施工。通過(guò)裝配式的施工方式，提高了整體建筑的施工效率。實(shí)現(xiàn)裝配式施工，最主要的是需要在建筑工程施工開(kāi)始之前就對(duì)需要裝配的構(gòu)件設(shè)計(jì)完畢，這就要求設(shè)計(jì)者能夠把握整體的建筑設(shè)計(jì)，避免在后期組裝裝配時(shí)產(chǎn)生不匹配不適用的情況。構(gòu)件由工廠進(jìn)行生產(chǎn)，其成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)，降低了工程施工的成本，提高了資源的合理利用。除了成本的減少之外，運(yùn)輸和施工難度也有所降低。建筑施工所需配件都較龐大，且不方便運(yùn)輸，但是運(yùn)輸結(jié)構(gòu)構(gòu)件顯然要比傳統(tǒng)的配件更容易操作。而且通常運(yùn)至建筑施工場(chǎng)所后再開(kāi)始進(jìn)行組裝，減少了工人的工作量，降低了實(shí)際操作的復(fù)雜性。可以說(shuō)裝配式建筑工程滿足了當(dāng)今任何行業(yè)都在要求的高效性與可持續(xù)發(fā)展，成為了推動(dòng)建筑行業(yè)持續(xù)快速發(fā)展的一個(gè)重要力量。
1.2我國(guó)裝配式建筑工程的發(fā)展現(xiàn)狀
裝配式建筑已經(jīng)產(chǎn)生了相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，而在過(guò)去，我國(guó)大多數(shù)開(kāi)發(fā)商更傾向于使用混凝土澆灌的建造方式，很少有人選擇使用裝配式建筑模式。裝配式建筑固然有許多其自身的優(yōu)勢(shì)，無(wú)論從成本、工期還是效率來(lái)講，遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)混凝土建造方式。但正因?yàn)槠渥陨淼南冗M(jìn)性，裝配式建筑對(duì)技術(shù)的要求較高，而過(guò)去我國(guó)還不具備這樣先進(jìn)的預(yù)制裝配的技術(shù)，因此，即便是大家都知道裝配式建筑的優(yōu)點(diǎn)，也極少有人會(huì)選擇嘗試改變建筑施工模式。近幾年，購(gòu)房熱度只增不減，購(gòu)房需求大大增加，傳統(tǒng)的建筑模式已經(jīng)滿足不了人們持續(xù)增長(zhǎng)的購(gòu)房需求，因此建筑工程施工模式勢(shì)必要進(jìn)行創(chuàng)新。我國(guó)的科技水平隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而不斷提高，過(guò)去不敢嘗試的裝配式建筑逐漸被人們所重視。隨著預(yù)制裝配技術(shù)水平的提高，裝配式建筑成為了新時(shí)代建筑工程施工的首選方式。已經(jīng)有不少知名的建筑企業(yè)在其開(kāi)發(fā)的建筑工程項(xiàng)目中運(yùn)用了裝配式建筑，并且取得了可觀的效益，這也為裝配式建筑進(jìn)入市場(chǎng)起到了引領(lǐng)的作用。
2BIM技術(shù)的概述
美國(guó)的一位教授最早提出BIM的概念，BIM的全稱為BuildingInformationModeling，顧名思義它是指在一個(gè)模型中囊括了建筑工程的所有信息，說(shuō)得具體一點(diǎn)就是將建筑工程項(xiàng)目的全部信息數(shù)據(jù)通過(guò)一個(gè)三維模型將其展示出來(lái)，這些信息可以包括建筑工程的施工程度、管理狀況、施工材料等。其實(shí)這個(gè)概念剛提出來(lái)的時(shí)候，僅僅是制作一個(gè)非常簡(jiǎn)單的產(chǎn)品模型，其包含的建筑信息也非常有限。但隨著經(jīng)濟(jì)全球化和第三次工業(yè)革命的推進(jìn)，數(shù)字化信息技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了BIM技術(shù)的成熟。隨著BIM技術(shù)的完善，它開(kāi)始進(jìn)入建筑行業(yè)，成為了目前在建筑行業(yè)中使用較為廣泛的一項(xiàng)技術(shù)。我國(guó)的建筑行業(yè)也已經(jīng)引入BIM技術(shù)，并稱之為建筑信息模型。它是一種能夠把工程設(shè)計(jì)建造進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理的工具，因此在我國(guó)的建筑行業(yè)中它主要被應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)的建造中。運(yùn)用BIM技術(shù)，通過(guò)各種模型將建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)信息進(jìn)行呈現(xiàn)，在工程項(xiàng)目施工的后期，BIM技術(shù)的共享傳遞功能能夠很好地展現(xiàn)出來(lái)。除了簡(jiǎn)單的搜集建筑工程項(xiàng)目的各類信息之外，BIM技術(shù)最主要的是其高效的信息整合傳遞作用，這對(duì)整個(gè)建筑工程設(shè)計(jì)建造過(guò)程的效率提高起到了非常重要的作用，避免了許多傳統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中常常出現(xiàn)的費(fèi)時(shí)耗力的弊端，使工程設(shè)計(jì)過(guò)程變得更加高效便捷，這對(duì)后續(xù)的施工過(guò)程也提供了很大的便利。BIM技術(shù)能夠在工程設(shè)計(jì)中深入分析資源、行為和交付這三個(gè)基本方面，結(jié)合建筑工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出最貼合實(shí)際的工程方案，提高了建筑工程的施工效率，降低了操作的復(fù)雜性，同時(shí)也在很大程度上控制了建筑工程中的風(fēng)險(xiǎn)。由此可見(jiàn)，對(duì)于建筑工程來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)需要深入研究并且值得大量投入應(yīng)用的技術(shù)手段。
3BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)
3.1建筑單位的優(yōu)勢(shì)
建筑單位在建筑工程項(xiàng)目中作為投資方，因此需要與工程中各項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人保持密切的聯(lián)系，并且時(shí)刻關(guān)注整體建筑的施工進(jìn)程，從而才能把握全局，推動(dòng)整個(gè)建筑工程的施工。在建筑工程中有幾個(gè)問(wèn)題是必須要建設(shè)單位來(lái)解決，例如如何縮短項(xiàng)目工期，降低建筑成本，控制施工風(fēng)險(xiǎn)等。BIM技術(shù)能夠替建筑工程簡(jiǎn)化不少煩瑣的步驟，它可以將各個(gè)項(xiàng)目的信息進(jìn)行搜集整合，利用模型的可視性，將整個(gè)建筑工程施工的情況呈現(xiàn)出來(lái)，讓建筑單位更直觀地了解全局，BIM技術(shù)還能夠結(jié)合建筑的實(shí)際情況和建筑單位的要求生成合適的方案，并且及時(shí)將最新的設(shè)計(jì)方案?jìng)鬟f給每位負(fù)責(zé)人，整體建筑的工程效率能夠因此而大大提高。
3.2設(shè)計(jì)單位的優(yōu)勢(shì)
裝配式建筑最重要的是要在建造施工前就交出合理的設(shè)計(jì)方案。BIM技術(shù)是建立在模型的基礎(chǔ)之上的，目前的技術(shù)已經(jīng)能夠運(yùn)用數(shù)字化三維模型來(lái)對(duì)實(shí)物進(jìn)行模擬。除了提供建筑設(shè)計(jì)方案之外，BIM技術(shù)還能夠模擬各種不同的場(chǎng)景，以此來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)方案的高度科學(xué)性和合理性。BIM技術(shù)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的矛盾結(jié)構(gòu)，而且用技術(shù)手段進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理能夠嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)化的要求來(lái)完成，能夠滿足多方對(duì)建筑的需求，還能夠提高預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)的實(shí)際可操作性。
3.3構(gòu)件制造商的優(yōu)勢(shì)
裝配式建筑施工最重要的就是要構(gòu)件的精細(xì)化。由于裝配式建筑是將一個(gè)整體模塊拆分成多個(gè)構(gòu)件通過(guò)最后組裝所進(jìn)行的，每個(gè)構(gòu)件與構(gòu)件之間的數(shù)據(jù)不能夠相差過(guò)多，甚至要做到最小差異性來(lái)保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和完整性。BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠有效解決構(gòu)件之間的精確程度。信息數(shù)據(jù)處理是BIM技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)，它能夠?qū)⒏鶕?jù)每個(gè)部件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在進(jìn)行構(gòu)件生產(chǎn)時(shí)，可以直接利用BIM技術(shù)將數(shù)據(jù)導(dǎo)入生產(chǎn)構(gòu)件的機(jī)器中，實(shí)現(xiàn)每個(gè)部件的數(shù)據(jù)能夠保持一致，而構(gòu)件生產(chǎn)商也能夠放心迅速地投入批量生產(chǎn)，提高了構(gòu)件的生產(chǎn)效率，同時(shí)也節(jié)省了許多生產(chǎn)成本。
3.4施工單位的優(yōu)勢(shì)
建筑施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)構(gòu)件的組裝是裝配施工的核心步驟，建筑工程的結(jié)構(gòu)都由這些部件組裝后才能夠完成，因此構(gòu)件裝配過(guò)程十分重要。BIM技術(shù)能夠通過(guò)數(shù)據(jù)信息模擬現(xiàn)場(chǎng)的裝配情況，對(duì)每個(gè)構(gòu)件進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控和調(diào)配，減少裝配過(guò)程中出現(xiàn)的數(shù)量不對(duì)，構(gòu)件不清等情況，對(duì)于每個(gè)構(gòu)件的數(shù)據(jù)信息也可以通過(guò)BIM技術(shù)直接進(jìn)行調(diào)取，能夠減少許多錯(cuò)誤情況的發(fā)生，讓裝配工作在BIM技術(shù)的輔助下有條不紊地進(jìn)行。
