BIM技術(shù)在工業(yè)化PC建筑深化設計中的應用研究

莊燕婷

（閩南理工學院， 福建 泉州 362700）

PC建筑是工業(yè)化建筑的一種主要建筑形式，其在節(jié)能、環(huán)保等方面有突出優(yōu)勢，是促使傳統(tǒng)建設方式向集約、綠色、環(huán)保等現(xiàn)代化建設方式轉(zhuǎn)變的有效途徑[1]。然而現(xiàn)階段PC建筑仍采用傳統(tǒng)設計，缺乏合理有效的深化設計過程。導致PC建筑在設計、生產(chǎn)和施工等階段產(chǎn)生較多的問題，傳統(tǒng)設計的局限性已逐漸制約PC建筑的工業(yè)化發(fā)展?；贐IM技術(shù)的PC建筑深化設計，能夠提高PC建筑的信息化水平，實現(xiàn)標準化設計，一體化和信息化管理進而實現(xiàn)PC建筑的產(chǎn)業(yè)化。

1 BIM技術(shù)的特點和優(yōu)勢

1.1 可視化

通過創(chuàng)建BIM建筑信息模型實現(xiàn)建筑在設計、施工、運營維護等階段的三維可視化立體展示，由原先拿到施工圖紙根據(jù)線條自行想象建筑實體到通過BIM三維的立體實物圖形展示，真實形象。

1.2 協(xié)調(diào)性

項目在實施過程中經(jīng)常需要做設計變更進行設計更改，由此將帶來龐大的設計修改任務。BIM的協(xié)調(diào)性體現(xiàn)在只要對項目做出更改，其余結(jié)果會在整個項目中自動協(xié)調(diào)，還可對各專業(yè)的碰撞問題進行協(xié)調(diào)，提高設計質(zhì)量和設計工作效率。

1.3 模擬性

BIM不但可以模擬設計出的建筑模型，還可以進行模擬在現(xiàn)實中的真實操作情況，比如進行3D 建模，然后在BIM信息模型中關(guān)聯(lián)工程項目的進度信息，進行4D虛擬建造，還可以關(guān)聯(lián)工程項目的成本信息，5D虛擬成本管理，提前解決施工過程中可能存在的問題，減少資源消耗，降低工程成本[2]。

1.4 參數(shù)化性

在創(chuàng)建BIM建筑信息模型創(chuàng)建模型時，各個構(gòu)件均賦予不同的參數(shù)信息，各信息構(gòu)件之間相互關(guān)聯(lián)，修改模型時，只要通過修改構(gòu)件的參數(shù)信息就可以達到修改模型的目的。

1.5 一體化性

BIM技術(shù)所創(chuàng)建的信息模型就像一個信息交流平臺，在建設項目各階段的建造和使用中，建設各參與方通過對不同內(nèi)容的數(shù)據(jù)信息進行收集、提取、整合、更新，對數(shù)據(jù)信息進行交互式管理，實現(xiàn)工程項目全壽命周期的一體化管理。

1.6 信息的完備性

BIM技術(shù)可以完整地描述工程信息和信息之間的相互關(guān)系，反應BIM的信息完備性作用。

1.7 優(yōu)化性

BIM相關(guān)軟件可以對大型、復雜的工程項目進行檢查和完善，應用BIM技術(shù)可以對工程項目的方案進行優(yōu)化。

2 傳統(tǒng)設計中PC建筑存在的問題分析

2.1 PC構(gòu)件深化設計難度大

PC建筑的深化設計涉及到多專業(yè)的協(xié)同設計，對于構(gòu)件的設計深度要求較高，在傳統(tǒng)的設計中容易出現(xiàn)較多的碰撞問題。比如：1）由于設計精度問題，在PC構(gòu)件組裝時，在PC構(gòu)件外觀容易出現(xiàn)構(gòu)件拼裝不協(xié)調(diào)等問題；2）PC構(gòu)件內(nèi)部和構(gòu)件連接處的碰撞問題，傳統(tǒng)設計，雖然能夠避免構(gòu)件大部分的內(nèi)部鋼筋碰撞問題，但是很難避免PC構(gòu)件復雜節(jié)點區(qū)域的鋼筋碰撞問題。3）PC建筑墻板的套筒和鋼筋易出現(xiàn)錯位問題，使得上部和下部的墻板連接施工出現(xiàn)問題。4）水電管線安裝的和孔洞預留容易存在碰撞問題。

