程素麗

(山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西 太原 030000)

1 裝配式建筑施工的主要特征

裝配式建筑施工,是利用大型建筑構(gòu)件,現(xiàn)場(chǎng)組裝建筑物的施工方式。該方式的主要特征可被概括為三個(gè)方面。一是施工周期更短,在裝配式施工模式中,建筑物的墻體、管線等構(gòu)件已經(jīng)在加工部門中澆筑成型,施工現(xiàn)場(chǎng)只需要完成吊裝等工作,因此其施工周期較短。二是施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)于周邊環(huán)境的影響較小,傳統(tǒng)的施工模式中,通常需要在夜間澆筑混凝土,因此其會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的噪音污染、光污染以及廢水污染。但裝配式建筑施工簡(jiǎn)化了這一環(huán)節(jié),因此其所帶來(lái)的污染相對(duì)較少。三是施工設(shè)計(jì)更為合理,傳統(tǒng)的施工模式中,會(huì)嚴(yán)格依據(jù)圖紙的設(shè)計(jì)開展施工,但施工現(xiàn)場(chǎng)通常會(huì)出現(xiàn)難以控制的變量,施工的變更流程較為復(fù)雜,其合理性也難以得到保障。但裝配式施工通常會(huì)利用信息技術(shù)完成前期設(shè)計(jì)。在遇到臨時(shí)變更的情況下,施工單位可通過信息技術(shù)預(yù)演變更流程,從而使現(xiàn)場(chǎng)施工更為合理。

2 BIM技術(shù)的構(gòu)成

BIM技術(shù)主要是由虛擬仿真技術(shù)、數(shù)字建模技術(shù)、計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)以及三維可視技術(shù)共同構(gòu)成。虛擬仿真技術(shù)是由VR技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)融合而成。該技術(shù)可通過信息采集系統(tǒng),將施工現(xiàn)場(chǎng)、建筑構(gòu)件以及施工機(jī)械等要素制作成比例逼真的模型。數(shù)字化建模技術(shù),是將仿真模型轉(zhuǎn)換為數(shù)字模型的技術(shù)。利用該技術(shù),施工模型將在計(jì)算機(jī)處理界面中得到任意轉(zhuǎn)換。計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)是將調(diào)整、使用數(shù)字模型的技術(shù)。在施工應(yīng)用中,設(shè)計(jì)人員可編制靜態(tài)的模擬場(chǎng)景,以實(shí)現(xiàn)施工流程重新。也可利用融入了物理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)模型,對(duì)施工設(shè)計(jì)與建筑質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。三維可視技術(shù)是展現(xiàn)建筑細(xì)節(jié),還原建筑場(chǎng)景的關(guān)鍵技術(shù)。其通過逼真的界面展示,可將建筑構(gòu)件與建筑空間還原成立體圖形。利用這一技術(shù),計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的視覺體驗(yàn)感將得到加強(qiáng),施工單位可利用該技術(shù)更為詳細(xì)地觀察施工結(jié)果,從而使施工流程得到優(yōu)化。

3 BIM技術(shù)在施工場(chǎng)景中的應(yīng)用

3.1 數(shù)據(jù)采集與構(gòu)件設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)需要對(duì)三類數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。首先,是利用全站儀等設(shè)備,對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量,并依據(jù)施工圖紙以及地質(zhì)結(jié)構(gòu),對(duì)地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,這部分?jǐn)?shù)據(jù)是構(gòu)建施工場(chǎng)景的主要依據(jù)。其次,是通過衛(wèi)星成像技術(shù)或遙感技術(shù),對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周邊的交通環(huán)境、建筑密度、生態(tài)環(huán)境等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。通過這部分?jǐn)?shù)據(jù),設(shè)計(jì)人員將掌握到工程周邊的環(huán)境,從而使建筑設(shè)計(jì)與施工規(guī)劃更為合理。再有,是利用3D成像技術(shù),將施工機(jī)械、施工人員等數(shù)據(jù)設(shè)置為等比例模型。在具體的設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員可利用這部分?jǐn)?shù)據(jù)制作出一份涵蓋了工程周邊環(huán)境、地下結(jié)構(gòu)以及施工現(xiàn)場(chǎng)的立體圖形,從而使施工流程與構(gòu)件設(shè)計(jì)得到更為合理的測(cè)算。

