趙權(quán)威 張觀友 丁照一

(1.金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程學(xué)院，浙江 金華 321000；2.杭州中盾裝潢工程有限公司，浙江 杭州 310000)

0 引言

隨著建筑工業(yè)數(shù)字化技術(shù)的普及，工程建設(shè)處于高速發(fā)展階段。2015年，國務(wù)院印發(fā)的《中國制造2025》(國家行動(dòng)綱領(lǐng))指出，我國工程建設(shè)面臨向綠色化、數(shù)字化、節(jié)能化轉(zhuǎn)型發(fā)展的問題。作為綠色建筑的代表，裝配式建筑得到了廣泛關(guān)注和大力推廣。BIM技術(shù)具有共享性、集成化、可視化等優(yōu)點(diǎn)[1]。因此，將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑，對于實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)綠色化、數(shù)字化具有重要意義。

目前，建筑工業(yè)數(shù)字化技術(shù)的高速發(fā)展帶動(dòng)了施工技術(shù)、施工工藝的革新，但也造成了很多管理問題[2]。因此，在BIM技術(shù)快速發(fā)展的過程中，應(yīng)從構(gòu)件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工階段等方面提出科學(xué)合理的管控措施，促進(jìn)裝配式建筑持續(xù)、健康發(fā)展。

1 BIM技術(shù)研究現(xiàn)狀

建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)是由佐治亞理工學(xué)院查爾斯·M·伊斯曼教授提出，在20世紀(jì)80年代應(yīng)用于美國圖軟公司研發(fā)的ArchiCAD 軟件，并獲得了良好的市場反饋[3]。隨著美國IAI 協(xié)會(huì)推出了《美國國家 BIM 標(biāo)準(zhǔn)》(NBIMS)，BIM技術(shù)得到大力推廣與應(yīng)用。

我國關(guān)于BIM技術(shù)的研究起步較晚。2010年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布了《2011—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》，標(biāo)志著BIM技術(shù)進(jìn)入高速發(fā)展期[4]。2015—2019年，基于BIM技術(shù)的建筑發(fā)展規(guī)劃相繼頒布，進(jìn)一步明確了發(fā)展BIM數(shù)字化集成建筑的目標(biāo)。隨著2019年《綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(修訂版)“節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)地、環(huán)保”(四節(jié)一環(huán)保)標(biāo)準(zhǔn)的提出，基于BIM技術(shù)的裝配式建筑得到了蓬勃發(fā)展，綠色建筑年均增幅達(dá)到25%[5]。雖然BIM技術(shù)促進(jìn)了裝配式建筑的高速發(fā)展，但是與之配套的管理體系、法律法規(guī)仍需進(jìn)一步改進(jìn)和完善[6]。

本文以浙江某裝配式工程項(xiàng)目為例，基于BIM技術(shù)對該工程的構(gòu)建設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工等階段需求進(jìn)行分析，并提出切實(shí)可行的管控措施，可為基于BIM技術(shù)的裝配式建筑全過程管控提供參考。

2 案例分析

2.1 案例概況

浙江某安置房項(xiàng)目總建筑面積約20.36萬m2，其中，地下面積約6.66萬m2，地上面積約13.70萬m2。地上部分為裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)，地下部分為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)。開工時(shí)間為2017年3月2日，竣工時(shí)間為2019年3月26日，總工期754天。該項(xiàng)目以裝配式施工為主，實(shí)現(xiàn)了裝配式建筑的構(gòu)件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工全過程管控。

裝配式建筑具有裝配率高、設(shè)計(jì)復(fù)雜、施工節(jié)點(diǎn)多等特點(diǎn)，管理重點(diǎn)在于如何利用BIM技術(shù)對裝配式建筑進(jìn)行全過程管控，滿足設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工各階段的協(xié)調(diào)需求。

2.2 裝配式建筑各階段信息需求

裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑最大的不同在于使用了大量的預(yù)制構(gòu)件，因此，在施工階段經(jīng)常出現(xiàn)工程信息與技術(shù)銜接不及時(shí)、協(xié)調(diào)管理水平低等問題[7]。下面基于BIM技術(shù)對裝配式建筑的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工各階段信息需求展開分析。