2.2 PC構(gòu)件實現(xiàn)標準化設計、生產(chǎn)難度高

在PC建筑中，由于建筑規(guī)模大小、結(jié)構(gòu)設計、建筑朝向和戶型等各不相同，PC構(gòu)件的需求數(shù)量龐大，種類多，難以實現(xiàn)模數(shù)化、通用化、標準化拆分、設計和生產(chǎn)。不同規(guī)格的PC構(gòu)件需要不同尺寸的生產(chǎn)模，導致PC構(gòu)件的生產(chǎn)成本投入大，生產(chǎn)效率低，難以實現(xiàn)規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化。

2.3 現(xiàn)場管理難度大

在規(guī)模較大的PC建筑工程中，PC構(gòu)件的需求量大，尺寸規(guī)格多，構(gòu)件類型各異，即使構(gòu)件完全符合標準尺寸也會因為不同的連接位置以及預留孔而出現(xiàn)差異，如果管理工作不到位，就可能導致施工過程中出現(xiàn)亂序等問題，影響施工效率。另外，如果出現(xiàn)相似構(gòu)件由于人為失誤導致裝配過程中出現(xiàn)安裝錯誤，將會影響工程施工工期。

3 BIM技術(shù)在工業(yè)化PC建筑深化設計中的應用

3.1 構(gòu)件拆分和標準參數(shù)化族群的建立

利用BIM的參數(shù)化特性，對PC建筑進行標準化、模數(shù)化設計和拆分，建立與模數(shù)要求相符合的高精度PC構(gòu)件標準族群，從而有效的構(gòu)建PC構(gòu)件三維模型與PC構(gòu)件加工圖紙的雙向參數(shù)化信息，主要包括PC構(gòu)件編號、外型尺寸信息、混凝土鋼筋用量等[3]。

3.2 協(xié)同設計

利用BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性，實現(xiàn)協(xié)同處理信息數(shù)據(jù)。采用 Revit軟件構(gòu)建三維參數(shù)化模型，各專業(yè)協(xié)同設計，形成三維信息交流平臺，從而對信息數(shù)據(jù)進行交互式管理，在構(gòu)建和使用BIM信息模型的建設各階段中又不斷更新和豐富其數(shù)據(jù)信息，有效的規(guī)劃和整合不同的數(shù)據(jù)信息，進而使專業(yè)化的管理與規(guī)劃得以實現(xiàn)。

3.3 碰撞檢查與優(yōu)化

采用Naviswork軟件對PC建筑進行各專業(yè)的協(xié)同深化設計，對信息模型進行碰撞分析，優(yōu)化PC構(gòu)件的外觀和尺寸設計、調(diào)整鋼筋、設備管線設置、預留預埋構(gòu)件位置、安裝位置等實現(xiàn)深化設計，提前解決由于設計問題而導致的施工安裝問題。PC構(gòu)件生產(chǎn)廠家根據(jù)BIM信息交流平臺提PC構(gòu)件的生產(chǎn)信息，提高生產(chǎn)效率提高、實現(xiàn)生產(chǎn)的規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

3.4 構(gòu)件深化設計

將PC構(gòu)件的編號、尺寸、生產(chǎn)日期以及安裝位置等所有相關(guān)信息生產(chǎn)施工信息關(guān)聯(lián)到BIM模型中，然后在裝配施工過程中，通過無線射頻識別技術(shù)將PC建筑的構(gòu)件模型信息編入預制構(gòu)件的生產(chǎn)實體中，在生產(chǎn)過程中，通過將RFID芯片埋設到每個PC構(gòu)件中，并將所有相關(guān)信息寫入該芯片中，記錄生產(chǎn)、施工各個階段的信息，從而實現(xiàn)全信息化管理的目標。通過BIM技術(shù)可視化模擬難度較大的施工過程，進行現(xiàn)場可視化交底，從而使施工人員能夠充分了解這些關(guān)鍵且復雜的施工環(huán)節(jié)；在BIM信息模型中關(guān)聯(lián)工程項目的進度信息，進行4D施工進度控制，還可以關(guān)聯(lián)工程項目的成本信息，進行5D虛擬成本管理[2]。

4 結(jié)束語

將BIM技術(shù)應用在工業(yè)化PC建筑深化設計中，不僅能提升建筑設計效果，避免經(jīng)常性地出現(xiàn)設計變更與返工等問題，同時還能提升設計與施工效果，對項目的設計與施工方案進行優(yōu)化。同時，達到減少建筑垃圾、節(jié)約人力等，使建筑行業(yè)實現(xiàn)工業(yè)化和信息化可持續(xù)發(fā)展。