裝配式建筑工程施工過程中BIM技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

劉曉坤

【摘要】隨著我國裝配式建筑信息化的推進(jìn)，BIM技術(shù)在建設(shè)工程領(lǐng)域得到了蓬勃發(fā)展。本文通過概述BIM技術(shù)的含義、優(yōu)點(diǎn)及發(fā)展過程，重點(diǎn)論述了BIM技術(shù)在建設(shè)工程全壽命周期各重要階段的應(yīng)用，如在設(shè)計(jì)階段的碰撞檢查，招投標(biāo)階段的算量處理，施工階段的5D協(xié)同管理，項(xiàng)目竣工運(yùn)營維護(hù)階段的項(xiàng)目終身信息管理等。

【關(guān)鍵詞】裝配式建筑工程;BIM技術(shù)

【中圖分類號(hào)】TU17

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.25.116

BIM技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為工程建設(shè)行業(yè)的一個(gè)趨勢，尤其是在裝配式建筑施工行業(yè)，正逐步進(jìn)入以建造過程應(yīng)用為主的深度應(yīng)用階段，其涉及內(nèi)容廣泛，在裝配式建筑工程實(shí)踐過程和裝配式建筑工程全壽命周期的所有環(huán)節(jié)均會(huì)運(yùn)用。

1、BIM技術(shù)在裝配式建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用概述分析

從裝配式建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)到施工過程，無論是設(shè)計(jì)施工單位還是業(yè)主之間都需要相互溝通協(xié)調(diào)，從而找出問題的原因并提出相應(yīng)的措施。但在CAD二維設(shè)計(jì)中，各專業(yè)設(shè)計(jì)師與施工人員之間無法做到實(shí)時(shí)溝通與協(xié)同，很多問題都是在出現(xiàn)以后才尋求解決方案。然而，BIM技術(shù)則可以提前模擬出可能產(chǎn)生的問題，幫助設(shè)計(jì)師進(jìn)行修改，協(xié)同設(shè)計(jì)師與施工人員的工作，避免實(shí)際施工操作中出現(xiàn)的沖突問題。同時(shí)BIM技術(shù)還可以幫助電梯井、防火區(qū)與地下排水等布置與其他設(shè)計(jì)布置的協(xié)調(diào)問題，將問題前置化，有效節(jié)約人力。

2、裝配式建筑工程施工過程中BIM技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

2.1 BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

如想確保裝配式建筑工程的智能化，其首要任務(wù)則是將BIM技術(shù)運(yùn)用于裝配式建筑設(shè)計(jì)中。在BIM平臺(tái)搭建完畢后，需要由專業(yè)人員提前抵達(dá)裝配式建筑場地，對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行勘察收集，待整理完畢后錄入已搭建平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫內(nèi)，便可安排后續(xù)BIM建模工作?；贐IM技術(shù)的三維建模軟件對模型進(jìn)行創(chuàng)建，通過人工的方式繪制裝配式建筑所需基礎(chǔ)構(gòu)件，如柱、梁、板等，同時(shí)按照勘測數(shù)據(jù)輸入相關(guān)構(gòu)件參數(shù)，軟件即可自動(dòng)建成整棟樓層的裝配式建筑模型，并按照內(nèi)置清單和定額計(jì)算規(guī)則，計(jì)算其工程量。或者可通過將工程圖紙導(dǎo)入三維建模軟件，智能識(shí)別圖中裝配式建筑基礎(chǔ)構(gòu)件，定義構(gòu)件參數(shù)后即可計(jì)算機(jī)仿真，計(jì)算工程量。同時(shí)，在規(guī)劃設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中也能運(yùn)用到BIM中，例如住宅區(qū)根據(jù)周邊環(huán)境得出BIM模型的模擬數(shù)據(jù)，規(guī)劃整體布置方案并創(chuàng)建出更合適場地地形的全面裝配式建筑模型。對于傳統(tǒng)二維圖紙而言，通過數(shù)據(jù)標(biāo)注+文字注釋的形式，很難清晰明確的將施工中的復(fù)雜節(jié)點(diǎn)、關(guān)鍵部位等表示清楚，而通過BIM模型的可視化特點(diǎn)，則可用三維的形式使設(shè)計(jì)方更加準(zhǔn)確地把控到裝配式建筑結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)之處，易于后續(xù)的調(diào)整優(yōu)化。與傳統(tǒng)裝配式建筑模型相比，設(shè)計(jì)人員能使用BIM模型渲染裝配式建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)效果，將其設(shè)計(jì)方案更好地展示給工程業(yè)主。借助BIM模型的可視化特點(diǎn)可以將裝配式建筑項(xiàng)目的整體布局和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)直觀地展示出來，工程業(yè)主、施工單位及設(shè)計(jì)單位能準(zhǔn)確、快速、全面地獲取裝配式建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)信息，利于各單位更好地進(jìn)行研討。

