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摘要:随着建筑行业发展,我国不断对建筑产业进行转型和升级,通过BIM技术的应用,使得装配式房屋建筑中建筑设计、生产和施工、装修及管理过程中实现管理一体化。在整个施工过程中,以建筑设计为统领,从而形成以BIM技术为基础的全过程一体化设计工作,在建筑行业中取得了巨大成效。本文对装配式房屋建筑特点进行总结,介绍了BIM技术在装配式房屋建设中的应用,强调BIM技术对装配式房屋建设重要作用,促进整体装配式建筑进一步发展。
关键词:BIM技术;装配式房屋;建设;应用
前言
目前,我国有用全球最大的建筑市场,但在建筑行业持续发展中,出现了一系列环保和能源问题,这也促进了我国建筑行业整体转型和升级。近年来,越来越多的绿色建筑和装配式建筑兴起,逐渐提高我国建筑工程的标准和质量,实现来了节能环保,并且符合市场发展要求,成为推动建筑行业可持续发展的重要力量。
1.什么是装配式建筑
所谓装配式房屋建筑,指的就是将建筑中关键组成部位放到流水线制作中比如说建筑中主要的墙体、柱子、楼板等部件,通过流水线生产之后进行现场组装拼接,将建筑基本形态展现出来,随后在拿到建筑现场进行使用。这种装配式房屋建筑有利于建筑多样化发展,也能促使建筑行业向节能环保方向发展,从实际调查数据中可以看到,使用装配式房屋建筑,要比传统建筑方式节省20%以上的材料,节约不可再生能源50%以上,而且大大减少了建筑垃圾产生,让施工效率大幅度提高,图一是装配式建筑的模型设计[1]。
图一:装配式建筑模型设计
2.BIM技术在装配式房屋建筑中的应用与对策
装配式房屋建筑与传统房屋建筑工作相比,多了一个工作程序,就是预制构件的生产。
2.1BIM技术在装配式房屋建筑设计阶段的应用
2.2.1图纸制作和模型建立
在建立BIM技术模型过程中,一般以3D技术为主要基础,通过参数化设置来建立工程信息库,利用3D立体模式将信息库呈现出来。在模型建立中,主要分为三个阶段:标准制定阶段、模型建立阶段、模型应用阶段。在BIM模型中,每一个单元图形都含有全部的构件信息,在工作中,也实现了BIM模型可以互相关联,一旦在工作过程中出现了参数信息突变,则整个构件都会跟着进行更新,也能让图纸第一时间进行改变和完善,避免了设计信息和实际信息不相符现象。在BIM技术模型建立之后,首先可以利用二维成像方式将图纸导出,在利用BIM技术的可视性,让图纸实现三维立体显示,让建筑设计意图更清晰,让装配式房屋修建满足所有施工要求,避免出现返工现象[2]。
2.1.2协同工作
在装配式房屋建筑中利用BIM技术,最大的原因就是BIM技术具有良好的信息化功能和协同工作特点,可以为建筑施工中各个环节提供一个三维立体交流平台,将同一个项目施工中不同的工作整合到一个平台上,让各个专业进行协同工作,加快整个项目的施工进度。而在项目中各个专业协同工作中,容易出现模型碰撞问题,这种碰撞主要体现在已经建立好的BIM模型和导入模型之间的碰撞,为此,在项目协同工作中,对碰撞的检查和防护工作很有必要。首先,要对实现对整个工程进行碰撞检查,找出碰撞点和因为信息不互通而造成的设计冲突,将设计进一步优化,这样,可以对碰撞问题进行预先防护,并且避免设计变更和返工情况出现。
2.2BIM技术在生产制造阶段的使用
在装配式房屋建筑的生产制造阶段,主要在两个过程中运用到了BIM技术,一个是构件生产制作,另一个是构件运输管理。
构件生产工作,是装配式房屋建筑中最关键环节,更是连接工程设计与实际施工的重要纽带。BIM技术模型通过对构件生产信息的存储,方面了生产厂家对规格和制作要求的把握,通过实际要求制定良好的生产计划,同时将构件生产信息传到BIM技术模型中,让建筑施工一方了解新产品的实时动向,为开工做准备,这有助于在装配式房屋建筑施工中不浪费材料,另外还能保证构件生产质量,维护建筑整体安全[3]。
