BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用

王士军

(鹤壁职业技术学院,河南 鹤壁 458030)

在国民经济稳步发展的背景下,环境问题日渐凸显,传统建筑行业以污染重、资源消耗量大、浪费率高的缺陷,饱受社会的争议。同时,装配式建筑具有工期短、污染少、资源使用率高的特点,还呈现系统化设计、工厂化构建生产及专业化安装等模式,使之逐步取缔传统现浇式建筑的地位。特别是在BIM技术飞速发展的今天,强调其在装配式建筑中的应用,能够显著增强建筑设计、施工和生产等层面的效率,为建筑行业的健康发展创造条件。

1 BIM技术的思考

1.1 概述

BIM(即为Building Information Modeling)系统即为信息化管理系统,而以工程建设为核心的系统则为建筑信息模型,通过对参建方、施工方和运营方等相关信息的收集整理,构建多元化数据库,再利用数字仿真模拟的形式构建建筑物,以便为建筑管理创造全生命周期平台。而在BIM系统运行期间,业主和设计方、总包方及分包方、监理方与供应方应做好协调工作,以多方位、多渠道的特点,强调信息化文件管理与维护的意义。

1.2 优点

其一,智能控制。对于BIM技术而言,其核心优点即为智能控制,即通过规划设计、建筑设计和招投标、造价、质量与进度、合同、物资及施工模拟等环节的智能控制管理,使之在增强员工作业效率的同时,提高企业和工程的整体效益。其二,协同作业。装配式建筑结构施工过程中,BIM技术在设计阶段中的使用,能够借助碰撞检测的方式,预防设计缺陷或误差；BIM技术在施工节点中的使用,以工程方案模拟的形式,对各岗位和各工种予以协调把控,强化自身的管理水平。简而言之,BIM技术既具有系统性的特点,还可依据系统工程的角色,对各建设主体、各设计专业予以协作把控,保证自身的最佳效果[1]。

2 BIM技术在装配式建筑结构施工中的价值

2.1 增强建筑设计效率

在装配式建筑设计过程中,各预制构件间的预埋、预留设计项目,往往需要设计人员的协调配合,否则难以达到预期效果。随着BIM技术设计平台的创建,设计人员可通过对设计信息的精准检索,做好设计方案的修改与优化,再融合云端技术、BIM技术的使用,科学把控碰撞功能和自动纠错功能间的作用,便于装配式建筑结构设计工作的序性施行。再者,预制构件具有样式繁多、种类多样的特点,较大的出图量,为BIM技术的协同效果夯实基础。即授予建筑设计者、构件设计者、技术及管理者不同的权限,使之能够在融合各项技术与管理优势的同时,提高建筑结构整体设计效率,避免项目成本增加、资源浪费等问题[2]。

2.2 便于对预制构件的有序设计

BIM技术在建筑结构施工中的应用,能够保证项目信息的共享性、开放性特点。即设计者将设计方案传至云端服务器,再以云端样式、尺寸登上护具整合的方式,构建各预制构件资源库,例如门窗等。随着预制构件资源库的逐步积累,利用同类型预制构件间的比较,对其标准形状、模数尺寸予以定位把控,不仅可便于建筑结构中预制构件的有序设计,还可保证装配式建筑弧形的丰富性,以便更好满足居民的多元化需求。

2.3 预防设计误差

设计者可通过BIM技术的标准化使用,使之能够在做好预制构件、装配式建筑结构间精细化设计的前提下,避免施工环节存在的各项装配偏差。即在具体情况下,融合BIM技术,对预制构件的尺寸、钢筋直径和间距、钢筋保护层等数据间的设计定位,再依据BIM三维视图模型的创建,直观展现各预制构件间的契合度,辅之碰撞检测功能的融合,对其各节点安全性、可靠性予以管控,避免预制构件装配过程中冲突问题的出现,继而杜绝由设计误差引起的材料浪费、资源浪费和工期延误等现象。