2.2.1 設(shè)計(jì)階段信息需求分析

在設(shè)計(jì)階段，由于裝配式建筑的各參與方工作重點(diǎn)、利益需求不同，為避免后續(xù)施工中產(chǎn)生碰撞和沖突問題，應(yīng)重點(diǎn)分析實(shí)際設(shè)計(jì)方案與其他各階段的受限因素和需求問題，以滿足后續(xù)施工與生產(chǎn)需求，提高施工效率。設(shè)計(jì)階段信息需求分析見表1。

表1 設(shè)計(jì)階段信息需求分析

2.2.2 生產(chǎn)階段信息需求分析

對于預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)方而言，在生產(chǎn)階段，難以根據(jù)項(xiàng)目需求及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃和存儲(chǔ)方案。因此，急需通過數(shù)字化平臺(tái)實(shí)時(shí)了解預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸和裝配進(jìn)度，從而制訂合理的構(gòu)件交付計(jì)劃。同時(shí)，按照實(shí)際生產(chǎn)需求提前了解預(yù)制構(gòu)件的種類和數(shù)量，并做好出庫準(zhǔn)備。生產(chǎn)階段信息需求分析見表2。

表2 生產(chǎn)階段信息需求分析

2.2.3 運(yùn)輸階段信息需求分析

通過數(shù)字化平臺(tái)制訂合理的構(gòu)件運(yùn)輸方案，一方面，能夠改變裝配式建筑構(gòu)件粗放式供應(yīng)管理現(xiàn)狀；另一方面，能夠解決構(gòu)件運(yùn)輸供給與運(yùn)輸方案不匹配的問題。這樣不僅節(jié)約了運(yùn)輸和存儲(chǔ)成本，而且能夠協(xié)調(diào)裝配工廠的生產(chǎn)進(jìn)度、庫存計(jì)劃與施工現(xiàn)場的實(shí)際需求。運(yùn)輸階段信息需求分析見表3。

表3 運(yùn)輸階段信息需求分析

2.2.4 施工階段信息需求分析

通過數(shù)字化管控平臺(tái)，施工單位可以及時(shí)了解項(xiàng)目的實(shí)際生產(chǎn)狀況和庫存狀況，便于對裝配計(jì)劃進(jìn)行合理變更，并將實(shí)際需求實(shí)時(shí)傳遞至裝配工廠和運(yùn)輸部門。同時(shí)，依據(jù)現(xiàn)場實(shí)際施工進(jìn)度進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)，防止構(gòu)件積壓，進(jìn)而提高施工現(xiàn)場的構(gòu)件周轉(zhuǎn)率。施工階段信息需求分析見表4。

表4 施工階段信息需求分析

2.3 基于BIM技術(shù)的裝配式建筑全過程管控措施

該項(xiàng)目利用BIM技術(shù)，根據(jù)項(xiàng)目圖樣設(shè)計(jì)、構(gòu)件尺寸、材質(zhì)等信息，通過BIM模型協(xié)調(diào)和管理裝配式建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、裝配4個(gè)主要階段。

2.3.1 設(shè)計(jì)階段管控措施

在設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖樣建立BIM模型，并與施工單位共享信息，便于施工單位實(shí)時(shí)查看和更新模型。當(dāng)業(yè)主方提出設(shè)計(jì)變更訴求時(shí)，設(shè)計(jì)單位可在BIM平臺(tái)進(jìn)行變更并反饋至施工單位，以有效解決施工方、業(yè)主方、設(shè)計(jì)方的溝通問題，提高工作效率。同時(shí)，借助BIM信息數(shù)據(jù)庫，對裝配構(gòu)件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和通用化管理，以有效提高后續(xù)生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)裙ぷ餍省?/p>

在碰撞檢查方面，對BIM設(shè)計(jì)模型進(jìn)行整合并開展碰撞檢查，將碰撞節(jié)點(diǎn)反饋至設(shè)計(jì)單位，以減少設(shè)計(jì)錯(cuò)漏，提高后期施工效率。BIM構(gòu)件碰撞檢查如圖1所示。

圖1 BIM構(gòu)件碰撞檢查

在深化設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)人員通過BIM碰撞檢查報(bào)告深化設(shè)計(jì)，保障構(gòu)件生產(chǎn)和施工安裝順利進(jìn)行。同時(shí)，節(jié)約了項(xiàng)目成本，縮短了項(xiàng)目工期。

