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摘要:基于BIM技术的装配式施工项目全生命周期信息管理,实现了协同施工过程,将有效提高预制施工项目的施工质量和管理水平。目前,我国装配式建筑的BIM技术应用和工业化生产还不够成熟,存在一定的局限性。基于BIM技术的装配式建筑项目信息化管理尚处于发展的初级阶段,正在从试点示范向规模化大力推进。为了实现BIM技术的装配式建筑信息管理的完美融合,需要在实践中进一步完善和探索。
关键词;BIM 技术;装配式建筑;信息管理
一、基于 BIM 技术的信息管理
基于 BIM 技术的装配式建筑项目信息管理的研究是以工程项目中的信息数据为基础,通过软件对建筑物的实际信息进行虚拟仿真,建立数据信息模型。在对装配式建筑进行信息管理时,通过汇总整理项目从初步设计、优化、构件的生产制造、运输安装及施工的全生命周期的各种信息,建立可视化的信息模型,为项目管理人员在过程中及时发现问题并处理解决提供了便利,同时也提升项目管理人员对项目工程信息的全面认识、理解,实现设计过程的可视化、构件生产的标准化、施工装配的高效化。
二、BIM技术在装配式建筑体系中存在的优势
与传统的建筑相比,装配式建筑体系在建设过程中具有建设组装技术难度低、施工时间周期短、建设建筑构件品质具有一致性等优点。因此,在现代工业化的发展过程中,装配式建筑体系成为建筑业转型的趋势。而BIM技术是实现装配式建筑推动建筑业转型的重要支撑。BIM技术是一种以 BIM为基础的数字化信息化建筑模型,运用BIM技术可以实现对建筑方案的设计、运用、施工及维护等全过程的管理和优化。装配式建筑体系中对装配式建筑改进上的痛点并不在技术层面,而是在装配式建筑建设过程中资源的利用和整合上,而BIM可以实现这一目的。BIM 技术在装配式建筑体系中应用的主要优势体现一体化上,不仅在装配式建筑结构中、电力设备中体现一体化,而且在过程上也体现一体化,即设计方案、生产施工、运营维护的一体化。 在BIM技术的支持下,有助于实现装配式建筑的标准化设计、数字控制、信息化管控的一体化和集成化的高水平。在信息技术方面,基于BIM信息数据设立构件库,可以知悉构件的尺寸和材料的种类,进行组装模拟和施工预演,实时监管并存储运维信息,在专业一体化的过程中实现建筑信息点对点的对接和传递及信息共享,并且在过程中统筹管理,提高效率,最终实现装配式建筑从设计到运维全过程生产的模式。
三、BIM 在建设工程信息管理中应用
3.1在设计阶段的应用
基于 BIM 技术的装配式建筑项目的信息管理在设计阶段通常是通过设计的相关参数,建立构件的数字模型并逐步完成对项目工程进行整体的可视化设计。建立 BIM 模型过程可分三个部分 : 方案的初步设计、模型深化设计及方案优化。第一,初步设计。在传统模式下,设计单位在设计绘制施工图过程中,经常存在构件信息的错、漏,以及各个专业如土建、安装等施工图纸相同构件在不同专业的施工图上数据信息存在差异,从而可能导致在后续的构件制作、吊装过程中一系列的问题。BIM 技术就很直观的解决了这个问题。基于 BIM 构成构件的族中涵盖了工程项目中所包含的各个构件的信息,诸如 : 构件的类型、材质、尺寸等参数信息。若构件模型的族中某一个参数信息改变,则在通过由族构建的 BIM 模型中与之对应的所有位置的该构件信息都会随之更新,使其在模型中的信息参数始终保持一致性。这就直接解决了图纸信息不一致等错误。基于 BIM 的信息管理使构件设计信息得到及时更新和传递,大大提高建筑设计的质量和效率,也为进一步实现项目设计阶段的整体性、协同性奠定了基础。第二,协同工作进行深化设计。基于 BIM 技术建立可视化模型,使设计方各专业高度协同化工作成为了可能。在设计深化阶段,通过各个设计专业建立的 BIM 模型整合,对建筑结构碰撞检查、管线进行优化排布,及时消除设计中存在的问题等。降低了装配式建筑在施工过程中可能出现的碰撞问题、预埋件错位等传统的设计问题,从而从根本上减少了不必要的设计变更与返工,为后续预制构件的生产及安装施工提供有力保障。第三,设计方案的优化。设计方案优化应从项目规模与建筑形式方面分析 : 项目的规模越大、结构形式越复杂、设计时通常会造成构件的规格杂乱。因此,在预制构件数量一定时,因构件种类的增多,降低构件厂商模具的周转率,影响模板充分的利用 ; 另一方面增加了设计的工作量及复杂性。设计方案的优化,应尽可能使构件模数化、标准化,减少模具种类。基于 BIM 技术装配式建筑的信息管理,在设计阶段设计方案优化时发挥着巨大作用。
3.2构件生产阶段的应用