在构件运输过程中,利用BIM技术传输功能,把RFID芯片植入运输车辆之中,这样可以有效跟踪并且收集构件运输中的数据变化和运输情况。另外,在构件运输之前,一般都会进行仔细规划,通过规划来选择出最适合的运输工具和路线,保证构件能在第一时间运送到目的地,以便于建筑施工的及时进行,合理利用建筑时间,加快工程进度,而这一工作过程的实现,正是利用了BIM技术平台的互通协同功能。
2.3BIM在装配式建筑中施工阶段的应用
在装配式建筑施工阶段中,利用BIM技术进行施工模拟仿真,可以有效提高后续施工效率。由于装配式建筑施工具有较强机械化,在施工过程和工艺制作中也比较复杂,需要各个方面进行协同配合,来提升工作中整体安全防护。为了保证安全和施工效率,工作人员在施工作业之前,会利用BIM技术进行有关工程的仿真和模拟工作,验证工作流程是否存在不足,一旦发现问题立即进行优化处理,从而提高了装配式房屋建筑的建筑质量。另外,在整个工序施工进行之前,利用BIM技术的可视性特点,将整个工程进行三维立体展示,实现直观的工程交底,促进所有施工部门在工作中的高效沟通。同时,在施工过程中,施工管理人员可以通过BIM技术模拟常见的安全事故,从而保证应急方案的彻底完善,降低安全事故带来的损失以及事故发生的频率[4]。
2.4BIM技术在装配式房屋建筑中运营维护阶段的应用
随着互联网和物联网的发展,在一定程度上促进了BIM技术在装配式房屋建筑运营维护中的应用。比较常见的有以下几个方面:在火灾应急管理工作中,可以通过BIM信息模型,可以实现对报警系统的触发,对引起火灾原因进行准确分析定位,有利于防止火势继续蔓延和扩大。在设备维护上,相关工作人员可以直接通过BIM信息模型,对设备参数进行检查,通过对参数数据的变化分析,来确定设备是否存在故障。在RFID标签的使用上,可以对装配式房屋建筑整个施工过程进行能源消耗统计和分析,利用BIM技术模型,将能源消耗较大部位进行确定,并分析其中原因进行妥善处理,从而实现装配式房屋建筑的环保节能管理。
3案例分析
在某某项建筑中,建筑面积为9000m㎡,楼高2.96m,地下1层,地上建筑11层,其中,预制构件包括:每层124个墙体,楼板69块,阳台有9个,楼梯6个,空调板6块。在整个建筑中的预制装配率接近70%。
3.13D模型建立
在此项目中,可以按照现浇结构来进行施工图纸的建立,然后在进行预制构件的拆分工作,因此,在3D建模中应该按照现浇图纸进行模型建立,并在预制构件拆分中进行编号工作,图二是实际3D模型设计图。
图二:实际3D模型设计图
在施工图纸设计完成后,通过建立3D模型,进行建筑整体的碰撞检测,然后生成报告,目的是提前发现工程中存在的问题,减少返工情况的出现,提高建筑整体质量。
3.2资料管理
在资料管理中应用BIM技术,可以将装配式房屋中的所有信息进行集中登记管理,这其中包括了质量验收单,检验报告以及工作清单等,为项目中的各个程序提供直观的信息服务,实现BIM竣工模型中记录的信息和实际建筑信息保持一致。
总结:综上所述,通过在装配式房屋建筑中运用BIM技术,可以有效提升施工进度,实现了从建筑设计到建筑设备运行和维护一体化协同管理,提高了装配式房屋建筑整体建造以及管理水平。
参考文献:
[1]吴素敏.BIM和RFID技术在装配式建筑施工过程管理中的应用[J].江西建材,2016,(17):104+111.
[2]闫浩,邓思华,李晨光,郄泽.BIM技术在装配式混凝土框架结构中的研究与应用[J].建材技术与应用,2016,(04):33-34.
[3]张家昌,马从权,刘文山.BIM和RFID技术在装配式建筑全寿命周期管理中的应用探讨[J].辽宁工业大学学报(社会科学版),2015,(02):39-41.
[4]杨刘.BIM技术在预制装配式住宅中的应用研究[J].门窗,2015,(03):204+208.