3 BIM技术在装配式建筑结构施工中的具体应用

3.1 建筑设计环节

(1)设计质量：对于装配式建筑工程而言,其在设计过程中往往包含预制构件预埋、预留等设计,而设计者更是借助协同配合的方式,提高自身设计效率。例如：BIM技术的使用,能够在全方位掌握建筑工程各项设计信息的同时,对原有设计方案予以优化整理,再借助冲突信息的筛选,预防建筑设计环节各项问题的出现。特别是在装配式建筑预制构件样式、种类相对繁多的情况下,以设计图纸为核心的建筑结构设计,BIM技术的有效融合,能够保证设计方案的科学性和合理性,节约方案设计时间或精力,增强自身的效果及价值。

(2)专业化构件设计：装配式建筑设计中,BIM技术的融合,不仅可保证各信息间的共享性、开放性,还可将设计方案传递至终端服务器处,依据标准化尺寸、样式等参数的把控,对各类设计方案予以比较,以便能够保证装配式建筑结构、预制构件的尺寸及性状的标准化、合理性。该种方式的使用,不仅可保证建筑户型的多元性,还可展现建筑设计整体的设计水平及价值。

(3)预防设计误差：BIM技术在装配式建筑中的使用,可在做好建筑结构、预制构件精细化设计的前提下,预防施工误差的出现。再依据各预制构件间距、尺寸与直径间的管控,对其予以精准化定位,辅之三维视图的呈现,从根本上预防工期延误、材料浪费等现象的出现。

3.2 预制构件生产环节

(1)设计流程：以装配式建筑全生命周期设计为导向,预制构件的生产设计时期核心组成架构。若要更好满足此目标,则可依据BIM模型内的尺寸信息,借助构件设计计划的科学拟定,向施工单位提供相关信息数据,以便可保证各信息间的系统性、协调性与同步性。此项环节中,BIM技术的使用,既可保证预制构件各流程间的优化整合,还可为后续建筑水平的把控夯实基础。

(2)模型设计及制作：装配式建筑设计过程中,BIM技术的科学使用,可显著增强建筑模型设计、制作等环节的效率。例如：装配式建筑方案设计结束时,可要求设计者对各配机构间的信息予以整合,以便更好达到预期效果。另外,还应做好和预制构件厂商间的写作,要求厂商在充分掌握产品材料参数及尺寸的前提下,以企业间的对接为导向,逐步增强自身的生产效率,满足自动化生产的目标。

3.3 施工环节

(1)施工效率：装配式建筑预制构件设计期间,其分类生产、存储等作业的施行,需要诸多人力、物力等资源的支撑,但应对其常见漏洞予以精准把控。即在此过程中,BIM技术的使用,往往多集中在构件生产、运输等领域,通过对各信息间的读取,依照相应电子信息表,逐步减少由传统人工、物流管理等条件下引起的各类偏差,还可从源头上预防预制构件设计和管理等问题。

(2)施工水平：施工工艺作为装配式建筑结构施工中的关键,以工艺复杂性的特点,对施工机械化标准要求较高。若要杜绝此类问题的出现,则可依据BIM技术的模拟与仿真工艺,以便可在做好预制构件现场安装、现场优化的前提,及时应对突发事件,不仅可强调工程现场安全管理的意义,还可从根本上杜绝安全时和安全隐患的滋生。

3.4 项目维护环节

在装配式建筑项目维护环节中,BIM技术的应用主要体现在以下几点：以自身较强的资料管理、应急管理功能,对信息管理系统予以协同把控,特别是在火灾事故期间,有效的建筑和设备等信息的管控,能够精准定位火灾事故点,再通过科学的灭火措施,避免增加相关损失；而在项目运行与维护过程中,BIM技术以精准化数据信息把控的方式,对其可能存在的安全隐患或质量隐患予以审核,再通过设备监测或优化的形式,预防各类事故的滋生。

4 结束语

总而言之,BIM技术以自身独特的优势,在装配式建筑结构设计、预制构件生产与施工、项目后续维护及管理等领域取得良好成绩。即以增强建筑结构整体设计水平为导向,逐步强化自身施工效率、管理质量,不仅可预防建筑结构施工中各类问题的出现,还可保证建筑行业健康发展的基调,保障建筑企业自身的竞争软实力。