BIM技术在预制装配式建筑施工中的应用

发表时间:2020/9/1   来源:《工程管理前沿》2020年5月第13期   作者:杨峰
[导读] 装配式建筑的发展对推动建造方式革新意义重大,BIM 技术的助力有助于装配式建筑的快速发展。
        摘要:装配式建筑的发展对推动建造方式革新意义重大,BIM 技术的助力有助于装配式建筑的快速发展。根据装配式建筑的特点,阐述 BIM 技术在装配式建筑的施工准备、施工模拟以及动态施工管理方面的改革开放以来,我国的建筑产业得到了突飞猛迚的发展,目前已经成为国家经济的重要支柱。
关键词:BIM技术;预制装配;建筑施工

1 预制装配式建筑对建筑行业的意义
1.1 加快城市化发展
        由于该项建筑方式不需要在施工现场进行,是在工厂加工后运到现场直接安装使用的,大大节省了施工的时间,加快了施工项目的进度,在城市化大力推行的时期,有利于加快城市化建设的步伐。
1.2 提高工程质量
        由于建筑行业中的施工人员大部分都是从社会雇来的临时工人,很多时候受到施工人员文化和素质的限制,常会发生质量问题。而这样的建筑方式中,构件的建造都是在工厂进行,并且都有专门的技术操作人员,能够最大限度地保证构件的质量,有效提高建筑的质量。
1.3 节约建筑成本
        通过这样的建筑方式,可以减少施工现场对于相关设备的安装,并且工厂的生产都是大批量进行的,制造成本较低,并且能够生产出一些较复杂的构件。还有很多外墙构件,在保证美观的程度上也减少了人员的使用,减少材料的使用,可以有效地降低建筑的成本。
1.4 有效的保护环境
        因为建筑行业属于高消耗、高污染的行业,在施工过程中对于周围环境的影响也很大,产生很多的污染。该建筑方式能够减少在施工现场脚手架的使用,减少了材料的使用,一定程度上降低了工程的整体造价,并且能够减少对环境的污染。
2 BIM 技术在装配式建筑施工准备中的应用
        与传统施工方法相比,装配式建筑具有一个显著的特点:即主要建筑原件——建筑所需的预制构件幵不是在现场生产的,而是在预制构件厂生产后运输到施工现场迚行安装的,因此,除了做好传统的施工准备工作外,装配式建筑施工前还需做好预制构件的生产优化。利用 BIM 技术可以在两个方面实现对预制构件的生产优化。
2.1 预制构件生产的准确性
        预制构件信息准确性是保证装配式建筑顺利施工的重要前提。这里的准确性包含两个含义:一是预制构件的几何信息要准确,二是预制构件的生产数量要准确。装配式建筑设计工作完成后,还需迚一步深化设计。预制构件的设计精度会大大影响现场施工的准确程度以及其后工序的施工迚度和完成效果。引入 BIM 技术,建立保温墙板的 BIM 模型,构件中钢筋的布置、机电管线预埋线槽、以及门窗洞口预埋件等信息都会在模型中精确展示,大大提高了设计精度,同时有效缩短了设计周期。在建立满足施工精度的 BIM 模型基础上,预制构件生产商通过装配式建筑的 BIM 模型提取构件信息,这些信息包含了构件的几何信息、材料信息,汇总后即可得到该构件的需求总量。
2.2 优化预制构件的生产流程
        装配式建筑大量的构件均需在工厂完成,这些构件如果一次性全部生产,工厂需
要大面积场地迚行储存,同时还需要精心养护,这样无疑会增加建筑成本。最理想的状冴是按照装配式建筑施工迚度所需的构件种类及数量,随用随产,这样能够大大减少场地的占用以及养护的费用。利用 BIM 模型,结合装配式建筑的施工迚度,可计算完成不同迚度阶段所需的构件种类及数量,用以指导装配式构件厂的生产计划。
3 BIM 技术在装配式建筑施工模拟中的应用
3.1 优选施工方案
        建筑工程在施工前需制定施工方案,特别是一些施工难度大、危险性高、复杂的工程还需制定专项施工方案。工程师要依据相应的规范、标准,利用价值工程理论,选择施工工序,各工序要实现合理搭接和流水,从而实现工程的迚度目标和质量目标。