4裝配式建筑工程施工過(guò)程中BIM技術(shù)的應(yīng)用
4.1預(yù)制構(gòu)件的應(yīng)用
裝配式建筑工程施工過(guò)程中最重要的部分就是預(yù)制結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，這是保證裝配式建筑工程質(zhì)量最關(guān)鍵的部分。在工程施工前對(duì)預(yù)制結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及施工后對(duì)構(gòu)件的生產(chǎn)都能夠體現(xiàn)BIM技術(shù)的應(yīng)用。在工程的設(shè)計(jì)階段，BIM技術(shù)利用其高效的數(shù)據(jù)搜集處理功能，將建筑工程的信息進(jìn)行整理，對(duì)這些信息進(jìn)行參數(shù)化處理，通過(guò)BIM模型設(shè)計(jì)出合理的方案，同時(shí)借助BIM技術(shù)的模擬手段對(duì)工程設(shè)計(jì)進(jìn)行檢測(cè)勘驗(yàn)，減小工程圖與實(shí)際的誤差，及時(shí)修改優(yōu)化不合理的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，有效提高了預(yù)制構(gòu)件的科學(xué)性和標(biāo)準(zhǔn)化。在預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)中，同樣運(yùn)用了BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)盡可能減少圖紙與實(shí)物構(gòu)件之間的誤差。通過(guò)BIM技術(shù)將構(gòu)件的信息數(shù)據(jù)傳遞給生產(chǎn)商，讓生產(chǎn)商直接了解構(gòu)件的尺寸大小、材料使用，能夠提高構(gòu)件的質(zhì)量和精確度，提高之后的裝配過(guò)程的效率。
4.2工程施工的應(yīng)用
工程施工過(guò)程中通過(guò)BIM技術(shù)的信息整理和保存，直觀地把握整體工程施工情況，合理調(diào)配工程施工技術(shù)設(shè)備，統(tǒng)籌制定整體工程施工的規(guī)劃，也能夠通過(guò)實(shí)際情況及時(shí)制定下一階段的施工計(jì)劃。裝配式建筑工程比傳統(tǒng)工程的工序更加復(fù)雜，開(kāi)發(fā)商選擇在施工管理中應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠滿足裝配式建筑施工的高要求高標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)能夠避免施工中混亂情況的發(fā)生，保證施工能夠合理有序地進(jìn)行。除此之外，運(yùn)用BIM技術(shù)能夠準(zhǔn)確檢測(cè)每個(gè)施工點(diǎn)的施工情況，在緊急狀況來(lái)臨的時(shí)候能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并且第一時(shí)間就給出科學(xué)合理的應(yīng)急方案，有效地控制工程施工中的各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)。裝配式建筑的熱度在未來(lái)會(huì)只增不減，而BIM技術(shù)具有的先進(jìn)、高效、便捷的優(yōu)勢(shì)，能夠解決裝配式建筑工程施工過(guò)程中許多復(fù)雜的情況，提高整體建筑工程的施工效果。BIM技術(shù)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信息的處理，運(yùn)用數(shù)字化三維模型進(jìn)行設(shè)計(jì)和對(duì)實(shí)際情況的模擬實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)合理科學(xué)的工程圖，規(guī)范了預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)化了裝配中許多繁瑣的步驟，提高整體建筑的施工效率，同時(shí)還能夠保證裝配式建筑的施工質(zhì)量，并且施工過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)也得到了有效地監(jiān)管和控制。BIM技術(shù)是未來(lái)裝配式建筑工程的發(fā)展中必不可少的一項(xiàng)技術(shù)手段，開(kāi)發(fā)商應(yīng)該深入了解BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并且探究如何將其在建筑施工過(guò)程中最大程度的發(fā)揮出來(lái)，推動(dòng)裝配式建筑的發(fā)展。
作者：孫鵬 單位：湖北雅華建筑安裝有限公司