孫雙喜

(中建科技集團(tuán)有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518118)

0 前 言

隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的快速發(fā)展，我國建筑行業(yè)也隨之發(fā)展起來，但同時(shí)也導(dǎo)致了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題。所以目前我國的建筑行業(yè)發(fā)展在尋求環(huán)?；⑿畔⒒?、工業(yè)化和綠色化的發(fā)展方向。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，BIM技術(shù)也隨之成熟和完善起來。目前我國建筑行業(yè)中廣泛應(yīng)用到BIM技術(shù)，優(yōu)勢十分顯著[1]。

1 BIM技術(shù)介紹

BIM技術(shù)是將建筑的功能特性結(jié)合物理實(shí)體數(shù)字化技術(shù)，將建筑工程科技化。在建設(shè)建筑工程時(shí)，利用科學(xué)技術(shù)傳輸和分享數(shù)據(jù)。在建筑建設(shè)期間應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)的特點(diǎn)在于：開展建設(shè)前，利用BIM技術(shù)創(chuàng)建建筑模型，這樣就可以在尚未施工時(shí)看到具體的建筑樣貌。BIM技術(shù)的透明度較高，可以直觀展示建筑物的各種數(shù)據(jù)。BIM技術(shù)還具有一定的協(xié)調(diào)性。在工程設(shè)計(jì)和管理期間，利用BIM技術(shù)管理者和設(shè)計(jì)者可以協(xié)調(diào)好各項(xiàng)工作。在目前BIM的發(fā)展實(shí)際運(yùn)行狀況中，通過構(gòu)建數(shù)據(jù)模型可以發(fā)現(xiàn)在后續(xù)實(shí)際施工期間會(huì)出現(xiàn)的問題并采取有效措施進(jìn)行處理，保證了建設(shè)項(xiàng)目的安全性[10]。

2 BIM對(duì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性

2.1 設(shè)計(jì)階段

裝配式建筑需要工廠先生產(chǎn)建筑物配件，運(yùn)輸至施工現(xiàn)場組裝，這就要求工廠的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)有較高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。因?yàn)榻ㄖ锱浼謴?fù)雜，所以在設(shè)計(jì)圖紙時(shí)，需要工廠設(shè)計(jì)時(shí)反復(fù)進(jìn)行討論和修改，各個(gè)圖紙之間有較強(qiáng)的緊密性，當(dāng)更改一個(gè)數(shù)據(jù)后，就需要隨之調(diào)整其他數(shù)據(jù)，工程量巨大。而在BIM技術(shù)下進(jìn)行建模時(shí)，當(dāng)改變某個(gè)參數(shù)后，可以隨之調(diào)整其他的數(shù)據(jù)和尺寸，可以快速找出問題，而無需反復(fù)進(jìn)行修改。此外，在設(shè)計(jì)裝配式建筑所需要的預(yù)制構(gòu)件時(shí)，需要多個(gè)設(shè)計(jì)師共同探討以提升精確度，才能確定最終的預(yù)留設(shè)計(jì)。而在應(yīng)用BIM技術(shù)后，設(shè)計(jì)師們只需在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上進(jìn)行交流即可修改設(shè)計(jì)方案，并展開碰撞實(shí)驗(yàn)找出其中的問題，有助于提升設(shè)計(jì)師之間的合作效率。最后一點(diǎn)，在設(shè)計(jì)圖紙時(shí)通過應(yīng)用BIM技術(shù)，可以快速向磁盤內(nèi)導(dǎo)入模型中各個(gè)構(gòu)件的型號(hào)和需求量統(tǒng)計(jì)表，簡化了多個(gè)合作方之間的協(xié)調(diào)合作流程[2]。

2.2 預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)

