建筑智能施工安裝中BIM技術(shù)的應(yīng)用
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【摘要】在裝配式建筑的施工安裝過程中采用bim技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對相關(guān)預(yù)制構(gòu)件的精準(zhǔn)控制、施工安裝方案的優(yōu)化選擇以及施工場地的合理布置。文章結(jié)合當(dāng)前裝配式建筑施工過程中存在問題，簡要分析BIM技術(shù)在其中的幾點應(yīng)用策略。
【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；裝配式建筑；智能施工安裝
1引言
BIM是建筑信息模型（BuildingInformationModel）的縮寫，是以建筑模型作為載體，對建筑項目的各種真實的數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行采集與處理，并通過信息化的應(yīng)用來協(xié)助與指導(dǎo)相關(guān)的建筑項目設(shè)計與項目施工的管理，是一種新型的建筑工程項目管理的信息化技術(shù)。
2裝配式建筑的基本概念
裝配式建筑實際上指的是一種綠色建筑，它使用的一般都是可持續(xù)的技術(shù)，是在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的時代背景下出現(xiàn)的一種新型建筑概念。與傳統(tǒng)的建筑類型相比，裝配式建筑大大降低了建筑本身的凈重，并且提高了建筑施工的效率，其核心宗旨就是要在最短的時間內(nèi)應(yīng)用最優(yōu)的設(shè)計方案對建筑構(gòu)件進(jìn)行相關(guān)的裝配與施工。但與此同時，該建筑類型在實際的施工過程中為了能夠達(dá)到整體的質(zhì)量要求，需要保證每一個建筑裝配構(gòu)件的運行狀態(tài)良好，只有這樣才能夠確保裝配式建筑的質(zhì)量與安全。
3BIM技術(shù)在裝配式建筑智能施工安裝過程中的優(yōu)勢
3.1優(yōu)化建筑施工進(jìn)度與施工流程
在進(jìn)行裝配式建筑的實際生產(chǎn)與智能施工的過程中，應(yīng)用BIM技能夠更加有效地控制與協(xié)調(diào)相關(guān)建筑材料的運輸以及進(jìn)場的時間。技術(shù)人員在充分掌握這些信息與數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上能夠更加全面與及時地掌握相關(guān)的施工進(jìn)度，從而在制定施工計劃的時候也就更加具有針對性，能夠及時規(guī)避由于生產(chǎn)或者運輸?shù)纫蛩卦斐傻氖┕みM(jìn)度滯后等問題[1]。
3.2確保建筑施工安全與施工質(zhì)量
利用BIM技術(shù)能夠很好地確保裝配式建筑職工的安全以及工程質(zhì)量。通過采用BIM技術(shù)，可以實現(xiàn)對建筑施工現(xiàn)場的協(xié)同化管理，并且所有的施工工藝在BIM技術(shù)的支持下都能夠?qū)崿F(xiàn)可視化，可以有效降低不同部門的工作人員在交流過程中的時間成本，又能夠切實確保建筑工程的質(zhì)量。
3.3提高建筑施工效率與施工精度
將BIM模型作為整個建筑施工過程中的數(shù)據(jù)載體，并進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)信息的收集、處理、分析與存儲，在相關(guān)BIM軟件的配合下，可以實現(xiàn)對建筑項目施工工藝與施工過程的全面模擬。相關(guān)技術(shù)人員在結(jié)合BIM模型的基礎(chǔ)上再進(jìn)行相關(guān)施工方案與施工流程的確定，一方面是能夠有效提高裝配式建筑的施工效率，最大程度地減少在施工過程中出現(xiàn)各種意外與風(fēng)險的可能性。另一方面是能夠更加精準(zhǔn)地掌握相關(guān)的建筑施工流程與施工環(huán)節(jié)，無形之中提高了裝配式建筑施工的精準(zhǔn)率[2]。
4BIM技術(shù)在裝配式建筑智能施工安裝過程中的實際應(yīng)用
4.1BIM技術(shù)在裝配式建筑構(gòu)件檢測方面的應(yīng)用
