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BIM技术在装配式建筑工程过程中的应用研究

2020-11-27

建材发展导向 2020年14期
关键词:装配式构件施工人员

郭 巍

(大元建业集团股份有限公司,河北 沧州 061000)

BIM技术在现今社会中应用的范围越来越广,在建筑行业中的应用主要体现在工程的技术交底环节,设计人员通过BIM技术能够对施工人员进行设计方案的介绍并对施工思路进行分析,而技术人员能够通过BIM技术建立起的模型对施工人员进行介绍,保证交底全面性和彻底程度。

1 BIM技术、特点及装配式建筑概述

1.1 BIM技术概述

BIM技术是主要针对装配式建筑工程施工研发的一种技术,能够将数据信息直接转化成直观的三维模型,为设计人员和施工人员带来很多的好处,还能通过自身的信息整理功能将装配式建筑所需的原料规格及数量计算出来,减轻了设计人员的工作负担和工作难度,同时为企业提前做好原料采购工作提供了依据,切实提高了装配式建筑工程设计和施工的整体工作效率,为缩短装配式建筑工程的施工周期奠定基础。BIM技术又叫做建筑信息模型,顾名思义它能够将装配式建筑工程施工信息数据化,提高了设计图纸的准确性和科学性,同时改变了建筑工程中设计人员与施工人员对接存在偏差的情况,为对接准确度的提升提供支持和帮助。以某装配式建筑工程为例,该工程在研发出设计方案后将详细的数据输入到相关设备中,然后通过BIM技术合成出了预期的装配式建筑模型,然后通过设计人员与施工人员的探讨与交流,确定了需要改进的地方以及最终的施工方案,实现了实际建筑与预期建筑无偏差施工,增加了该企业的社会影响力和市场竞争力,同时为其他企业顺利引入BIM技术提供了一些经验和帮助。

1.2 BIM技术具备的特点

BIM技术作为工业化生产中诞生的新兴科学技术,已经逐渐应用于建筑行业中,尤其是在装配式建筑中,BIM技术的特点主要体现在可视化、关联性和模拟性等方面:①具有可视化特点。相比较传统背景下的读图方式而言,是根据施工图纸中的线条展开想象,但运用BIM技术,能有效针对图纸中存有的平面线条进行立体化呈现,不仅提高了构件之间的反馈性与互动性,更是能让工作人员一目了然;②具有关联性特点。合理运用BIM技术,能在装配式建筑中创建信息模型,通过信息模型的方式体现相关性,从而减少信息分歧等问题的发生。此外,若是信息模型中的相关信息出现问题或遭受修改的话,其信息内容也会实现自动更新;③具有模拟性特点。BIM技术不仅能模拟建筑物模型,还能模拟虚拟事物或条件。比如:在建筑设计期间,可以进行日照模拟、节能模拟等;在投标或建设中,可以对施工情况进行思维模拟,从而为施工方案的合理选择提供有效参考;在运营阶段时,也可以对遭遇紧急情况的人员疏散进行模拟。

1.3 装配式建筑的简单分析

装配式建筑是近些年来逐渐开始发展和应用的建筑模式,通过在建筑行业的应用情况来看,这种建筑模式具有比较可观的发展潜力,并且现阶段的多个城市已经开始逐渐接受这种建筑。装配式建筑在建设的过程中相比于传统建筑模式耗费的建筑材料相对较少,并且能够在贯彻可持续发展道路的基础上降低工程建设所消耗的资金。现今社会中能够用于建设的土地相对较少,这对相关项目的建设产生了较大的制约作用,而装配式的建筑模式能够解决这样的社会现状,这种模式能够通过分隔建筑空间的方式从而对该行业的发展产生促进作用。这种建筑模式通常情况下在建设之前需要对相关构件进行预制,并且保证预制的规格能够满足具体工程的建设要求,在准备施工时需要将预制的构件从生产厂家运送到施工现场,通过合理的安装,大幅度增强工程建设的质量。

2 BIM技术在装配式建筑工程过程中的应用

2.1 BIM技术在施工准备阶段的应用

装配式建筑工程施工构件的施工流程与传统建筑工程略有不同,就技术难度而言,装配式工程的技术难度更高,也带来了一些新问题,如构件安装顺序冲突、构件位置配装等。在预制钢筋混凝土构件的安装中,常出现钢筋打架、套筒位置对中困难等问题,不能通过传统的施工办法进行处理,需要重新调整构件的安装顺序。在信息化技术和建筑行业整合的大背景下,建筑工程中各个参建方的协同运作会成为行业发展的主要趋势,但是暖通、强弱电等机电控制专业的碰撞问题无法通过传统的CAD图纸所反映,装配式建筑在施工过程中,若出现管线打架、构件位置和孔洞位置偏差等问题,必然会造成返工,大幅度增加造价。BIM技术通过BIM模型可在前期检查管线碰撞问题和构件碰撞问题,设计图纸更为直观,且能够纳入时间等要素信息。BIM在施工准备阶段的应用表现如下:

第一,施工准备阶段。工程中的不同专业可在同一个平台上进行模拟,找出各个施工节点存在的问题,如“构件高度会对消防管道安装造成影响、孔洞位置预留不合理”,在施工准备阶段就解决了不可预见的碰撞问题;第二,BIM模型对于构件的展示更为直观,能将施工过程全面展现出来。一些重点、难点施工环节,可在BIM技术平台上有针对性地显示,同时可预测在某个施工阶段劳动力、材料、资金消耗情况,设备占用情况等,为各个专业编制完善、合理的施工方案奠定了坚实基础;第三,装配式建筑若是构件安装顺序不合理,就会出现严重的返工问题,增加工程的造价,利用BIM技术能够区分具体施工环节、工作面的施工内容,有针对性地制定施工计划,保证各项工序的安排更为合理,确保在实际施工过程中有详细的进度计划可供参考借鉴。