3.2 碰撞檢測(cè)與協(xié)同分析

碰撞檢測(cè)的主要目的是要呈現(xiàn)出早期設(shè)計(jì)所存在的不合理因素。利用BIM技術(shù),碰撞檢測(cè)的科學(xué)性將得到增強(qiáng),其成本也將得到有效控制。例如,BIM技術(shù)可協(xié)助檢測(cè)工程質(zhì)量。即對(duì)數(shù)字化模型,進(jìn)行模擬抗風(fēng)、抗震實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的檢測(cè)方式,需要分別制作抗風(fēng)與抗震模型,再通過物理實(shí)驗(yàn),將所獲得的參數(shù)轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。檢測(cè)人員通過標(biāo)準(zhǔn)的分析公式,可了解到該建筑物的設(shè)計(jì)質(zhì)量。但BIM技術(shù)可將數(shù)據(jù)模型輸入到檢測(cè)程序中,并利用信息技術(shù)營(yíng)造出各類實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景,從而使檢測(cè)流程更為便捷。其次,BIM技術(shù)可快速實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)件的組裝,通過場(chǎng)景還原,構(gòu)件設(shè)計(jì)的缺陷,將得以體現(xiàn)。總之通過BIM技術(shù)所提供的碰撞實(shí)驗(yàn),建筑的設(shè)計(jì)方案得到優(yōu)化。

3.3 施工規(guī)劃與預(yù)算分析

工程施工所涉及的變量較多,其預(yù)算也難以準(zhǔn)確設(shè)定。BIM技術(shù)可真實(shí)還原施工現(xiàn)場(chǎng),通過優(yōu)化分析,預(yù)算數(shù)據(jù)也將得到準(zhǔn)確呈現(xiàn)。例如,設(shè)計(jì)人員可利用特定周期內(nèi)的交通數(shù)據(jù),還原施工期間的交通環(huán)境,從而將建筑構(gòu)件在運(yùn)輸途中可能出現(xiàn)的問題,體現(xiàn)在操作界面中。之后,設(shè)計(jì)人員可在立體模型中輸入對(duì)應(yīng)季節(jié)的天氣數(shù)據(jù),從而模擬出施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度、濕度等外部環(huán)境。當(dāng)外部環(huán)境的數(shù)據(jù)模型構(gòu)建完成后,設(shè)計(jì)人員可依據(jù)物理公式還原出施工場(chǎng)景。在這一環(huán)節(jié)中,物料擺放、人員調(diào)配以及機(jī)械操作等環(huán)節(jié)都將得到真實(shí)體現(xiàn),依據(jù)這部分?jǐn)?shù)據(jù),施工流程將得到更為合理的規(guī)劃,施工預(yù)算也將更加精準(zhǔn)。

3.4 施工控制與吊裝模擬

在裝配式建筑的施工現(xiàn)場(chǎng)中,施工人員也可利用 BIM技術(shù)優(yōu)化施工方案。例如,技術(shù)人員可在吊裝施工前,將本單位的機(jī)械數(shù)據(jù)以及工程參數(shù)輸入到立體模型中,從而使該模型呈現(xiàn)出與施工進(jìn)度相符的立體結(jié)構(gòu)圖。之后,技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)在靜態(tài)的模型場(chǎng)景中,實(shí)驗(yàn)不同的吊裝工序,從而獲得最為優(yōu)化的設(shè)計(jì)。同時(shí)技術(shù)人員可利用該結(jié)果,分配機(jī)械、人力資源以及后期保障,從而使現(xiàn)場(chǎng)的位置、分工得以明確。再有,設(shè)計(jì)人員可將計(jì)算機(jī)界面中所體現(xiàn)的位置變化制作成教學(xué)視頻。在施工開始前,技術(shù)人員可依據(jù)該視頻為各崗位制定任務(wù)與站位。施工人員也可參照該視頻對(duì)施工中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析。利用BIM技術(shù),吊裝等工序?qū)⒌玫侥M,施工控制將更為有效。

4 結(jié)語(yǔ)

在裝配式建筑施工中應(yīng)用BIN技術(shù)應(yīng)當(dāng)遵循以下流程。首先,是采集建筑數(shù)據(jù)并利用信息技術(shù)構(gòu)建一體化模型。其次,要進(jìn)行碰撞檢測(cè),以提升設(shè)計(jì)的合理性。再有,要在一體化模型中輸入對(duì)應(yīng)的外部數(shù)據(jù),以制定出合理的預(yù)算。最后,可通過該技術(shù)幫助施工人員對(duì)接崗位職責(zé)。