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        BIM技術(shù)在裝配式建筑施工管理中的應(yīng)用

        2021-11-27 10:30:47練水泉
        新視線·建筑與電力 2021年6期
        關(guān)鍵詞:管理應(yīng)用BIM技術(shù)

        練水泉

        摘要:裝配式建筑的發(fā)展,打破并創(chuàng)新了原有的傳統(tǒng)施工建造模式,提升了建筑施工效率,并降低了工程施工成本;BIM技術(shù),即建筑信息模型技術(shù),是實施裝配式建筑的有效手段,在裝配式建筑的材料、質(zhì)量、安全、進度、技術(shù)交底和工程變更等施工階段各個環(huán)節(jié)的管理中均可起到重要的作用。

        關(guān)鍵詞:BIM技術(shù);裝配式建筑;施工階段;管理應(yīng)用

        引言

        裝配式建筑是近幾年建筑行業(yè)開始流行的建筑方式,相對于傳統(tǒng)建筑施工流程,裝配式建筑減少了現(xiàn)場施工工作量。由于建筑構(gòu)件是在專門的工廠中加工而成,因此省去了對應(yīng)的現(xiàn)場現(xiàn)澆施工環(huán)節(jié),并降低了現(xiàn)場施工作業(yè)所產(chǎn)生的污染,有效提升了建筑工程的生態(tài)功能,并起到了節(jié)約生產(chǎn)成本的作用。建筑構(gòu)件在工廠生產(chǎn)完成后,運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場,然后進行拼裝連接工作,該項工作作為裝配式建筑施工階段的核心工作,對于裝配方式以及安裝精度均有著較高的要求,若在拼裝連接過程中出現(xiàn)較大失誤,大多數(shù)情況下只能通過重建的方式進行處理?;诖?,在安裝前要展開精確的建模工作,以此確保工程能夠順利完成。

        一、裝配式建筑施工中BIM技術(shù)概述

        (一)BIM技術(shù)概述

        BIM技術(shù)最早起源于美國,早期對于BIM的定義為產(chǎn)品模型,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,BIM也被賦予了新的意義,由此BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域中發(fā)揮的作用也越來越大,尤其是近幾年裝配式建筑的出現(xiàn)和興起,更是為該技術(shù)帶來了新的發(fā)展機遇。隨著建筑行業(yè)的不斷完善以及信息技術(shù)應(yīng)用水平的提升,建筑工程施工環(huán)節(jié)對于信息技術(shù)的依賴程度越來越高,計算機技術(shù)手段逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工圖紙繪制。在20世紀(jì)90年代,這個產(chǎn)品的模型被正式命名為BIM?,F(xiàn)階段的BIM技術(shù)在裝配式建筑工程領(lǐng)域應(yīng)用較多的主要為建模以及碰撞檢查,實際上這兩個功能僅僅是BIM技術(shù)的一部分,其在建筑工程中的應(yīng)用形式具有多元性,以BIM技術(shù)為手段可以將建筑相關(guān)信息生成模型,工程負(fù)責(zé)人員可以依據(jù)生成的建筑模型統(tǒng)籌規(guī)劃整個工程項目,進而實現(xiàn)對于工程項目的全周期管理。

        (二)BIM技術(shù)特點分析

        首先,BIM技術(shù)的最大優(yōu)勢在于形象性,建筑工程中可視化的圖像可對施工管理產(chǎn)生極大的提升效果,因為傳統(tǒng)建筑工程當(dāng)中的形象資料雖然可視,但是形象資料大多為二維平面,而建筑工程當(dāng)中的三維形象只能夠通過工作人員在頭腦中的加工與想象形成,由于建筑構(gòu)造的復(fù)雜性和多樣性,尤其是某些復(fù)雜程度較高的建筑工程,僅僅憑想象難以達到預(yù)期效果。基于此,通過BIM技術(shù)將復(fù)雜的平面設(shè)計轉(zhuǎn)變成為三維立體形象(圖1),將更加便于管理人員理解設(shè)計意圖和構(gòu)造方式,從而提升施工效率和準(zhǔn)確性。

        其次,無論何種形式的建筑工程均具有復(fù)雜程度高、施工難度大以及長期施工的特征,在施工過程中各個施工部門的相互配合就顯得尤為重要,因此各個部門與工種之間的協(xié)調(diào)配合就成為制約建筑品質(zhì)的重要因素?;贐IM技術(shù)的施工技術(shù)則能夠完美解決這類協(xié)調(diào)問題,如在傳統(tǒng)施工的暖通管道布置作業(yè)當(dāng)中,施工人員所要面臨的重要問題就是結(jié)構(gòu)與管線的碰撞問題,通過BIM技術(shù)建立施工模型,能夠提前發(fā)現(xiàn)并解決施工過程中可能出現(xiàn)的碰撞問題(圖2),因此,BIM技術(shù)對于協(xié)調(diào)各項施工工作也具有重要意義。

