裝配式建筑信息管理研究
時(shí)間:2022-11-25 04:40:00
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摘要:針對(duì)BIM及裝配式建筑特點(diǎn),提出將BIM應(yīng)用到裝配式建筑項(xiàng)目信息管理中,從工程項(xiàng)目全生命周期出發(fā),結(jié)合BIM自身特點(diǎn),對(duì)項(xiàng)目信息管理過(guò)程進(jìn)行深入的研究,為實(shí)現(xiàn)其科學(xué)化、合理化提供理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞:BIM,裝配式建筑,全生命周期,信息管理
裝配式建筑本身具有施工周期短、節(jié)能、節(jié)約人力等特點(diǎn),在我國(guó)政府倡導(dǎo)的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)健的社會(huì)發(fā)展背景下,具有獨(dú)特的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。十八大以來(lái)國(guó)家高度重視生態(tài)文明建設(shè),大力發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)。2017年住建部印發(fā)《十三五裝配式建筑行動(dòng)方案》,為實(shí)現(xiàn)我國(guó)建筑業(yè)綠色和諧穩(wěn)步發(fā)展奠定基礎(chǔ);2018年3月的《工作要點(diǎn)》中指出,積極推進(jìn)BIM在裝配式建筑中全過(guò)程的應(yīng)用,推進(jìn)創(chuàng)新建筑工程管理制度。在信息化日新月異發(fā)展的今天,基于BIM的裝配式建筑項(xiàng)目信息管理表現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
1裝配式建筑的優(yōu)點(diǎn)
裝配式建筑是將建筑的部分在工廠預(yù)制完成,然后運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)并將通過(guò)可靠的連接拼裝而建成的房屋。裝配式建筑具有施工周期短、節(jié)約材料、降噪節(jié)能、不受氣候條件制約等優(yōu)點(diǎn)。1.1施工周期短。裝配式建筑是在構(gòu)件生產(chǎn)過(guò)程中,機(jī)械化代替了傳統(tǒng)的手工制作,加快了構(gòu)件的制作生產(chǎn)效率。同時(shí),預(yù)制完的構(gòu)配件直接運(yùn)輸配送,現(xiàn)場(chǎng)吊裝是將構(gòu)件組裝起來(lái),節(jié)省了混凝土施工、抹灰等工序,節(jié)省了許多傳統(tǒng)建設(shè)工程施工工序所必須耗用的時(shí)間,大大縮短了施工周期。1.2可持續(xù)發(fā)展。在裝配式構(gòu)件的生產(chǎn)過(guò)程中,基于BIM技術(shù)對(duì)構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),可以節(jié)約制作模具的費(fèi)用,提高模板等周轉(zhuǎn)材料的回收周轉(zhuǎn)。1.3不受氣候制約。傳統(tǒng)的施工方式受氣候因素的影響大,在一定程度上影響施工進(jìn)度。裝配式建筑施工就解決了這個(gè)問(wèn)題。由于大部分預(yù)制構(gòu)件都可以在工廠內(nèi)進(jìn)行,由構(gòu)件成型之后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)行吊裝,受氣候因素制約影響少。
2基于BIM技術(shù)的信息管理
基于BIM技術(shù)的裝配式建筑項(xiàng)目信息管理的研究是以工程項(xiàng)目中的信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),通過(guò)軟件對(duì)建筑物的實(shí)際信息進(jìn)行虛擬仿真,建立數(shù)據(jù)信息模型。在對(duì)裝配式建筑進(jìn)行信息管理時(shí),通過(guò)匯總整理項(xiàng)目從初步設(shè)計(jì)、優(yōu)化、構(gòu)件的生產(chǎn)制造、運(yùn)輸安裝及施工的全生命周期的各種信息,建立可視化的信息模型,為項(xiàng)目管理人員在過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并處理解決提供了便利,同時(shí)也提升項(xiàng)目管理人員對(duì)項(xiàng)目工程信息的全面認(rèn)識(shí)、理解,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程的可視化、構(gòu)件生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、施工裝配的高效化。
3BIM在建設(shè)工程信息管理中應(yīng)用