2.2 设计阶段

具体而言,BIM技术与装配式建筑相融合具有以下几个优点:第一,BIM技术可以将一系列相关的工作人员紧密联系起来。BIM技术可以通过其特有的服务器将工程的施工人员、设计人员、维修人员等相互联系起来,这在一定程度上加强了工程各个阶段工作人员的沟通与交流,从而提高工作的施工效率,减少工程的建造时间,进而达到降低工程成本的效果;第二,BIM技术可以及时准确地找到装配式建筑在施工过程中所出现的错误。BIM技术都具有专属的BIM服务器,只要在施工过程中出现了差异信息,这些差异信息就会立刻返回到BIM服务器中,从而将这种信息反馈给工作人员,这在一定程度上大大提高了工程的整体施工效率。

2.3 制造构件环节

装配式建筑在施工阶段与传统建筑建设相比,其最大的改进就是通过预制构件的模式对传统的施工模式进行了改进,因此构件的质量能够在较大程度上对整体建筑的现实价值产生决定性的作用。工程的管理人员为了提升建设质量,需要对构件制造环节的相关措施进行改进,而BIM技术能够通过构件制造中应用的原材料以及制造工艺等,对其能够使用的生命周期进行预测和分析,并且能够在一定程度上体现出构件的制造质量,为构件的管理人员提供了更加直观的观察方式。为了保证对构件数据的详细信息进行跟踪分析,还可以将对应芯片安装到每个构件中,在安装完成后可以通过BIM技术对其应用的具体信息进行跟踪处理,在发现存在安全隐患时能够及时采取有效措施。

2.4 BIM应用于装配式建筑材料管理

应用BIM视乎能够有效改善材料管理方面的问题。在实际生产装配式预制构件的过程中,在生产预制构件的现场中会有许多构件和材料堆积,此时如果对其进行分类生产和存储将会耗费大量的财力和人力,产生问题的概率也相对较大。在材料生产和运输中应用BIM技术,可以准确模拟施工现场,了解工程项目实际情况,提前准备好施工各阶段所需构建的数量,避免产生材料堆积或短缺的现象。有关验收人员在采集构建信息的过程中,应严格按照电子信息表进行,从而使验收效率得到有效提升。在具体施工过程中,假如工期出现变动,验收人员还需与材料进场计划和实际进场情况相结合,从而做好合理的安排。

2.5 BIM技术在施工进度管理中的应用

与传统建筑工程项目相比,装配式建筑工程施工效率更高,工期更短。采取合理的控制方法能够有效地缩短施工进度,提高施工效率,降低工程的间接成本。为保证装配式建筑工程在合同约定的时间内按时完成,可利用BIM技术对各个作业面排出施工进度计划表,同时利用BIM模型以及现场监控设备实时调控、管理施工过程。在施工组织、场地布置方面,应该合理考虑到装配式构件的安装需求,有效穿插装配工序,优化技术间隔,并对关键部位、关键节点进行施工模拟,科学地编制、指导施工进度计划。建议利用BIM技术将施工计划分解到单独的环节、工作面,突出材料消耗、劳动力消耗和设备占用情况。从客观角度看,BIM技术在进度管理方面的应用实现了进度管理信息化。管理方法的优势主要体现在场地的动态调整方面。装配式建筑工程施工现场要堆放装配式预制构件,导致场地内人员、设备、材料的周转困难。利用BIM技术三维模拟施工场地,使施工人员、现场负责人更清晰地观察到现场的实际情况,动态地布置施工现场,以提高现场的周转效率,达到促进施工的目的。

2.6 运营阶段中BIM技术的运用

除了可以在设计、施工和管理阶段中运用BIM技术以外,还可以在运营维护阶段运用BIM技术进行模拟,比如:针对施工过程和材料进行模拟,亦或者是针对施工中材料的使用情况和设备租赁等进行模拟,不仅能在模拟中及时掌握运营阶段的资产信息和设备使用信息,同时还能在全面模拟的过程中,及时发现并解决,从而对材料的小号和设备的使用情况等信息,进行全面掌握和了解,在一定层次上为企业节省成本,减少不必要的资金支出。此外,在运营阶段运用BIM技术,还能对装配式建筑工程进行三维设计,降低风险的出现概率,促使装配式建筑从施工到设计再到运营等阶段,都能高效进行。

2.7 基于BIM技术的成本管理研究

BIM技术的合理应用可以对各个零件进行编码处理,为后期的查找工作提供便利,除了为工程监视提供便利,还可以帮助计算成本,收集和分析工程项目的相关数据信息,对后期费用进行计算。装配式建筑工程质量要求除了固定的验收标准,还需要满足企业的质量标准和设计要求。当建立了BIM模型之后,建筑工程的相关特性和功能都会通过大数据的模式在系统中出现,就项目实际而言,要尽可能选择优良的经济措施,构建科学合理的资金需求技术,确保成本管理体系的完善性。

3 结语

BIM技术对于装配式建筑工程施工有着十分重要的影响,一方面BIM技术能够通过数据整理和分析直接构建出装配式建筑的匹配模型,为设计人员改进设计方案和设计细节提供了视觉信息,另一方面BIM技术能够结合生成的模型给出预制构件制作和管理的建议,为降低装配式建筑的成本消耗提供帮助。除此之外BIM技术的应用也为设计人员和施工人员顺利完成工作对接提供机会,因为BIM技术能够根据数据信息合成预设模型,设计人员和施工人员可以直接通过模型进行交流,消除了专业不同产生的隔阂和交流障碍,为施工人员科学精准的完成装配式建筑施工任务提供帮助,有助于我国装配式建筑工程施工水平和施工效率的提高。

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