浅谈BIM技术在装配式建筑中的应用

2022-11-13贾洪利

建材发展导向 2022年9期

贾洪利

（山东高速莱钢绿建发展有限公司，山东青岛 266000）

BIM技术凭借自身数字化、信息化优势，将装配式建筑施工质量管理特征模拟，为管理人员提供完善的信息，实现整个工程全生命周期管控，提高施工效率及质量，BIM 技术在装配式建筑中应用仍处于局部，促进其实现智慧化仍存在一定差距。信息化技术用于装配式建筑中满足建筑现代化、信息化发展主趋，充分以智慧建造为导向，将多种先进技术用于装配式建筑项目管理，实现整个工程智慧建造。现下传统制造模式下装配式建筑仍存在部分困境，如预制构建复杂、产业链缺乏完善等，如何高效实现装配式建筑智慧建造成为现下建筑产业关注焦点，需积极分析BIM技术用于装配式建筑中，以此实现全方位智慧化建造，促进建筑产业可持续发展。

1 BIM技术用于装配式建筑优化分析

装配式建筑的核心难点在于施工技术层面，但更为重要的难以有效实现信息资源整合，如何装配式建筑各方面资源获得整合，是装配式建筑是否获取发展的关键，BIM技术可解决上述问题。装配式建筑发展建筑全生命周期发展水平难以实现平衡，以及处于设计、制造、施工难以协同发展。对于装配式建筑的发展，对信息资源进行搜索分类整合，只有充分将不同阶段各个专业进行明晰分工，将装配式建筑各阶段资源做好分类收集，形成完整有机整体。以BIM技术为核心导向，可实现处于单个工程设计、生产、施工等方面推动装配式建筑产业化升级，可处于不同工程实践中完成信息交流和碰撞，创设完善的信息交流平台，扩大并改善相关构件设计、制造等同步发展，实现更大规模生产。基于BIM技术的装配式建筑其成果从二维平面图逐步转变为三维立体化模型，进一步消除二维图纸造成的交流问题，设计人员可利用专业软件，构建标准、完善的构件族库，正式实施过程中利用BIM技术完成建筑设计，充分应用信息交流平台完成信息传递，实现各环节对模型信息精细化控制，优化协同设计。

2 BIM技术在装配式建筑中的应用

2.1 基于BIM的装配式建筑设计过程应用

装配式建筑处于2D时代，多会产生设计造价超限、返工等高质量缺陷，整个项目缺少信息化技术为其提供强有力的职称，传统设计流程无法吻合当下时代发展实际需求。以BIM技术为导向，将其用于装配式建筑设计阶段，设计单位可利用信息化平台与各单位构建良好的沟通和交流，预先将实际生产、施工环节存在问题予以明晰，保证设计成果满足整个项目生产实际需求。正式设计过程中，选用标准通用方式设计标准的构件，将此类预制构件进行整合形成完整的构件库，为后续生产提供强有力的职称，预制构件库并未处于固定化，随着构件数量增加实时更新，满足当下特殊建筑布局。

2.2 预制构件库设计和完善

装配式建筑可实现批量化生产，若拆分预制构件种类繁多、形态迥异，难以实现批量化生产，难以凸显建筑工业化优势。以BIM技术为导向，处于设计环节主要包含预制构件及完善、构件BIM模型和优化等流程，预制构件库建立实际是处于BIM装配式建筑设计核心内容，设计过程中仅依托构件库提取相关构件完成设计即可，BIM模型设计和生产均以其为核心基础。预制构件实际模型存在相应的扩展性，实现信息添加、传递等功效，预制构件中各构件处于单一化，不会因使用实际频次增加或减少变更构件自身实际属性信息，所以预制构件应具备独立性。预制构件库应充分以相关规范为导向，按照不同体系做好划分，满足相关规范要求，应充分结合实际厚度、预制构件载荷等因素划分预制构件实际类别，以此获取标准化和通用性预制构件。

2.3 建立BIM模型

BIM技术最为显著的优势是可视化、协调性，将BIM技术为核心导向的装配式建筑设计，可进一步从本质层面实现整个项目全生命周期信息共享，确保下游企业和专业间形成较佳的互动。各专业间明晰相关设计内涵后，应确定装配式建筑结构体系，以相关的标准合理完成拆分工作，将标准化接口、功能为基础要求将建筑自身实际模块单元、构件进行配置。以BIM装配式建筑协同设计主要涵盖两大方面，即专业间协同设计、专业内协同设计，VR技术可将立体化三维设计方案呈现为具有空间感模型，项目各参与主体可全面参与整个工程项目中，从多层次、多视角做好观察分析。应联合BIM与VR技术实现虚拟漫游，处于虚拟场景内可达成仿真模拟，判定检验设计方案是否存在质量缺陷，以免设计方案存在不足。设计人员进入场景内，从宏观层面客观分析设计方案，判定各高度设计是否满足相关规范和要求，与后续生产和装配实际效果息息相关。

