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摘要:BIM技术作为一个不可或缺的重要技术手段,在预制装配式结构中的应用范围也越来越广。将BIM技术运用到预制装配式结构中,可以节省混凝土构件的生产时间,提高生产效率。应用到预制装配式住宅中,可以在多个方面取得良好效益,对于预制装配式建筑智慧建造也有极大的帮助。但是还有很大的局限性,更应结合国情,注重人才培养,树立良好的风气,才能使得BIM有更长远的发展。
关键词:预制装配式结构;BIM;建筑工业化;标准化
引言
“十三五”期间,我国各方面进入改革创新阶段,建筑行业也不例外,传统建筑方式开始逐渐不再完全符合现代社会能源、环境和科技的发展要求。对于日益发展的建筑市场,现浇结构体系所存在的弊端趋于明显化。面对这些问题,结合国外的建筑工业化成功经验,我国建筑行业必将掀起装配式建筑工业化的浪潮,并将促进建筑领域生产方式的巨大变革。装配式建筑是实现建筑部件化、建筑工业化和产业化,同时是绿色、环保、低碳、节能型建筑。但是预制装配式结构在其实现的过程中存在预制构件尺寸、预留孔洞、构件之间的碰撞、精细化管理和技术等方面存在一定的问题,给建筑行业提出了挑战;而BIM技术能为预制装配式结构提供精准的模型和技术支持,为更好的利用装配式结构提供有力技术的保障,因而BIM技术在预制装配式结构中的应用是必然的。
1预制装配式结构的应用难点
1.1预制装配式构件的精度控制难度大
预制装配式结构要实现建筑部件化、建筑工业化和产业化,必然存在构件尺寸、形状、预留孔洞以及构件之间的衔接与碰撞的精度要求,尤其在生产和施工过程中对接问题,也会因为精度问题存在矛盾,甚至造成工期的延误和建设成本提高,这是实现装配式结构的最主要问题之一。
1.2设计、生产和施工无缝衔接难度大
在传统设计过程中,一般只考虑结构的稳定就可以,很少会考虑施工和生产过程。但是预制装配式结构设计过程中,对于设计单位设计质量提出了很高的要求,且设计单位在设计过程中不仅要考虑结构的稳定性,还要考虑生产过程和施工过程对图纸精度的要求,因而大大增加了设计难度,从而导致设计成本增加。因此预制装配结构要实现设计、生产和施工的无缝衔接,传统设计方法存在者很大困难。
1.3施工过程精细化管理要求高
预制装配实现的是建筑部件化和生产工业化,进入现场个各个构件型号、构件所对应的部位以及构件堆码都提出了精细化管理要求。否则不仅做不到提高施工效率,而且有可能会由于现场管理不当造成成本的增加和工期的延误,而在传统的施工管理过程无法做到对预制装配式构件的型号、构件的部位和现场的堆码做到精准化管理。
1.4生产和施工人员的专业能力要求高,专业队伍培养困难大
目前我国预制装配式结构生产、施工尚未形成产业化和专业化,对于专业化生产施工技术尚无过多的经验可鉴。但预制装配式结构对于专业技术能力要求较高,在目前的传统施工技术条件下,培养专业化队伍比较困难,且对施工企业会造成很大的压力。
2预制装配式结构中BIM技术研究与应用要点
2.1在预制装配式建筑智慧建造中的应用
我国建筑业有劳动密集和管理粗放等特性,根据我国施工阶段管理特点和实际需求,以BIM为基础的智慧建设是发展的必然。而其中,装配式建筑智慧建造的内涵可概括成是集绿色化和智能化于一体的建造过程。绿色化在我看来可以引申为绿色建筑的概念。绿色建筑概念于20世纪90年代引入中国,自引入起,便受到了极大重视并飞速发展,到目前,已经达到了一个瓶颈期,在2018年的国际绿建大会上,众多专家指出,绿色建筑“量”已足够,接下来需要“质”的提升,且随着人们对于环保的要求不断提高,绿水青山就是金山银山等理念的提出,进一步发展绿色建筑迫在眉睫。绿色建筑设计过程对于建筑信息的处理要求很大,而BIM的理念正是现代化信息化的产物,与之不谋而合。