BIM技術(shù)在裝配式建筑中的信息管理的應(yīng)用主要表現(xiàn)在通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)、構(gòu)件的生產(chǎn)、運(yùn)輸、吊裝施工等各個(gè)階段,基于BIM的信息管理形式各異。3.1在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用?;贐IM技術(shù)的裝配式建筑項(xiàng)目的信息管理在設(shè)計(jì)階段通常是通過(guò)設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù),建立構(gòu)件的數(shù)字模型并逐步完成對(duì)項(xiàng)目工程進(jìn)行整體的可視化設(shè)計(jì)。建立BIM模型過(guò)程可分三個(gè)部分:方案的初步設(shè)計(jì)、模型深化設(shè)計(jì)及方案優(yōu)化。3.1.1初步設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)模式下,設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)繪制施工圖過(guò)程中,經(jīng)常存在構(gòu)件信息的錯(cuò)、漏,以及各個(gè)專(zhuān)業(yè)如土建、安裝等施工圖紙相同構(gòu)件在不同專(zhuān)業(yè)的施工圖上數(shù)據(jù)信息存在差異,從而可能導(dǎo)致在后續(xù)的構(gòu)件制作、吊裝過(guò)程中一系列的問(wèn)題。BIM技術(shù)就很直觀的解決了這個(gè)問(wèn)題。基于BIM構(gòu)成構(gòu)件的族中涵蓋了工程項(xiàng)目中所包含的各個(gè)構(gòu)件的信息,諸如:構(gòu)件的類(lèi)型、材質(zhì)、尺寸等參數(shù)信息,若構(gòu)件模型的族中某一個(gè)參數(shù)信息改變,則在通過(guò)由族構(gòu)建的BIM模型中與之對(duì)應(yīng)的所有位置的該構(gòu)件信息都會(huì)隨之更新,使其在模型中的信息參數(shù)始終保持一致性。這就直接解決了圖紙信息不一致等錯(cuò)誤?;贐IM的信息管理使構(gòu)件設(shè)計(jì)信息得到及時(shí)更新和傳遞,大大提高建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率,也為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的整體性、協(xié)同性奠定了基礎(chǔ)。3.1.2協(xié)同工作進(jìn)行深化設(shè)計(jì)?;贐IM技術(shù)建立可視化模型,使設(shè)計(jì)方各專(zhuān)業(yè)高度協(xié)同化工作成為了可能。在設(shè)計(jì)深化階段,通過(guò)各個(gè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)建立的BIM模型整合,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)碰撞檢查、管線進(jìn)行優(yōu)化排布,及時(shí)消除設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題等。降低了裝配式建筑在施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的碰撞問(wèn)題、預(yù)埋件錯(cuò)位等傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題,從而從根本上減少了不必要的設(shè)計(jì)變更與返工,為后續(xù)預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)及安裝施工提供有力保障。3.1.3設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。設(shè)計(jì)方案優(yōu)化應(yīng)從項(xiàng)目規(guī)模與建筑形式方面分析:項(xiàng)目的規(guī)模越大、結(jié)構(gòu)形式越復(fù)雜、設(shè)計(jì)時(shí)通常會(huì)造成構(gòu)件的規(guī)格雜亂。因此,在預(yù)制構(gòu)件數(shù)量一定時(shí),因構(gòu)件種類(lèi)的增多,降低構(gòu)件廠商模具的周轉(zhuǎn)率,影響模板充分的利用;另一方面增加了設(shè)計(jì)的工作量及復(fù)雜性。設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化,應(yīng)盡可能使構(gòu)件模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化,減少模具種類(lèi)?;贐IM技術(shù)裝配式建筑的信息管理,在設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)方案優(yōu)化時(shí)發(fā)揮著巨大作用。3.2在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段的應(yīng)用。3.2.1構(gòu)件生產(chǎn)制作。預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)單位可直接從BIM模型中調(diào)取預(yù)制構(gòu)件的尺寸、材質(zhì)、需求數(shù)量等信息,及時(shí)制定構(gòu)件生產(chǎn)計(jì)劃排期,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)活動(dòng)。