BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用
2021-04-12李彪奇
李彪奇
(中国水利水电第八工程局有限公司,湖南长沙 410000)
随着经济迅速发展,越来越多的企业开始走可持续发展道路,低环保、高能耗的建筑工程施工方式已无法跟上建筑行业的施工步伐,高环保、低耗能的装配式建筑结构成为建筑企业的首选施工方式。为了装配式建筑结构施工更好发展壮大,必须在施工过程中使用BIM技术对其进行管理,达到高环保、低耗能的效果,从根本上提升建筑的施工效率和质量。在实际的施工中,装配式建筑结构施工的影响力和代表性较为突出,再加上BIM技术在工程中的应用,通过BIM模型对复杂部位进行可视化交底,可以有效确保交底质量和效率,保证工程施工质量。BIM技术使装配式建筑结构的施工更具科学性与完善性,最大限度地提升该建筑结构的发展空间。装配式建筑结构施工时,相关施工人员应对工程的内外因素进行全面掌控,对各项数据进行详细了解,确保BIM技术能够完全融入施工,提高装配式建筑结构的施工效率。
1 BIM技术概述
BIM技术是一种较为先进的信息技术,以建筑信息为依托构建数字信息模型。BIM技术能够对有关的数据信息进行整合与分析,根据分析结果生成相应的模型,形成仿真模型运用至建筑工程中。BIM技术具有模拟性、可出图性、可观性、可优化性、协调性等显著特点,可以对施工现场的具体情况、施工人员的分配、施工中易出现的问题以及施工方式等环节提前进行科学呈现与调整。BIM技术还可以对施工的各个环节进行合理规划,标记施工过程中的重要施工点,方便施工人员选取最佳的施工方案。BIM技术还能够对工程的整体建筑模型进行风险评估分析,从根本上降低施工过程中的风险发生概率,确保整个施工过程的安全性与稳定性。
2 BIM技术在装配式建筑结构中的使用价值
2.1 有利于预制构件的设计
应用BIM技术能够将建筑结构施工项目的信息和资源通过云端服务器共享给施工中的各个部门,同时使用最恰当的方式建造预制构件资源库,对预制构件中控构件的大小和性能进行管理,增强装配式建筑结构的可观性和有序性。运用BIM技术可以对机电、结构、建筑专业间的碰撞进行沟通与协调,避免后期精装修管线安装重新开凿,提升项目整体施工效率。
2.2 三维可视化
随着科学技术不断发展,二维工程图已逐渐被三维空间实体工程图替代。通过BIM软件进行三维深化设计可以精确创建建筑、结构、机电等各专业模型,优化构造节点做法及管线排布,进行钢筋、结构、工装、埋件碰撞避让,在设计阶段精细化解决各类问题,为工厂生产及现场安装提供技术保障。BIM技术形成的三维视图能够从多个角度呈现建筑构件,将构件内部的各个细节精确展示出来,降低施工过程中的出错率,提高工程的质量。
2.3 优化性
BIM模型具有施工过程中各环节的详细信息,相关工作人员可以采用比较、模拟、信息分析等诸多方案对这些极具真实性的信息进行优化处理,通过调整节点构件之间间距、尺寸大小、位置、材料等级等参数,使节点智能参数化。完成建模前,可以使用全自动构件碰撞检查功能,快速发现设计中的碰撞问题并进行修正,得出比人工优化更为精确可信的数据消息。
3 BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用
3.1 BIM在预制构件生产阶段的应用
(1)优化设计流程。
装配式建筑预制构件生产阶段在装配式建筑工程中占据举足轻重的地位,对建筑设计质量和施工效率有较大影响。为了确保预制构件各项参数的准确性,施工单位可以从BIM模型数据库中搜寻需要的信息,根据数据参数制定合格的构件。BIM技术还能够对预制构件生产流程进行整改与优化,最大限度地提升装配式建筑的整体水平。
(2)提高模型设计和制作效率。
在装配式建筑中使用BIM技术,能够大幅度提升构件模型设计和制作的效率。设计人员可以将BIM技术直接运用到已经设计好的预制构件中,收集各预制构件的参数信息,建立PC标准族库,实现数据标准化,提高建模效率。将这些信息通过信息平台分享给生产商,以便生产商对预制构件的尺寸和建筑材料进行精确了解,提高预制构件的生产效率,实现后期装配式项目构件的直接选用。
3.2 设计过程中运用BIM技术