预制装配式建筑相比于传统现浇钢筋混凝土和砌体建筑,本就有绿色低碳的优点,发展装配式建筑推进建筑产业化是发展绿色建筑最快捷的方式,将BIM技术应用于现阶段的预制装配式建筑的设计施工中,可以提高设计质量效率,对绿色施工的实现也大有帮助。BIM技术应用于绿色施工中,可以提前知道在施工过程中消耗的资源量,可以为施工企业制定企业资源消耗的企业标准提供指导,将BIM技术应用在施工方案模拟的过程中,可以提前发现在施工过程中可能会发现的施工问题,从而可以减少错误率,另外在预制装配式建筑施工过程中的综合管理运用BIM技术,也可以使施工进度得到有效的把控、施工的方案得到优化,大大降低了施工的安全隐患。所以,在施工过程中应用BIM技术,可以使施工进程得到有效把控,提高了工程质量,同时资源了节约、降低对环境的污染。
当然,不仅仅是施工过程中,BIM可以应用于建筑产品的全寿命周期。绿色建筑本就不单纯的指的是施工阶段,而是建筑的整个寿命周期。通过将拟建的绿色建筑利用REVIT等BIM相关建模软件建立模型,建立起BIM信息平台,对绿色建筑从前期建筑规划到寿命结束绿色拆除的各个阶段进行模拟、计算,从而最大限度的节约时间,减少能源消耗。
2.2通过建筑信息模型深化构件的加工工艺设计和生产管理
装配式建筑的预制构件工艺设计比较复杂,一方面需要满足工程设计要求的几何尺寸精度与强度等方面的要求,使整体建筑结构达到相关设计标准;另一方面还要保证和施工现场的工艺要求一致,保证构件安装技术方案的可行性。因此,应用BIM技术深化预制构件的工艺设计并优化预制生产管理无疑能够提高整体施工过程的效率。首先,由于BIM软件具有虚拟制造功能,可以在进行构件工艺设计时模拟整个工艺流程,让设计人员直观的观察和分析设计方案的科学性和合理性,发现其不足并进行必要的改进。其次,构件预制工作的管理也可以基于BIM软件系统的信息化管理功能,对原材料的库存、消耗以及构件预制进度进行跟踪分析,从而更有预见性的合理安排各项工作,实现真正的工厂化管理。
2.3运用BIM技术实现对装配式建筑结构现场施工管理的优化
在有了装配式建筑信息模型与管理平台的基础上,施工现场的管理工作可以基于全面的可视化信息支持,在技术交底、质量验收以及资源调度等方面更加高效。首先,基于BIM软件的三维可视化图形信息,能够为现场所有人员提供关于施工工艺和技术要求的直观信息,让施工作业与技术保障人员清晰的理解设计意图,从而避免出现人为的错误问题。其次,在进行工程施工质量监测验收时也能基于信息模型的可视化信息,对相关细节做出更准确的分析判断。最后,在施工资源的调配方面由于BIM信息模型提供了关于施工的所有信息资源,因此可以实时获取有参考价值的信息和数据,并通过管理软件进行分析和预测资源使用需求,实现更加精确高效的资源调配。
结束语
随着改革不断深入和国家政策的指引下,作为发展中国家,建筑业要求降低能耗、抗震减灾、保护生态与环境,预制装配式结构是建筑业发展的必然趋势。而BIM技术更是有利助于推动装配式结构的发展,同时也是实现建筑产业化的重要手段。BIM技术对于提高预制装配式结构的标准化设计、生产和施工有着积极的意义,同时也有利于提高各参与方的协同作业,实现建筑全过程信息化管理,提高建造质量,节约成本。所以将BIM技术与预制装配式结构的融合,有助于行业的创新和改革。
参考文献
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