對于大部分裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件來說，采用的往往都是在工廠中進(jìn)行預(yù)制與生產(chǎn)，然后再將預(yù)制構(gòu)件運輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場進(jìn)行吊裝的裝配模式。這種建筑裝配模式對于建筑構(gòu)件的生產(chǎn)精度以及施工現(xiàn)場的安裝精度的要求相對都更高一點，一般來說往往會達(dá)到毫米級別的精度。因此，要想真正實現(xiàn)裝配式建筑的智能施工與安裝，并切實提高施工質(zhì)量與安裝效率，相關(guān)建筑預(yù)制構(gòu)件在生產(chǎn)與安裝過程中的生產(chǎn)精度以及安裝精度的控制就相對顯得至關(guān)重要。但是在傳統(tǒng)的裝配式建筑施工與安裝過程中，所有用的一些建筑測量工具無論是對生產(chǎn)精度的控制還是對安裝精度的控制，都很難達(dá)到毫米級別的精度要求。而BIM技術(shù)的出現(xiàn)則可以有效地解決當(dāng)前這個難題，通過采用BIM技術(shù)中的數(shù)據(jù)采集與處理功能，并結(jié)合相關(guān)的建筑三維模型的生成，可以有效提升建筑預(yù)制構(gòu)建的精準(zhǔn)程度，從而確保相關(guān)建筑預(yù)制構(gòu)件能夠從生產(chǎn)到安裝都實現(xiàn)無縫銜接，一方面可以有效節(jié)省傳統(tǒng)裝配建筑施工過程中所浪費的大量的測量時間，切實提高建筑施工與安裝的效率；另一方面也可以確保相關(guān)建筑預(yù)制構(gòu)件的精準(zhǔn)度，對于建筑整體質(zhì)量的提升也有很大的幫助。比如，在實際的裝配式建筑構(gòu)件檢測過程中，可以將BIM技術(shù)與三維激光掃描技術(shù)進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用，從而實現(xiàn)對相關(guān)預(yù)制構(gòu)件的精準(zhǔn)控制。首先，技術(shù)人員需要裝配式建筑的預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行三維掃描，根據(jù)掃描到的數(shù)據(jù)與信息生成建筑預(yù)制構(gòu)件的模型；之后技術(shù)人員在利用BIM技術(shù)與三維掃描軟件之間的鏈接，將相關(guān)建筑的預(yù)制構(gòu)件模型裝化為BIM模型數(shù)據(jù)。這時需要技術(shù)人員與實際的建筑構(gòu)件設(shè)計人員進(jìn)行溝通與交流，將BIM技術(shù)所生成的建筑構(gòu)件模型數(shù)據(jù)與之前設(shè)計人員所設(shè)計的深化設(shè)計模型進(jìn)行對比，從而檢測出建筑預(yù)制構(gòu)件工廠所生產(chǎn)出來的預(yù)制構(gòu)件是否符合設(shè)計人員的作品以及相關(guān)建筑裝配的需求。與此同時，在進(jìn)行裝配式建筑安裝的過程中，對于施工現(xiàn)場和施工塔吊等施工設(shè)備也可以先通過三維掃描技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。之后，通過BIM技術(shù)建立模型并生成模型數(shù)據(jù)，再將施工設(shè)備的模型數(shù)據(jù)與相關(guān)預(yù)制構(gòu)件的模型數(shù)據(jù)進(jìn)行對比與審核，進(jìn)而實現(xiàn)對預(yù)制構(gòu)件和施工設(shè)備的雙重精度控制與檢測[3]。
4.2BIM技術(shù)在裝配式建筑施工模擬中的作用
相較于其他建筑類型與施工類型，裝配式建筑的施工指的是利用建筑工廠所預(yù)制的建筑構(gòu)件進(jìn)行現(xiàn)場吊裝的一種施工方式。這種施工方式相對來說一方面能夠有效節(jié)約建筑現(xiàn)場施工時間，還可以保障相關(guān)預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量保持在一個相對較高的水準(zhǔn)，并且由于施工現(xiàn)場不涉及到相關(guān)預(yù)制構(gòu)件的制作，可以大大減少施工現(xiàn)場的材料管理成本，與之相對應(yīng)的各種施工噪音與建筑垃圾也會大大減少。但是，正式由于相關(guān)建筑預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)與安裝工程被分開在了兩個相對隔絕的地方，這也為施工人員進(jìn)行施工與吊裝等工作帶來了相對較高的挑戰(zhàn)與難度。無論是施工流程還是施工項目都需要保持在一個較高的精度范圍內(nèi)，才能夠去確保被運輸來的建筑預(yù)制構(gòu)件能夠被完美吊裝。