王伽琪,梁彤月,王翔宇
(1.遼寧中醫(yī)藥大學附屬第二醫(yī)院,遼寧 沈陽 110034;2.遼寧中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院,遼寧 沈陽 110034)
傳統(tǒng)的建筑業(yè)大多采用現澆混凝土,施工現場存在噪音大、揚塵多、效率低等弊端,裝配式建筑作為全新建筑方式,將傳統(tǒng)建筑的施工順序拆分重組,通過構件設計標準化、構件安裝機械化等特點,實現高效、低耗、微污染,得到了建筑行業(yè)的廣泛認可。BIM(buliding information modeling)技術于2002年美國歐特克公司首次提出,作為建筑行業(yè)的二次革命,通過實現建筑全生命周期的信息整合,以高效率、低成本的技術優(yōu)勢,得到全球政府及業(yè)界工作者的廣泛認可。在BIM技術基礎上實行的裝配式建筑可以進一步加強自身的協(xié)同性,提高建筑智能化和信息化。當下,將BIM技術投入到裝配式建筑中,是可行的新型建筑模式之一[1]。裝配式建筑的核心理念是“集成”,而BIM技術作為建筑信息的整合,可借由BIM技術連接起裝配式建筑的全生命周期,將建筑信息虛擬數字化整合,協(xié)同完成設計、裝配等全過程(如圖1所示),實現建筑全產業(yè)鏈一體化,全過程、全方位的信息化[2]。
圖1 BIM技術與裝配式建筑的協(xié)同應用
由于裝配式建筑在我國發(fā)展時間較短,在初期的推廣與應用中,相應技術規(guī)范、健全的管理機制以及成熟的產業(yè)鏈的缺乏,在很大程度上限制了裝配式建筑的社會認可。將裝配式建筑與BIM技術集成應用,可以彌補裝配式建筑應用中的政策、深化設計、信息傳遞與管理等問題,不僅推動了裝配式建筑在我國的發(fā)展,也拓寬了BIM技術的應用范圍。
何文玉等[3]通過對我國近年來裝配式建筑與BIM集成研究發(fā)現,我國對裝配式建筑與BIM集成的研究重點仍在基礎理論方面,但已經呈現向應用功能和項目管理方向側重的趨勢。夏端林[4]、李鵬飛[5]通過分析BIM技術在裝配式建筑全周期中的作用,發(fā)現BIM技術在裝配式建筑設計階段可有效提升建筑設計效率、降低設計誤差;在預制構件階段可優(yōu)化構件生產環(huán)節(jié)、提高模型調試效率;在施工階段可提高管理效率、改善構件庫存方式。
林樹枝等[6]基于智慧建造的內涵,分析了在裝配式建筑中搭建BIM平臺,通過BIM協(xié)同平臺實現工程項目之間的聯(lián)系以及各參建方的信息交互,促進裝配式建筑的智能化信息建造過程,認為BIM技術不僅提高了裝配式建筑質量,更滿足了全球建筑業(yè)發(fā)展潮流,BIM技術與裝配式建筑的結合可進一步推動建筑行業(yè)的智能化發(fā)展。
孫冰冰[7]在結合裝配式建筑與BIM技術的自身特點后,以工程實例分析了裝配式建筑在全生命周期的減值因素,并借助BIM技術實現了構件設計、生產、施工階段的深度優(yōu)化,驗證了BIM技術應用于裝配式建筑的價值。夏海兵等[8]、劉春花等[9]基于工程實例,對裝配式建筑初步設計、深化設計以及工程施工等階段進行分析,BIM技術極大提高了項目建設質量,通過協(xié)調不同環(huán)節(jié)的工作,實現了工程質量的合理管控。
裝配式建筑集構件設計、構件生產、工程施工、裝修和管理于一體,整體性特征明顯,符合新型建筑工業(yè)化的特點,通過BIM技術將裝配式建筑的建造過程串聯(lián),實現項目過程中信息的集成和高效利用[1]。
在裝配式建筑設計初期,主要為預制構件的方案設計,為滿足構件的標準化,可通過BIM技術創(chuàng)建“預制構件庫”,實時傳遞共享施工現場信息[10]。史瑞等[11]在裝配式預制構件生產過程中,利用BIM模型與MES系
統(tǒng)相結合,擴展信息模型,提高了構件參數化的精準性,保障生產進度,提升了工廠效益。焦慶文等[12]借助BIM三維模型,對復雜節(jié)點連接、管線排布等進行細化設計(如圖2所示),使預制構件更加合理精確。董蘇然等[13]、陳威等[14]通過建立三維BIM模型,計算分析、拆分模型、預制構件碰撞檢查,為后期工程的順利進行提供了保障。陸海燕等[15]為了解決復雜梁柱節(jié)點的設計深度,基于BIM技術設計了三維參數化模型,通過可視化操作,對節(jié)點部位進行了深化設計,并在工程中得到了驗證。
圖2 BIM三維模型中的管線排布
在裝配式建筑的施工階段,可以借助BIM技術對構件制備進度、施工進度、項目成本進行信息整合,對構件吊裝過程準確模擬,以制訂最合理的施工方案。郭娟利等[16]借助BIM模型三維可視化的優(yōu)勢,即時統(tǒng)計每個施工項目的材料用量及任務完成度,準確完成成本自動化算量,推進裝配式建筑的綠色化建造。楊士玨等[17]在預制裝配式混凝土結構中,利用BIM技術進行了構件施工模擬,優(yōu)化了施工方案,促進了施工進程準確完成。
目前國內對裝配式建筑的改進創(chuàng)新主要停留在構件設計與生產層面,對于裝配式建筑項目中的管理層面也尚未完善。藍美珍[18],董春盈[19]通過BIM技術在裝配式建筑的施工管理中的應用,基于協(xié)作管理平臺用于信息整合,監(jiān)控各項目運行,提升管理水平,助于信息共享,充分發(fā)揮信息化帶來的便利,有效促進了施工管理效率,推動了建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展。董留鎖等[20]通過BIM技術的可視化,實現在裝配式建筑過程中合理部署施工方案、提高深化設計的精確度、智能化協(xié)同管理。李天華等[21]針對以往裝配式建筑工程項目中存在的生命周期各階段間的信息傳遞不足,無法整合形成信息孤島的缺陷,結合BIM技術參數化的模型實現數據的關聯(lián)與統(tǒng)一,促進了項目的管理效率。曹江紅等[22]針對裝配式建筑施工場所的變換引起的質量管理信息的延遲或缺失等問題,基于BIM技術構建了全過程管理體系,包括事前指導、過程控制和事后總結,并分別制訂控制流程及管理措施,有效地解決了施工過程中的質量問題。
綜合近幾年BIM技術在裝配式建筑的應用進展,可以看出我國建筑行業(yè)已充分意識到BIM技術在裝配式建筑的優(yōu)勢。借助BIM技術在裝配式全生命周期的應用,可以有效地提高裝配式建筑的設計、生產和施工水平,使裝配式建筑從設計、施工、運維及管理的生產鏈條更加智能、一體化,促進我國建筑業(yè)項目經濟化和行業(yè)標準化,利于建筑行業(yè)向著智能化、信息化轉型。
總體來看,國內BIM技術在裝配式建筑的應用,還處于較為初級的階段,提高建筑智能化和信息化,開展BIM技術與裝配式建筑的應用尤為必要。