在構(gòu)件生產(chǎn)的同時(shí),及時(shí)讓施工方了解預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)情況以便施工單位組織施工,及時(shí)調(diào)整施工順序與施工方案;也可以在生產(chǎn)時(shí)將設(shè)計(jì)不合理不經(jīng)濟(jì)的方案、預(yù)制構(gòu)件中存在的問(wèn)題及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)單位,以便及時(shí)調(diào)整構(gòu)件的模數(shù)信息,從而使構(gòu)件在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)時(shí)、高效,保證構(gòu)件的生產(chǎn)制作的順利進(jìn)行?;贐IM信息平臺(tái)的構(gòu)件生產(chǎn)過(guò)程,在一定程度上實(shí)現(xiàn)整個(gè)預(yù)制裝配過(guò)程實(shí)現(xiàn)零庫(kù)存、零缺陷的目標(biāo)。3.2.2構(gòu)件運(yùn)輸管理。在運(yùn)輸預(yù)制構(gòu)件時(shí),依據(jù)構(gòu)件的發(fā)貨地與目標(biāo)地,利用BIM模擬合理布置運(yùn)輸路線,并結(jié)合施工順序安排構(gòu)件運(yùn)輸順序。通過(guò)運(yùn)輸路線模擬選擇運(yùn)輸最短路徑,在保證施工進(jìn)度的同時(shí),對(duì)于降低工程運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用有著積極的意義。3.3在施工階段的應(yīng)用。3.3.1場(chǎng)內(nèi)構(gòu)件的堆放利用。BIM技術(shù)的可視化與模擬仿真,在預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)前對(duì)其運(yùn)輸車(chē)輛的場(chǎng)內(nèi)行車(chē)路線及堆放場(chǎng)地進(jìn)行模擬仿真,確保在構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)時(shí),有序堆放,合理施工。3.3.2預(yù)制構(gòu)件精細(xì)化管理。裝配式建筑由于其裝配的特性,較傳統(tǒng)混凝土施工需要的施工機(jī)械化程度更高,施工過(guò)程中需要各專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)配合。為此在施工前,施工單位可利用BIM技術(shù)對(duì)預(yù)裝配吊裝工程進(jìn)行施工模擬、仿真,以進(jìn)一步優(yōu)化技術(shù)方案及施工流程,確保構(gòu)件準(zhǔn)確定位,從而實(shí)現(xiàn)建筑工程的高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量。在利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工模擬、仿真的同時(shí),利用數(shù)字模型,形成動(dòng)態(tài)施工動(dòng)畫(huà),對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行優(yōu)化布置,其中包括:垂直機(jī)械的選用及覆蓋范圍、臨時(shí)設(shè)施的搭建、構(gòu)配件等位置合理堆放與布置,優(yōu)化臨時(shí)道路、車(chē)輛運(yùn)輸路線等。在避免二次搬運(yùn)的浪費(fèi)等施工成本的同時(shí),確定垂直機(jī)械調(diào)運(yùn)范圍,提升施工機(jī)械吊裝及使用效率,降低了由周轉(zhuǎn)材料導(dǎo)致的工期滯后,加快了構(gòu)件的裝配進(jìn)度。3.3.3施工的準(zhǔn)備工作與吊裝。在構(gòu)件吊裝階段,施工管理人員可利用BIM的可視化與施工仿真進(jìn)行技術(shù)安全交底培訓(xùn),讓施工人員更加直觀的了解施工工藝、技術(shù)要點(diǎn)的同時(shí),及時(shí)明確施工過(guò)程中可能存在的意外傷害。在構(gòu)件吊裝方面,按照構(gòu)件上的信息按照BIM模擬施工次序,依次進(jìn)行吊運(yùn)和裝配,做到規(guī)范科學(xué)一步到位,提升吊裝施工的效率。
4結(jié)語(yǔ)
基于BIM技術(shù)對(duì)裝配式建筑的項(xiàng)目工程全生命周期的信息管理,實(shí)現(xiàn)了建設(shè)工程過(guò)程協(xié)同化,必將有效的提升裝配式建筑工程工程項(xiàng)目中的管理水平及施工質(zhì)量。目前,我國(guó)裝配式建筑工業(yè)化的生產(chǎn)及BIM技術(shù)應(yīng)用還都不夠成熟,具有一定的局限性。基于BIM技術(shù)的裝配式建筑工程項(xiàng)目的信息管理還處于初級(jí)發(fā)展階段,正在由試點(diǎn)示范向規(guī)模化大力推進(jìn)。若要達(dá)到裝配式建筑與基于BIM技術(shù)的信息化管理完美融合,還需我們?cè)趯?shí)踐中進(jìn)一步不斷的探索與改進(jìn)。
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作者:任志剛 張洪青 單位:華北電力大學(xué)
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