不同的構(gòu)件材質(zhì)和尺寸各有不同，可以利用RFID芯片對(duì)不同的構(gòu)件進(jìn)行編碼區(qū)分，保證每一個(gè)編碼的唯一性。同時(shí)，每個(gè)合作機(jī)構(gòu)可以根據(jù)上傳的構(gòu)件調(diào)整實(shí)際的構(gòu)件使用情況，保證每個(gè)合作方之間的工作無縫銜接。此外，構(gòu)件廠商也可以對(duì)設(shè)計(jì)師所制定的圖紙BIM構(gòu)件數(shù)據(jù)信息進(jìn)行查看，以條形碼的形式將這些信息轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的參數(shù)后再生產(chǎn)，信息的傳遞時(shí)間顯著縮短，生產(chǎn)效率得到顯著提升[3]。

2.3 有關(guān)構(gòu)件的運(yùn)輸和裝配

運(yùn)輸構(gòu)件所用的車輛也可以利用RFID芯片技術(shù)編碼，對(duì)車輛信息進(jìn)行實(shí)時(shí)掌控。此外，還可以在BIM中輸入運(yùn)輸?shù)臉?gòu)件信息、運(yùn)輸?shù)钠瘘c(diǎn)和終點(diǎn)等信息，利用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力，算出最為經(jīng)濟(jì)高效的一種運(yùn)輸方式。最后可以利用BIM上的構(gòu)建數(shù)據(jù)對(duì)交付運(yùn)輸方和運(yùn)輸方交付使用方進(jìn)行自動(dòng)核對(duì)，與傳統(tǒng)方法相比，除了節(jié)約時(shí)間外，也可以有效避免記錄錯(cuò)誤[4]。

建筑的機(jī)械化和自動(dòng)化是裝配式建筑的最終實(shí)施目的，所以在裝配構(gòu)件時(shí)，需要保證精確度較高，準(zhǔn)確定位，保證誤差在允許的范圍內(nèi)，對(duì)于施工方來說，這些需要的工藝技術(shù)水平都較高，而這些需求都可以通過BIM技術(shù)進(jìn)行滿足。BIM平臺(tái)上除了可以輸入對(duì)應(yīng)的時(shí)間要求外，還可以綜合管理制定4D模型，協(xié)調(diào)配合每個(gè)部門之間的進(jìn)度[5]。

3 BIM技術(shù)在整體裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

所設(shè)計(jì)的預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量直接影響到裝配式建筑的整體質(zhì)量，所以必須加強(qiáng)重視。在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)前，需要做好設(shè)計(jì)工作，在這一環(huán)節(jié)應(yīng)用BIM技術(shù)可以確定好構(gòu)件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，利用計(jì)算機(jī)軟件構(gòu)建三維模型后組裝(常見模塊如圖1所示)，對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。在BIM模型中，可以設(shè)置好預(yù)制構(gòu)件的各項(xiàng)參數(shù)值，合理設(shè)置后，可以保證預(yù)制構(gòu)件的三維模型更加精確。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)某個(gè)參數(shù)進(jìn)行修改時(shí)，相關(guān)數(shù)據(jù)也會(huì)隨之自動(dòng)改變，有效節(jié)約了人力和時(shí)間，使預(yù)制構(gòu)件有更高水平的設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。

圖1 BIM模型常見模塊

3.2 預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

在生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件時(shí)，BIM技術(shù)的作用也十分重要。建立BIM模型后，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)其中的數(shù)據(jù)信息隨時(shí)進(jìn)行調(diào)用，對(duì)工程量進(jìn)行精確統(tǒng)計(jì)，有助于降低成本，避免浪費(fèi)。同時(shí)，利用BIM模型，工程人員還可以將生產(chǎn)圖紙輸出到工廠生產(chǎn)系統(tǒng)中，利用工廠內(nèi)部智能化和信息化的生產(chǎn)設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)?；A(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)。

3.3 協(xié)同設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

裝配式建筑施工期間有較多的參與方，通過利用BIM技術(shù)技術(shù)，可以使這些部門之間協(xié)同工作，利用BIM技術(shù)建立計(jì)算機(jī)信息交互平臺(tái)(如圖2所示)，每個(gè)參與方都可以在此平臺(tái)上進(jìn)行溝通交流，共享工程信息，使信息的利用率更高，也可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題，及時(shí)進(jìn)行有效解決，為后續(xù)提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平打下基礎(chǔ)。