        再次,在裝配式建筑工程施工過程中會可能會受到某些外界因素的影響,通過BIM技術(shù),能夠在工程前利用三維模型展開模擬,例如模擬風(fēng)力、光照以及降水等外部原因?qū)こ坍a(chǎn)生的影響,并通過5D模型模擬確定最為合適的施工方案。5D模型相對于3D模型增加了進度維度與成本維度兩個方面,通過模擬不僅能夠提升施工質(zhì)量以及建筑物品質(zhì),而且還能夠有效地降低施工成本,且在工程運營階段還可以通過緊急疏散模擬,從而對大型自然災(zāi)害來臨時為人員疏散提供建議和指導(dǎo)。

        最后,現(xiàn)代建筑的復(fù)雜性決定了其在施工過程中需要對施工環(huán)節(jié)進行不斷地優(yōu)化和升級,傳統(tǒng)的優(yōu)化方式大多都借鑒先前的工程經(jīng)驗,且在針對某些極其復(fù)雜的工程環(huán)節(jié)進行優(yōu)化時需要投入大量的人力物力,但是通過BIM能夠?qū)Ω邚?fù)雜的項目進行優(yōu)化,幫助管理人員探索可行的優(yōu)化方案,這能夠使得建筑企業(yè)在確保建筑工程質(zhì)量的前提下壓縮成本支出。

        二、BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用分析

        (一)施工技術(shù)交底時的應(yīng)用

        在裝配式建筑當(dāng)中需要依照建筑特征生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件,裝配式建筑所需要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件數(shù)量較大,生產(chǎn)較為復(fù)雜,尤其是隨著技術(shù)的進步現(xiàn)階段已經(jīng)出現(xiàn)了眾多復(fù)雜的新工藝和新技術(shù),這些工藝和技術(shù)在生產(chǎn)應(yīng)用過程中若操作不當(dāng)極易引發(fā)問題,如管理和施工人員自身專業(yè)能力不強,在安裝過程中可能會出現(xiàn)少裝以及漏裝等現(xiàn)象,此外在安裝過程中缺乏技術(shù)指導(dǎo)還容易導(dǎo)致某些構(gòu)件的損壞。除此之外,管理人員因不擅長數(shù)據(jù)監(jiān)管等方面的工作,也會導(dǎo)致問題頻發(fā)。但是,隨著計算機等技術(shù)在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用,通過將BIM技術(shù)融入到MSProjecet工程軟件當(dāng)中,使得各類工程數(shù)據(jù)得到有效傳遞,此外,通過BIM技術(shù)下的工程模擬等技術(shù)能夠再現(xiàn)工程施工過程,以此為依據(jù)進行施工計劃圖的設(shè)計,并向模型中加入標(biāo)準(zhǔn)時間等因素,在這種情況下,裝配式建筑中不同的構(gòu)件屬性就能夠通過可視的形象展現(xiàn)出來,通過借助直觀、可視的施工模擬能夠在工程前期向一線工程人員、管理人員以及施工人員進行精準(zhǔn)的交底工作,并促使施工人員更容易把握住裝配式建筑的施工要點、工藝特點以及工程關(guān)鍵節(jié)點。

        (二)材料和場地管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用

        現(xiàn)階段,在裝配式建筑施工現(xiàn)場中存在很多問題亟待解決,如施工過程中有時會產(chǎn)生需要臨時堆放大量預(yù)制構(gòu)件的現(xiàn)象,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因首先與施工人員的管理方式有關(guān),另一方面也與構(gòu)件數(shù)量過多有關(guān),此外與施工現(xiàn)場工區(qū)、工種劃分不科學(xué)也存在較大聯(lián)系,在這種情況下,管理人員應(yīng)當(dāng)積極引入BIM技術(shù)解決現(xiàn)有問題,從而實現(xiàn)構(gòu)件的科學(xué)統(tǒng)籌管理。在管理過程中可以將芯片安置在施工現(xiàn)場的預(yù)制構(gòu)件當(dāng)中,專用芯片承擔(dān)著記錄構(gòu)件存放位置、構(gòu)件尺寸材料信息以及使用時間等基礎(chǔ)資料,將專用芯片中的信息導(dǎo)入到立體模型當(dāng)中,能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場構(gòu)件的高效管理,有效地避免由于構(gòu)件隨意堆放導(dǎo)致的問題,并降低構(gòu)件二次搬運問題;在構(gòu)件材料進場以及場地管理過程中應(yīng)用信息化和自動化技術(shù)還能夠有效地避免由于人工錄入所導(dǎo)致的問題,極大地提升構(gòu)件的使用效率。其次,通過模擬能夠確定出構(gòu)件最為合理的交通運輸線路以及施工現(xiàn)場可能出現(xiàn)的突發(fā)事件,據(jù)此通過提前設(shè)定突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案能夠有效地保障施工現(xiàn)場的安全性。