2.4 BIM模型分析和优化

高效化应用初期预制构件库自身模型可短周期内完成项目预设计工作，预设计方案并非为最终设计方案，建议对其进行深化和改善，做好碰撞检查、模型分析和复核、优化性能。积极以BIM装配式建筑各专业模型为核心载体，利用其做好构件碰撞检查，最终联合实际碰撞检查结果与BIM多专业模型结合，始终遵循持续性优化改善基本原则，持续性完善设计和施工方案，保证装配式施工有序实施。设计模型是否可用于实际生产和施工，主要与模型分析和复核密切相关，注重模型自身安全及可靠性，满足实际载荷相关需求。设计最终成果主要以图纸方式呈现，图纸内部含有多数技术标注，处于当下施工过程中图纸有序推进项目实施强有力导向。通过初期校准、审核及碰撞检查后，以BIM技术为核心导向，设计图可在其建设模型软件中形成多视角图纸，其中涵盖所有相关预制构件信息，为后续审核、施工提供全方位保证。

3 基于BIM装配式建筑在构件生产中应用

BIM与物联网充分联合处于实际生产过程中对构件自身定位做好动态化追踪，具体实践中仅需三个单元流程，即生产准备、生产、运输。信息化技术的兴起，促使装配式建筑处于各环节中信息传递滞后问题得以优化和改善，利用信息技术动态化更新预制构件生产、物流信息，实现点信息沟通方式转换为系统、集中化沟通方式。充分汇总整合BIM技术、物联网及GPS 定位系统，可动态化跟踪构件生产、运输及出厂跟踪定位，项目各参与主体依托信息沟通平台做好动态化更新，掌握构件生产、运输实际状况，有助于科学、合理布设各环节工作。

3.1 构件生产前准备阶段

预制构件模具实际生产精度要求较高，模具自身质量与后续构件生产质量息息相关，预制构件自身造型复杂化、多元化，生产应充分考量经济因素。BIM技术提供三维信息化模型，可为全部构件生产提供全面、精准的构件信息，主要以BIM技术三维可视化、参数化特征，从本质突破设计人员自身想象力束缚。各类构件处于模型实际构件过程中便确定其自身关系、型号等相关信息，模型通过动态化审核和修改，可充分以材料、位置、用途等标识明细表，生产单位可以此为基础高质量完成生产交底工作，以生产实际进度和项目施工效率精细化确定最终构件日产量、人员配置等工作。

3.2 预制构件生产

预制构件材料质量可靠性与构件生产质量息息相关，材料正式入场之前应严格依照相关规范充分做好质量检查工作，并以检查最终结果为核心，编写相应的检查报告动态化传输至信息管理平台中，严禁质量不达标产品用于生产中，从源头实现质量把控。通过工厂信息化管理平台，构件信息可自动转化为机器接口可辨识规格，完整解读构件实际相关信息，有利于确保进入预制构件生产过程中。通过动态化控制构件实际生产模型，以此完整各操作自动化实施，从本质层面减少人工成本，显著提升实际生产效率和精度，对整个生产全过程做好动态化监控，若生产中产生异常状况及时反馈至工厂管理人员，管理人员及时作出相应的措施。构件生产中建议结合实际生产状态，充分依托移动端变更相关生态状态信息，协同平台中也随之变更构件信息，项目参与主体信息化平台实时跟踪构件生产关键环节。构件脱模完成后充分利用三维激光扫描技术可获取整个模型，将其与三维模型做好比对，掌握构件自身实际质量等级，依托移动端说明构件质量实际状况。

3.3 构件运输阶段

构件生产完成后正式出厂前，生产单位应严格以相关规范和要求，系统性检查构件自身生产质量，确保其满足相关质量标准要求。施工单位应结合整个项目实际状况，以施工计划与生产单位确定运输计划，管理人员充分依托移动端做好动态化查询、定位需运输构件，记录其相关负责人信息，将其动态化传输信息化实际平台中，及时更新预制构件状态。运输路线确定需结合施工区域实际所处部位，科学、合理运输路线直接影响其运行效率，BIM技术具备强大的信息集成功能与CIS 技术联合，可快速掌握施工周围内部线路，对运输发出车辆增设GPS 定位系统做好充分分析，施工单位通过信息化平台查询定位运输构件车辆，动态化做好接收预制构件准备工作。