圖2 BIM協(xié)同設(shè)計(jì)

因?yàn)锽IM技術(shù)主要是通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向計(jì)算機(jī)內(nèi)導(dǎo)入各種建筑模型，分析和計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)，并直接向計(jì)算機(jī)中導(dǎo)入結(jié)果，從而對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的模型進(jìn)行直接觀察，對(duì)視圖進(jìn)行分析，從而掌握建筑結(jié)構(gòu)的各種優(yōu)缺點(diǎn)。在完成這一系列操作后存檔設(shè)計(jì)圖，但在實(shí)際操作期間可能會(huì)出現(xiàn)文檔丟失、數(shù)據(jù)丟失等情況，為避免影響正常施工，需要及時(shí)備份文檔內(nèi)容。應(yīng)用BIM技術(shù)期間可能會(huì)遇到各種問題，需要設(shè)計(jì)師對(duì)此有全面的了解。

4 BIM在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用中存在的難點(diǎn)

4.1 BIM應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化

建筑工程施工時(shí)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化管理和施工可以整合技術(shù)力量，有利于形成企業(yè)文化，對(duì)于建筑工程管理有效性的提升和建筑企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展是非常重要的。但現(xiàn)狀是建筑工程標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)目前還處于發(fā)展階段，尚不完善，尤其是對(duì)于BIM技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化沒有構(gòu)建起一套成熟完整的操作標(biāo)準(zhǔn)和流程，在建筑工程項(xiàng)目施工時(shí)，BIM技術(shù)的應(yīng)用會(huì)存在效率低下或者無法達(dá)到預(yù)期技術(shù)效果的情況[7]。

4.2 BIM設(shè)計(jì)師的緊缺

作為新技術(shù)領(lǐng)域，BIM技術(shù)近些年才剛剛起步，熟練使用該軟件的人較少，尤其是在整個(gè)裝配式建筑項(xiàng)目施工期間，每個(gè)合作方尚未統(tǒng)一認(rèn)知和了解BIM技術(shù)。這時(shí)候?qū)I(yè)BIM設(shè)計(jì)師的存在就顯得尤為重要。但是在實(shí)際中，BIM設(shè)計(jì)師的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于需求數(shù)量，而且部分BIM設(shè)計(jì)師的專業(yè)水平和能力也存在欠缺，所以在實(shí)際應(yīng)用時(shí)常出現(xiàn)BIM專業(yè)問題得不到解決的情況，從而對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度造成不良影響[8]。

4.3 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的無縫隙傳遞

BIM技術(shù)在裝配式建筑工程項(xiàng)目中的應(yīng)用會(huì)涉及到非常多的施工資料和數(shù)據(jù)的處理，這時(shí)候如何保障設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的無縫傳遞，提升傳遞質(zhì)量和效率是工程項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和相關(guān)人員需要重點(diǎn)考慮的問題。BIM技術(shù)引自國外，目前國外相關(guān)的設(shè)施和軟件均十分健全，而我國則剛剛起步，尚未完善軟件開發(fā)能滿足使用需求的公司只占極少數(shù)。除此之外，缺乏相應(yīng)的對(duì)策管理后期施工和維護(hù)工作，因?yàn)槲覈腂IM技術(shù)尚無統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)格，所以合作方之間無法更好地進(jìn)行協(xié)調(diào)配合，BIM技術(shù)在我國尚未展現(xiàn)出全部優(yōu)勢。

5 結(jié) 語

隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技水平越來越高，建筑形式也隨之發(fā)展起來。BIM技術(shù)就是通過科學(xué)技術(shù)完成設(shè)計(jì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)的過程。裝配式建筑結(jié)構(gòu)可以提升建筑期間的工作效率，使施工周期更短、有效利用資源、避免浪費(fèi)、使工業(yè)成本更低，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)利益。在裝配式建筑期間有效運(yùn)用BIM技術(shù)，可以對(duì)建筑設(shè)計(jì)期間的各種問題進(jìn)行完善，使建設(shè)過程中的工作效率更高。

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