目前装配式建筑构件的生产流程为:PC构件厂根据施工图纸進行模具设计—订制加工模具—完成构件的生产,其主要缺点为PC构件厂模具设计速度慢,定制加工周期长(异性构件多,模具设计、加工复杂所致),严重影响施工工期。同时,PC 构件厂与施工单位信息对接困难,工厂排产无依据,生产计划与施工需求不符,常常出现库存积压或库存不足的现象。此外,二维图纸常常存在钢筋碰撞问题,待车间加工环节发现后又无法及时反馈给设计单位,生产出的构件常带有缺陷,严重影响工程质量。基于BIM技术可视化协同平台,为设计单位、施工单位及PC构件生产商提供了同步传递信息的平台。待设计单位完成构件库建设工作后,构件生产厂便可以直接通过 BIM 平台调取标准化构件的尺寸,进行通用模具的设计加工,并利用BIM技术进行加工流程模拟和吊装模拟,优化加工流程。待深化设计完成后,构件生产厂再次调取构件的尺寸、材质、需求量等信息,进行高水准排产,实现标准化生产。构件生产过程中,及时与施工方进行沟通交流,调整构件生产计划,优化库存。同时,及时将生产过程中发现的问题反馈给设计单位,以便设计单位及时调整,以PC构件的“零缺陷”确保工程的高质量。
3.3在施工阶段的应用
(1)场内构件的堆放。利用 BIM 技术的可视化与模拟仿真,在预制构件进场前对其运输车辆的场内行车路线及堆放场地进行模拟仿真,确保在构件进场时,有序堆放,合理施工。(2)预制构件精细化管理。装配式建筑由于其装配的特性,较传统混凝土施工需要的施工机械化程度更高,施工过程中需要各专业协调配合。为此在施工前,施工单位可利用 BIM 技术对预装配吊装工程进行施工模拟、仿真,以进一步优化技术方案及施工流程,确保构件准确定位,从而实现建筑工程的高标准、高质量。在利用 BIM 技术进行施工模拟、仿真的同时,利用数字模型,形成动态施工动画,对施工场地进行优化布置,其中包括:垂直机械的选用及覆盖范围、临时设施的搭建、构配件等位置合理堆放与布置,优化临时道路、车辆运输路线等。在避免二次搬运的浪费等施工成本的同时,确定垂直机械调运范围,提升施工机械吊装及使用效率,降低了由周转材料导致的工期滞后,加快了构件的装配进度。
结 语:
总而言之,对于装配式建筑工程施工来讲,BIM技术在提高装配式建筑工程的施工效率、控制工程施工成本及施工质量的同时,又对保证工程施工工期等方面起到了至关重要的作用,能够提高装配式建筑施工效率与质量,推动装配式建筑智能建造的发展。
参考文献
[1]周华莲 .基于装配式建筑工程施工中应用 BIM 技术实践模拟设计分析[J].产业创新研究,2020(06):132-133.
关键词;BIM 技术;装配式建筑;信息管理
一、基于 BIM 技术的信息管理
基于 BIM 技术的装配式建筑项目信息管理的研究是以工程项目中的信息数据为基础,通过软件对建筑物的实际信息进行虚拟仿真,建立数据信息模型。在对装配式建筑进行信息管理时,通过汇总整理项目从初步设计、优化、构件的生产制造、运输安装及施工的全生命周期的各种信息,建立可视化的信息模型,为项目管理人员在过程中及时发现问题并处理解决提供了便利,同时也提升项目管理人员对项目工程信息的全面认识、理解,实现设计过程的可视化、构件生产的标准化、施工装配的高效化。
二、BIM技术在装配式建筑体系中存在的优势
与传统的建筑相比,装配式建筑体系在建设过程中具有建设组装技术难度低、施工时间周期短、建设建筑构件品质具有一致性等优点。因此,在现代工业化的发展过程中,装配式建筑体系成为建筑业转型的趋势。而BIM技术是实现装配式建筑推动建筑业转型的重要支撑。BIM技术是一种以 BIM为基础的数字化信息化建筑模型,运用BIM技术可以实现对建筑方案的设计、运用、施工及维护等全过程的管理和优化。装配式建筑体系中对装配式建筑改进上的痛点并不在技术层面,而是在装配式建筑建设过程中资源的利用和整合上,而BIM可以实现这一目的。BIM 技术在装配式建筑体系中应用的主要优势体现一体化上,不仅在装配式建筑结构中、电力设备中体现一体化,而且在过程上也体现一体化,即设计方案、生产施工、运营维护的一体化。 在BIM技术的支持下,有助于实现装配式建筑的标准化设计、数字控制、信息化管控的一体化和集成化的高水平。在信息技术方面,基于BIM信息数据设立构件库,可以知悉构件的尺寸和材料的种类,进行组装模拟和施工预演,实时监管并存储运维信息,在专业一体化的过程中实现建筑信息点对点的对接和传递及信息共享,并且在过程中统筹管理,提高效率,最终实现装配式建筑从设计到运维全过程生产的模式。
三、BIM 在建设工程信息管理中应用
3.1在设计阶段的应用