2.3.2 生產(chǎn)階段管控措施

在生產(chǎn)階段，預(yù)制構(gòu)件廠應(yīng)根據(jù)BIM平臺(tái)的施工需求計(jì)劃調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃，設(shè)計(jì)構(gòu)件模具，保證構(gòu)件信息與實(shí)際成品信息相匹配。在構(gòu)件生產(chǎn)優(yōu)化和整合方面，依托BIM平臺(tái)，將構(gòu)件需求信息、預(yù)定計(jì)劃、構(gòu)件模型信息、生產(chǎn)信息等與實(shí)際需求連接，協(xié)調(diào)構(gòu)件生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，最大限度地實(shí)現(xiàn)供需合理分配，優(yōu)化施工進(jìn)度。

通過BIM平臺(tái)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)方、生產(chǎn)方、施工方、運(yùn)輸方工作，及時(shí)掌握和調(diào)整構(gòu)件信息，滿足工程項(xiàng)目的實(shí)際需求。預(yù)制構(gòu)件優(yōu)化模型及生產(chǎn)模具模型如圖2所示。

圖2 預(yù)制構(gòu)件優(yōu)化模型及生產(chǎn)模具模型

在生產(chǎn)信息追溯方面，依托BIM平臺(tái)實(shí)現(xiàn)構(gòu)件建模、編碼、生產(chǎn)的全過程追溯，合理調(diào)整構(gòu)件生產(chǎn)進(jìn)度、存儲(chǔ)狀態(tài)等，以適應(yīng)實(shí)際工程需要。

2.3.3 運(yùn)輸階段管控措施

在構(gòu)件運(yùn)輸階段，依托BIM平臺(tái)將構(gòu)件信息(數(shù)量、運(yùn)輸頻次、進(jìn)出場記錄)逐一掃描并共享至BIM平臺(tái)數(shù)據(jù)庫。在施工前，進(jìn)行可視化模擬操作優(yōu)化運(yùn)輸方案，合理選擇運(yùn)輸路線及裝卸位置，優(yōu)化施工安裝順序，盡可能降低構(gòu)件損耗率、提高施工效率。

在構(gòu)件信息追蹤方面，依托BIM平臺(tái)將構(gòu)件相應(yīng)信息以二維碼形式進(jìn)行標(biāo)記，并錄入BIM平臺(tái)數(shù)據(jù)庫，建立每個(gè)構(gòu)件的生命庫，全過程監(jiān)控構(gòu)件的運(yùn)輸、存儲(chǔ)、用途等信息，有效提高構(gòu)件管理效率。

2.3.4 裝配階段管控措施

在可視化施工模擬方面，依托BIM平臺(tái)優(yōu)化施工方案和施工工藝。同時(shí)，實(shí)時(shí)查看工程施工過程中的設(shè)計(jì)方案、施工工序等信息，確保構(gòu)件安裝的協(xié)同性和精確性。

在施工現(xiàn)場管理方面，依托BIM平臺(tái)，對構(gòu)件堆放位置、堆放順序、品種規(guī)格、構(gòu)件裝配、吊裝工藝、安裝位置等進(jìn)行協(xié)同管理。

2.4 應(yīng)用成果

該項(xiàng)目以BIM技術(shù)為載體，通過對裝配式建筑的全過程管控，實(shí)現(xiàn)了對設(shè)計(jì)方、生產(chǎn)方、施工方、運(yùn)輸方的協(xié)調(diào)管理。通過對項(xiàng)目各階段信息需求進(jìn)行分析，優(yōu)化了BIM協(xié)同管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了裝配式建筑施工管理的規(guī)范化和流程化。

3 結(jié)語

綜上所述，基于BIM技術(shù)的裝配式建筑全過程管控對于裝配式建筑的發(fā)展具有重要意義。本文基于BIM技術(shù)，以某安置房裝配式建筑工程為例，從構(gòu)件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)确矫嬷朴喠讼鄳?yīng)的優(yōu)化方案，并提出了具體管控措施，強(qiáng)化了對設(shè)計(jì)方、生產(chǎn)方、施工方、運(yùn)輸方的協(xié)調(diào)管理，提升了裝配式建筑管理水平，可為裝配式建筑的數(shù)字化發(fā)展提供參考。