2.2提高信息變動(dòng)的實(shí)效性

就當(dāng)前實(shí)際情況而言，在裝配式建筑工程設(shè)計(jì)過程中，傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)方式會(huì)導(dǎo)致各個(gè)專業(yè)間的互動(dòng)性受到不利影響，具體表現(xiàn)在實(shí)效性方面，通常一個(gè)專業(yè)在修改設(shè)計(jì)后，這個(gè)信息很難被其他專業(yè)及時(shí)捕捉，繼而到施工階段就會(huì)爆發(fā)大量的矛盾，工程進(jìn)度會(huì)因此受到影響。而BIM技術(shù)的應(yīng)用，則可以有效解決此類問題，究其原因，主要是BIM技術(shù)可以通過構(gòu)建三維數(shù)字模型的方式顯示設(shè)計(jì)變更的信息，這樣一來就提高了信息變動(dòng)的實(shí)效性，裝配式建筑工程施工的整體效率也會(huì)得到有效提升，同時(shí)，還能避免因?yàn)樵O(shè)計(jì)變更導(dǎo)致的返工問題，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)矛盾和解決矛盾，從而減少工程投入。例如在裝配式建筑土建施工階段設(shè)備用房預(yù)留孔洞位置發(fā)生變化，傳統(tǒng)方式下若土建設(shè)計(jì)單位資金不到位，會(huì)引起裝修施工發(fā)生額外變更，但運(yùn)用BIM技術(shù)后，提高了信息變動(dòng)的時(shí)效性，減少了這部分變更[1]。

2.3設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控

（1）設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測將BIM技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)時(shí)查看設(shè)備運(yùn)行情況，便于遠(yuǎn)程設(shè)備管理[10]。（2）設(shè)備異常報(bào)警系統(tǒng)可自動(dòng)判斷傳感器、監(jiān)控設(shè)備反饋的數(shù)據(jù)是否異常，當(dāng)判斷結(jié)果為異常時(shí)，系統(tǒng)將發(fā)送警報(bào)通知到各運(yùn)維管理人員的移動(dòng)端，同時(shí)在BIM模型中高亮顯示異常位置，更加直觀有效地展示設(shè)備異常情況。（3）設(shè)備統(tǒng)計(jì)與查詢查看設(shè)備屬性信息、空間信息、相關(guān)運(yùn)維工作記錄，篩選導(dǎo)出設(shè)備信息工作表。

2.4自動(dòng)預(yù)警與報(bào)警模塊

通過智能化的數(shù)據(jù)集成運(yùn)營平臺(tái)對裝配式建筑物及其設(shè)備系統(tǒng)建設(shè)預(yù)警工作，無疑是當(dāng)下先進(jìn)的，也是未來全行業(yè)必將推進(jìn)的發(fā)展方向。預(yù)警系統(tǒng)整體架構(gòu)。主要包括三項(xiàng)組成部分，分別為關(guān)鍵設(shè)備、關(guān)鍵參數(shù)、參數(shù)闕值。當(dāng)設(shè)備的某一指標(biāo)項(xiàng)參數(shù)超過閾值上限或低于閾值下限時(shí)，即觸動(dòng)本平臺(tái)的預(yù)警機(jī)制。此模塊旨在結(jié)合BIM模型實(shí)現(xiàn)設(shè)施管理運(yùn)營預(yù)警過程自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)時(shí)監(jiān)測關(guān)鍵設(shè)備及其構(gòu)件運(yùn)行過程中的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備科學(xué)評價(jià)和自動(dòng)預(yù)警的功能。預(yù)警系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對裝配式建筑物全設(shè)備系統(tǒng)的24小時(shí)不間斷監(jiān)控，在解放了傳統(tǒng)的人力坐班的同時(shí)，還提高了設(shè)備監(jiān)控的效率和準(zhǔn)確性。預(yù)警系統(tǒng)不僅僅是對巡檢之外的補(bǔ)充，還通過降低設(shè)備異常運(yùn)行的時(shí)間延長了設(shè)備的使用壽命，是企業(yè)走可持續(xù)性發(fā)展道路的重要工具。

2.5視頻監(jiān)控管理

裝配式建筑管理系統(tǒng)內(nèi)所有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以整合到一個(gè)平臺(tái)體系當(dāng)中，主要通過利用總控室平臺(tái)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)對各個(gè)區(qū)域無死角無遮攔的監(jiān)視管理。一方面，視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要集成攝像頭的三維空間屬性，幫助用戶及時(shí)找到所需查詢的攝像頭位置。用戶可以根據(jù)查詢攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面明確裝配式建筑內(nèi)部空間情況，判斷是否存在可疑人員。另一方面，裝配式建筑管理系統(tǒng)中的視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般多支持對監(jiān)控?cái)z像機(jī)設(shè)備信息維護(hù)與構(gòu)建關(guān)聯(lián)，如在項(xiàng)目三維模型圖中，設(shè)計(jì)人員可以實(shí)時(shí)對監(jiān)控?cái)z像機(jī)模型進(jìn)行空間信息以及屬性信息的維護(hù)與管理。此外，對于視頻監(jiān)控反饋的數(shù)據(jù)內(nèi)容，系統(tǒng)可以自動(dòng)存儲(chǔ)，以便日后使用。

結(jié)語：

綜上所述，隨著裝配式建筑信息化水平的提高以及我國相關(guān)扶持政策措施的出臺(tái)，BIM技術(shù)在裝配式建筑領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。運(yùn)用BIM技術(shù)對建設(shè)工程整個(gè)壽命周期的重要環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化指導(dǎo)，既可以優(yōu)化工期、節(jié)約成本、提高生產(chǎn)效率和施工質(zhì)量，又可以最大限度地協(xié)調(diào)各項(xiàng)目參與方。在不久的將來，隨著裝配式建筑領(lǐng)域信息科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步，BIM技術(shù)必將成為裝配式建筑行業(yè)的基本應(yīng)用手段，更好地為裝配式建筑業(yè)發(fā)展保駕護(hù)航。

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