因此，在實際的裝配式建筑施工之前，利用相關(guān)的BIM技術(shù)對相關(guān)的建筑施工流程進(jìn)行模擬就可以有效規(guī)避在實際施工與安裝過程中出現(xiàn)的各種意外風(fēng)險。比如，在對建筑構(gòu)件吊裝部分進(jìn)行正式施工之前，就可以利用BIM技術(shù)提高建筑構(gòu)件的吊裝質(zhì)量。一般來說需要技術(shù)人員結(jié)合實際的施工方案與設(shè)計方案，建立相關(guān)的建筑吊裝構(gòu)件模型。然后需要結(jié)合實際的安裝與施工計劃，將各種建筑構(gòu)件的吊裝順序、吊裝的具體位置、鏈接的吊裝節(jié)點等信息數(shù)據(jù)都輸入到相關(guān)的BIM模型之中，從而實現(xiàn)對建筑構(gòu)件吊裝過程的全程模擬。其中每一個吊裝構(gòu)件在進(jìn)行吊裝時的每一個環(huán)節(jié)與步驟都需要進(jìn)行整體到局部的細(xì)化仿真模擬，并在模擬視頻中將相關(guān)的施工重點進(jìn)行標(biāo)注，使得施工人員在正式施工過程之前既能夠全方位掌握相關(guān)的吊裝技巧與吊裝關(guān)鍵，并明白相關(guān)的吊裝注意事項，從而確保實際的吊裝施工能夠順利開展。
4.3BIM技術(shù)在裝配式建筑施工與安裝場地布置管理中的應(yīng)用
對于裝配式建筑的施工與安裝來說，施工場地的布置與管理十分重要。一般來說，由于在正式施工之前，需要進(jìn)行相關(guān)建筑預(yù)制構(gòu)件的運輸工作，所以要強化對施工場地中交通路線的規(guī)劃與設(shè)計。而這些建筑預(yù)制構(gòu)件在運輸?shù)绞┕龅刂筮€涉及到具體的存儲與管理，因此，還需要合理規(guī)劃建筑預(yù)制構(gòu)建的堆放地點。其次，針對于不同類型的建筑以及不同建筑的不同部位，在進(jìn)行裝配預(yù)制構(gòu)件安裝的過程中都需要用到不同類型的施工設(shè)備，其中包括塔吊等施工工具，這些工具相對都屬于比較重型的機械設(shè)備，因此還要結(jié)合實際的施工與安裝需求將這些施工設(shè)備固定在合理的場地位置上。與此同時，由于一個建筑項目場地上一般存在著多個不同的建筑分包單位，各個單位之間的人員管理和信息交流很難做到完全的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，這就導(dǎo)致在實際的建筑施工現(xiàn)場中不同單位的各種建筑材料和建筑設(shè)備堆放與管理的相對比較混亂。因此，需要在裝配式建筑施工與安裝場地的布置管理中采用BIM技術(shù)來解決這些問題，通過利用BIM技術(shù)建立關(guān)于建筑施工場地的模型，以一種更加直觀與形象的方式來模擬場地內(nèi)部車輛運輸以及設(shè)備存放的路線和區(qū)域，幫助不同的建筑施工單位能夠更加明確場地的布置與管理。比如，在場地布置管理中，首先需要運用REVIT這個軟件對整個建筑施工場地的各種構(gòu)筑物按照一比一的比例進(jìn)行基本模型的構(gòu)建；然后BIM技術(shù)人員需要根據(jù)施工場地的尺寸，在結(jié)合實際的建筑施工方案要求的基礎(chǔ)上，對施工現(xiàn)場各種交通線路、臨建倉庫、材料加工區(qū)域、塔吊固定地點等位置進(jìn)行模擬布置。最后技術(shù)人員還需要運用NAVISWORKS這個操作軟件將整個建筑施工場地模型轉(zhuǎn)化為漫游動畫，從而進(jìn)一步核實相關(guān)交通道路的寬度、臨建倉庫的位置、材料加工區(qū)域的面積是否能夠符合相關(guān)的施工標(biāo)準(zhǔn)與要求，以及塔吊等大型建筑設(shè)備的塔臂之間是否存在碰撞的可能等情況。從而確保建筑場地的實際布置能夠更加合理與科學(xué)，提前規(guī)避各種由于場地布置不合理而帶來的各種施工風(fēng)險問題。
5結(jié)語
BIM技術(shù)在裝配式建筑施工與安裝過程中的應(yīng)用，能夠最大化地發(fā)揮出裝配式建筑的優(yōu)勢，彌補裝配式建筑的不足，繼而實現(xiàn)真正的智能施工與安裝。
參考文獻(xiàn)
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[3]李亭亭，楊學(xué)會，張德海.BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式工程中的應(yīng)用[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2017，6(4):62-66.
作者：崔小飛 張文昌 單位：中國建筑第二工程局有限公司