基于 BIM 技术的装配式建筑项目的信息管理在设计阶段通常是通过设计的相关参数,建立构件的数字模型并逐步完成对项目工程进行整体的可视化设计。建立 BIM 模型过程可分三个部分 : 方案的初步设计、模型深化设计及方案优化。第一,初步设计。在传统模式下,设计单位在设计绘制施工图过程中,经常存在构件信息的错、漏,以及各个专业如土建、安装等施工图纸相同构件在不同专业的施工图上数据信息存在差异,从而可能导致在后续的构件制作、吊装过程中一系列的问题。BIM 技术就很直观的解决了这个问题。基于 BIM 构成构件的族中涵盖了工程项目中所包含的各个构件的信息,诸如 : 构件的类型、材质、尺寸等参数信息。若构件模型的族中某一个参数信息改变,则在通过由族构建的 BIM 模型中与之对应的所有位置的该构件信息都会随之更新,使其在模型中的信息参数始终保持一致性。这就直接解决了图纸信息不一致等错误。基于 BIM 的信息管理使构件设计信息得到及时更新和传递,大大提高建筑设计的质量和效率,也为进一步实现项目设计阶段的整体性、协同性奠定了基础。第二,协同工作进行深化设计。基于 BIM 技术建立可视化模型,使设计方各专业高度协同化工作成为了可能。在设计深化阶段,通过各个设计专业建立的 BIM 模型整合,对建筑结构碰撞检查、管线进行优化排布,及时消除设计中存在的问题等。降低了装配式建筑在施工过程中可能出现的碰撞问题、预埋件错位等传统的设计问题,从而从根本上减少了不必要的设计变更与返工,为后续预制构件的生产及安装施工提供有力保障。第三,设计方案的优化。设计方案优化应从项目规模与建筑形式方面分析 : 项目的规模越大、结构形式越复杂、设计时通常会造成构件的规格杂乱。因此,在预制构件数量一定时,因构件种类的增多,降低构件厂商模具的周转率,影响模板充分的利用 ; 另一方面增加了设计的工作量及复杂性。设计方案的优化,应尽可能使构件模数化、标准化,减少模具种类。基于 BIM 技术装配式建筑的信息管理,在设计阶段设计方案优化时发挥着巨大作用。
3.2构件生产阶段的应用
目前装配式建筑构件的生产流程为:PC构件厂根据施工图纸進行模具设计—订制加工模具—完成构件的生产,其主要缺点为PC构件厂模具设计速度慢,定制加工周期长(异性构件多,模具设计、加工复杂所致),严重影响施工工期。同时,PC 构件厂与施工单位信息对接困难,工厂排产无依据,生产计划与施工需求不符,常常出现库存积压或库存不足的现象。此外,二维图纸常常存在钢筋碰撞问题,待车间加工环节发现后又无法及时反馈给设计单位,生产出的构件常带有缺陷,严重影响工程质量。基于BIM技术可视化协同平台,为设计单位、施工单位及PC构件生产商提供了同步传递信息的平台。待设计单位完成构件库建设工作后,构件生产厂便可以直接通过 BIM 平台调取标准化构件的尺寸,进行通用模具的设计加工,并利用BIM技术进行加工流程模拟和吊装模拟,优化加工流程。待深化设计完成后,构件生产厂再次调取构件的尺寸、材质、需求量等信息,进行高水准排产,实现标准化生产。构件生产过程中,及时与施工方进行沟通交流,调整构件生产计划,优化库存。同时,及时将生产过程中发现的问题反馈给设计单位,以便设计单位及时调整,以PC构件的“零缺陷”确保工程的高质量。
3.3在施工阶段的应用
(1)场内构件的堆放。利用 BIM 技术的可视化与模拟仿真,在预制构件进场前对其运输车辆的场内行车路线及堆放场地进行模拟仿真,确保在构件进场时,有序堆放,合理施工。(2)预制构件精细化管理。装配式建筑由于其装配的特性,较传统混凝土施工需要的施工机械化程度更高,施工过程中需要各专业协调配合。为此在施工前,施工单位可利用 BIM 技术对预装配吊装工程进行施工模拟、仿真,以进一步优化技术方案及施工流程,确保构件准确定位,从而实现建筑工程的高标准、高质量。在利用 BIM 技术进行施工模拟、仿真的同时,利用数字模型,形成动态施工动画,对施工场地进行优化布置,其中包括:垂直机械的选用及覆盖范围、临时设施的搭建、构配件等位置合理堆放与布置,优化临时道路、车辆运输路线等。在避免二次搬运的浪费等施工成本的同时,确定垂直机械调运范围,提升施工机械吊装及使用效率,降低了由周转材料导致的工期滞后,加快了构件的装配进度。
结 语:
总而言之,对于装配式建筑工程施工来讲,BIM技术在提高装配式建筑工程的施工效率、控制工程施工成本及施工质量的同时,又对保证工程施工工期等方面起到了至关重要的作用,能够提高装配式建筑施工效率与质量,推动装配式建筑智能建造的发展。
参考文献
[1]周华莲 .基于装配式建筑工程施工中应用 BIM 技术实践模拟设计分析[J].产业创新研究,2020(06):132-133.