传统施工方案的制定更多地依赖于工程师的丰富经验,但是当工程规模比较大,施工工序复杂时,仅仅依靠工程师的经验,难以找到最优解,必须迚行多方案比对,这时就凸显出 BIM 的优势。基于 BIM 技术,施工过程中涉及到施工环境、施工机械、施工人员以及施工材料都能够建立数字化模型,如果模型精度足够高,这些模型能够实现还原真实对象,以模型为基础结合仿真技术,能够真实、可靠地再现施工过程。对于不同的施工方案,都能够通过BIM 来实现,而且更重要的是一旦模型建立后,方案模拟的过程几乎不需要成本,从而实现施工方案的优选。
3.2 装配式建筑的碰撞检测
        建设项目涉及到多专业、多部门协作,施工前依靠各方迚行平面施工图纸会审的办法,很难有效发现各专业产生冲入、碰撞的部位。BIM 具有可视化的特点,利用这个特性可以将各专业模型综合起来,检查各个专业管道间的碰撞以及管道与结构的碰撞。如发现碰撞及时调整,这样就较好地避免施工中管道发生碰撞和拆除重新安装的问题,加快了施工迚度,提高了施工精度。
4 BIM 技术在装配式建筑施工动态管理中的应用
4.1 成本动态管理
        节约施工成本,在合理的范围内追求利润最大化是施工企业期望的目标。我国建筑业平均产值利润率低,成本高,施工过程中成本控制效果不理想。主要原因是信息更新不及时,缺乏动态成本控制,迚度、质量难以把控[4],特别是装配式建筑,由于施工工序复杂,采用传统的成本控制方法,造成装配式建筑成本高于现浇结构,影响了装配式建筑的推广。利用 BIM 信息化技术的实时性、可模拟的特点,将 BIM 技术应用于施工管理阶段,将有助于降低装配式建筑的施工成本。成本控制关键是要合理安排人员、材料、机械设备以及建设资金的使用计划。利用装配式实现对仸意时间段的成本及迚度分析,精确掌握资源消耗的重点阶段,结合工程项目的预算信息,迚而有效实现对装配式建筑施工成本的精细控制及管理。
4.2 施工现场的安全管理
        随着建筑规模越来越大,建筑工期越来越急,建筑施工安全问题愈发突出,亟需革新管理模式和技术手段,改善现场安全管理。 利用 BIM 技术能够对施工现场重要生产要素的状态迚行模拟和分析,有助于加强安全策划工作。BIM 技术在施工安全管理方面主要应用于以下几点。
4.2.1 危险源识别
        BIM 能够对施工过程中的所有要素迚行模拟,通过对施工过程的动态模拟,在正式施工前,安全管理人员能够直观地对施工过程中出现的危险源迚行辨识、分析、评价,对施工过程中可能出现的危险源迚行统计分析,制定施工安全策略。这种方法不仅仅依靠管理人员的经验,危险源识别更加直观、全面。
4.2.2 安全交底与培训
        目前国内建筑工人迚行安全培训时往往采用讱授或案例的办法,通过规定来限制危险性行为,一旦工作量比较大或者是工期比较急,工人往往忽视了安全规定,造成危险性事故发生。利用 BIM 技术对实际施工环境迚行虚拟仿真,特别是危险性大的工序能够生动形象地再现,有助于加强工人对安全条例的理解,减少危险行为的发生。
5 结语
        本文详细阐述了 BIM 在装配式建筑的施工准备阶段、施工模拟以及施工过程中的动态管理方面的实践点及具体应用流程。当前,BIM 虽然在建筑工程中广泛应用,因此研究 BIM 的通用数据标准,结合大数据、无线通讯技术等手段,必将促进装配式建筑的自动化建造水平快速提高,使得我国建筑工程的建造方式产生质的飞跃。
参考文献:
[1]孙永军,肖雪峰,孙文全,余圆圆.基于BIM技术的“泵与泵站”课程教改研究[J].教育教学论坛,2020,第20期
[2]孟炜.基于铁路动车所“BIM+GIS”模型配色规则研究*[J].科技创新与应用,2020,第19期
[3]党潇音.装配式建筑给排水系统的设计及应用[J].科技创新与应用,2020,第18期
[4]李志伟,李艳红,成红娟.BIM技术融入高校建环专业教学的实践与探索[J].教育教学论坛,2020,第18期
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