为了确保工程能够顺利开展,施工单位必须对装配式建筑结构施工进行科学设计,从根本上提升施工的整体质量。将BIM技术运用到装配式建筑结构施工设计中,能够提升设计效率,使设计方案更立体直观。
(1)绘制图纸。
装配式建筑结构由多个构件构成,可以借助3D技术将构件的数据集中,生成数据库。工作人员在进行构件模型建造的过程中,应当遵循建模的相关标准,同时确保建造好的模型的各项信息具有准确性。在构建模型的过程中使用BIM技术,能够对构件模型的各个数据进行精确把控。构件模型的某个数据发生变化时,BIM技术会第一时间对构件的全体数据进行调整,确保装配式建筑结构设计的科学性与合理性。BIM技术还可以对建好的模型进行分析,了解构件的具体数量并导出CAD图,确保后续施工的顺利开展。BIM技术还具有可视化功能,可以在装配式建筑结构设计的过程中合理利用该技术,将构件模型通过三维模拟图的形式更具体直观地展现出来,以便工作人员能够更便利获取设计中的详细信息,提高工作效率。
(2)碰撞检查。
将BIM技术运用到装配式建筑结构中,可以对各构件间的组合部位进行碰撞检查。信息化是BIM技术的显著特点,在施工过程中,施工单位可以借助BIM技术建立信息交流平台,将各构件的模型通过三维模拟图的形式分享到平台中,以便各部门间的沟通与协作。BIM技术可以按照工程的具体操作对设计完成的构件进行仿真模拟碰撞检查,工作人员可以根据碰撞检测的数据对各构件进行修改和优化,杜绝各构件之间相互排斥现象发生,提升构件装配组合的质量。
3.3 BIM技术在材料采购中的应用
建筑单位可以在材料采购环节使用BIM技术,对建筑的材料、设备数量以及人员分配等环节的工作进行模拟与计算,为装配式建筑工程各环节的施工计划和物质需求提供参考,在确保施工质量和施工效率的基础上降低施工成本。将BIM技术运用到装配式建筑结构施工的过程中,有利于施工人员方便快捷地对构件的各项数据进行提取,借助提取的数据对建筑材料的采购工作进行监管,进一步节约装配式建筑结构的施工成本,提高建筑工程的工作效率。
3.4 BIM技术在施工阶段的应用
(1)优化施工管理效率。
生产和存储预制构件的工作量较大,消耗的人力和物力较多,极易出现安全质量问题。在此过程中使用BIM技术有利于构件验收人员对构件的参数信息进行直接读取,将读取的信息与电子信息表相对照,降低人工验收的工作量,使验收数量偏差降至最小。BIM技术能够对装配式建筑的预制构件进行科学管理,对预制构件的信息进行精准掌握。应用BIM技术可以提高建筑工程的工作效率,确保工程的安全平稳运行。
(2)提高施工现场管理水平。
装配式建筑施工的工艺比其他建筑施工的工艺复杂,机械化程度更高,需要施工单位在进行装配式建筑施工时高度重视安全问题,不断强化安全措施,保障施工安全。BIM技术可以模拟和仿真装配式建筑的具体施工过程,提前对施工过程中可能出现的突发事件进行处理和优化,以此降低甚至避免安全事故发生。
BIM技术能够对工程施工人员、材料、场地、车辆的路线等环节进行管理和优化,提高装配式建筑工程的质量和安全性。
3.5 BIM技术在装配式建筑运行维护阶段的应用
(1)提高设备维护水平。
施工单位可以将BIM技术运用到装配式建筑工程的运行维护阶段,借助该技术建立自己的设备运行维护系统。BIM技术具有应急管理和资料管理等众多先进功能,建筑物起火时,消防人员可以直接对BIM信息系统中的构件数据进行提取,以最短的时间判定火灾发生地。BIM技术还可以为消防人员提供科学有效的灭火方案,帮助消防人员灭火,降低火灾发生的频率。BIM技术还具有调取设备信息和预制构件的功能,有利于工作人员进行工程的维修和维护工作,明显提高工作效率。
(2)实现有效的质量和能耗管理。
在建筑的运行和维护阶段使用BIM技术,有利于工作人员精准、快速获取施工过程中各构件的全部信息,施工过程中的任何环节出现质量问题,运维管理人员均可以借助BIM技术在第一时间查找发生问题的根本原因,对高耗能设备进行精准定位,再借助该技术的优化功能对出现的问题进行维修,有效管理工程的质量和能耗问题。
4 结语
BIM技术包含与装配式建筑工程相关的各项参数以及信息,在装配式建筑结构的施工过程中发挥着重要的作用,能够对工程构件的设计、生产、施工人员的分配等环节进行优化处理,依靠仿真模拟技术减少装配式建筑施工中的隐患,提高施工的安全性和整体质量。