        (三)有效應(yīng)對工程變更

        裝配式建筑工程施工前雖然會制定詳細(xì)的施工方案,但是受到各類主觀和客觀因素的制約,施工過程中難免要對原有施工方案進行調(diào)整,而裝配式建筑所生產(chǎn)的構(gòu)件又具有特殊性,若出現(xiàn)大面積的更改則會出現(xiàn)構(gòu)件無法使用的現(xiàn)象,這種情況不僅會拖慢工程工期,而且還會造成成本浪費。通過BIM技術(shù),能夠極大地降低上述問題出現(xiàn)的機率,能夠?qū)崿F(xiàn)多個施工部門的交流與配合,并且還能夠通過遠(yuǎn)程協(xié)助管理對現(xiàn)場工程施工進行監(jiān)督和指導(dǎo),提升施工人員構(gòu)件的安裝效率,并詳細(xì)記錄構(gòu)件相關(guān)的數(shù)據(jù),在這其中包括構(gòu)件的生產(chǎn)、進場以及存放順序,一旦工程出現(xiàn)調(diào)整,所記錄的數(shù)據(jù)也會相應(yīng)地發(fā)生改變,并對整個施工流程進行優(yōu)化。

        (四)在施工現(xiàn)場安全管理中的應(yīng)用

        裝配式建筑工程施工現(xiàn)場存在較多的不確定因素,這些因素極易產(chǎn)生安全隱患,尤其是在通過垂直運輸設(shè)備對預(yù)制構(gòu)件進行吊裝過程中的安全隱患更大,傳統(tǒng)的建筑工程施工安全培訓(xùn)方式大多都集中在紙面文字以及安全事故案例分析的方式,不同的施工現(xiàn)場有著不同的特征以及安全隱患,施工人員在不了解施工現(xiàn)場的情況下貿(mào)然進入也必將增大風(fēng)險。其次,傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土施工現(xiàn)場中會存在大量的混凝土運輸車輛以及鋼筋車輛,而在裝配式建筑施工現(xiàn)場中除了基礎(chǔ)建筑耗材以外,還會存在大量的建筑預(yù)制構(gòu)件,所以在施工過程中如何做好人員與運輸車輛以及構(gòu)件之間的安全管理工作就成為管理人員需要深入思考的問題。最后,在通過垂直運輸設(shè)備進行吊裝作業(yè)中,由于受到吊運能力不足等問題的影響可能會使起重設(shè)備損壞甚至傾覆,這將會對吊車作業(yè)范圍內(nèi)的施工人員產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患。綜上所述,可以通過BIM技術(shù)解決傳統(tǒng)施工安全培訓(xùn)中的不足,通過BIM技術(shù)模擬再現(xiàn)現(xiàn)場施工環(huán)境,并針對施工現(xiàn)場中的危險源對施工人員展開培訓(xùn),避免傳統(tǒng)理論型安全培訓(xùn)中的說教形式。此外,還可以通過BIM技術(shù)對不同的工種進行培訓(xùn),并借助于虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行安全事故發(fā)生體驗,提升施工人員的安全施工意識,此種安全培訓(xùn)方式不僅能夠縮短培訓(xùn)時間,而且還能夠提升培訓(xùn)效果,強化施工人員的安全責(zé)任意識。

        (五)在施工進度管理中的應(yīng)用

        傳統(tǒng)建筑工程當(dāng)中施工進度的管理主要依靠網(wǎng)絡(luò)進度管理的形式,此種進度控制方式往往是由管理階層向施工執(zhí)行階層進行層層傳達,基層施工人員往往無法及時獲取到進度信息,且在施工過程中存在較多流水作業(yè),這些作業(yè)需要多個工種、部門以及工序的配合,尤其是對于某些復(fù)雜程度較高的工作,需要施工人員反復(fù)穿插,為了確保工期,部門之間需要密切的配合和交流,這種過于依賴管理層決策的進度協(xié)調(diào)方式效率往往比較低下,但是通過BIM技術(shù)能夠在工程流水施工過程中實時顯示工程施工進度,能夠極大地提升各個工種和工序的配合效率,且通過云BIM技術(shù)管理平臺能夠?qū)崿F(xiàn)信息的高效共享,并使得管理人員更加及時、高效地理解工程信息,并減少階層以及部門之間在信息傳遞過程中的干擾。

        結(jié)語

        BIM技術(shù)在裝配式建筑工程施工中有著非常廣闊的應(yīng)用前景,借助該技術(shù)能夠有效地實現(xiàn)裝配式建筑施工管理的信息化、高效化。未來,應(yīng)通過持續(xù)推動BIM技術(shù)與裝配式建筑施工技術(shù)的發(fā)展和融合,促進我國建筑行業(yè)的發(fā)展進步。

        參考文獻:

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