4 基于BIM装配式建筑在施工过程中应用

4.1 场地布设管理

装配式建筑处于整个施工过程中，关键在于将初期实际生产构件选取合理方式完成拼接，施工过程中面临多个专业交叉工作。受施工区域内地形和常规技术影响和干扰，无法对施工现场做好合理化布设，充分结合初期施工经验布设构件存放区域，存在构件寻找难度较大的状况，影响整个工程施工效率显著提升。以BIM技术为核心，用于装配式建筑施工场地平面布设中，为其提供较佳的布设方式，客观、直接呈现空间布设和时间逻辑性。充分以项目实际状况对拟建建筑、临时建筑做好三维建模，并布设处于不同阶段变更实际状况，真实模拟仿真不同施工条件下施工现场变更，最大限度优化材料堆放、机械设备，为整个施工单位提供高效、真实的模拟成效，确保其实际决策正确。

4.2 预制构件的管理

BIM模型中涵盖信息与初期出厂构件标签信息相符合，施工单位主要通过BIM信息可获取施工所需预制构件，确保施工单位与生产单位构件生产和实际运输计划，确保运输实际构件满足实际施工需求，有序运输构件可避免施工现场大量构件发生堆积问题，节省大量运输成本。施工单位可通过选取信息化协调平台掌握构件运输实际状况，以施工进度和各专业项目施工布设，做好现场构件接收工作。将构件运输至现场后，建议选用多种检测方式做好充分检验，确保各构件质量满足相关规范和要求。

4.3 施工进度的管理

施工进度管理作为项目管理核心内容，对项目进展状况可否严格依照初期合同完成项目交付管理。管理人员需结合实际状况，拟定经济性施工进度计划，具体落实过程中需结合实际状况不断调整修正施工进度计划，直至工程整体完成交付。利用BIM虚拟施工技术应用，管理人员可通过三维可视化平台掌握施工进度状况，为后续编制合理的施工计划提供保证，对项目进行虚拟建造。首先，基于BIM 技术的进度跟踪。建筑施工现场影响进度因素较多，需对整个实施过程做好动态化管控，预先发现进度存在的不足，采取解决措施处理，保证施工进度优化合理。基于BIM技术进度跟踪主要以大量信息为基准，对整个施工现场做好监控和记录，动态化更新各数据，其重要强调两方面，即进度信息收集、进度信息处理。一方面，信息收集汇总，当下可选取多元化的操作方式做好现场信息收集汇总，如视频监控等，对施工中各关键节点做好信息收集，及时将其反馈进度管理人员，进一步掌握现场进度实施状况，为后续调整优化管理策略提供参考。另一方面，信息处理。将上述收集汇总相关的施工进度信息，将其实施更新传输至建筑模型中，促使现场施工状况、数据信息和模型保持相同步，利用更新后4D模型对整个现场做好追踪。其次，基于BIM技术施工进度偏差分析。建筑施工过程中需对其全生命周期进行跟踪，不断将实际施工进度与初期制定施工进度计划进行比对，分析进度信息发现偏差等问题，采取相应的控制措施做好纠偏，保证初期进度计划目标达成。基于BIM技术进度偏差分析核心为时间，充分选取多元化的比选方法，分析时间实际偏差，系统进度数据偏差分析结果和4D模型凸显实际进度和计划进度处于时间比对状况。复杂项目形成进度偏差并非是时间的延误，与资源成本密切相关，基于资源、成本层面做好进度偏差分析十分关键，可积极利用BIM技术偏差分析通过汇总资源成本耗损，从进度和资源成本关系图中确定异常点，深层次分析其中进度偏差因素，对其实施更精准、更高效的进度偏差分析。

4.4 装配式建筑质量管理

施工质量作为整个项目施工的生命线，影响整个装配式建筑施工质量，需从以下几方面为着力点：首先，事前控制。装配式建筑处于正式施工之前制定专项施工方案，并对其关键节点设计做好验算，以BIM技术为导向，设计人员可通过碰撞检查和模拟施工验算、完善施工方案。应处于多次施工模拟演练中不断优化施工方案，预先发现并排查装配中影响结构质量因素，最终获取较佳的施工方案，有助于施工质量事前控制。其次，事中控制。构件正式装配施工之前，充分选用人工智能化手段，对预装配地点做好合理测量，确保其摆放部位精准。现场施工技术人员主要利用云端平台查看预制构件处于施工中质量控制重难点，若利用人工检查和三维激光扫描，判定构件是否存在尺寸、裂缝等质量问题，发现此类问题建议选用移动端完成数据采集，同时将其数据上传至云端数据库，后台检测平台接收提示并及时做好纠偏工作。最后，事后控制。选用移动端收集相关装配阶段施工问题及质量问题，处于后台数据库内可逐步完成有关质量问题数据库，充分做好整理和汇总，可促使质量管控人员动态化掌握相关信息，有助于做好问题汇总和施工过程改善。