基于BIM技术下的装配式建筑智慧建造研究

分类:论文范文 发表时间:2022-06-20 08:59

  【摘要】装配式建设的智慧建造既源于智慧城市理念,同时源自现代信息技术的支撑。在智慧建造视野下,装配式建筑的智慧建造内涵反映了建筑领域的发展方向。通过基于BIM技术的信息技术融合,消除信息孤岛效应,展现建筑技术的发展趋势。同时,利用BIM技术促进碰撞检测、深化设计、进度控制及监理控制等完善,借助各项目参与方之间的信息共享,实现装配式建筑智慧建造目标。基于此,本文基于BIM技术应用,对装配式建筑智慧建造展开研究,推动建筑领域的科学化发展。

  【关键词】BIM技术;装配式建筑;智慧建造

  引言

  20世纪50年代前后,装配式建筑便在我国有所发展,但受制于工艺、技术及装配等局限,始终处于较为落后的发展层次,逐步被现行的现浇技术所取代。如今,随着现代建筑技术的广泛应用,装配式建筑的优势也得以体现,并基于绿色环保理念被行业重新关注。近年来,伴随相关鼓励政策的相继出台,强调加大BIM技术与装配式建筑的推广力度,而智慧建造的理念也日趋受到认同。事实上,基于BIM技术下的装配式建筑优势在于,BIM技术所具备的可视化强、协调性好等特点,可通过不同建筑的装配需求,建立数据库信息系统并实现共享,使参与方能够清晰的了解情况,提升建筑的协调性与稳定性,满足智慧建造的时代要求,具有极大的应用价值及发展前景。

基于BIM技术下的装配式建筑智慧建造研究

  1BIM技术应用解析

  1.1BIM技术概述

  所谓BIM(BuildingInformationModeling)即建筑信息模型。属于现代信息技术发展的产物,借助其信息仿真模拟技术优势,可以通过对真实建筑信息的获取,建立相应的信息模型,除了基础的三维几何信息外,还能够涵盖更为丰富的非几何信息,如建筑构件的位置、质量、材料及进度等。此外,其还具备极强的仿真模型构建能力,包括可计量模型、可视化模型、协调性模型、综合性模型及全生命模型等,极大便利了装配式建筑的设计和应用,对建筑能力和管理水平的提升大有裨益。

  1.2基于IFC标准下的BIM信息集成

  从建筑行业信息化变革历程看,手绘设计到CAD的转变可划归为第一次革命,而CAD向BIM的演进则可以视为第二次革命。BIM技术的应用属于持续变化的过程,由最初的建筑信息模型,到如今的建筑信息模型应用至建筑信息管理等。全面构成了建筑的“设计-采购-施工-运维”的一体化管理模式,IFC(IndustryFoundationClass)标准,属于计算机可处理建筑数据表示与交换的标准,为建筑工程所产生的各类信息提供了规范的描述与定义,并完成了对各类软件数据间的衔接,打破了传统中数据不兼容的壁垒,满足了当前装配式建筑信息共享的基本需求,因此BIM技术需要基于IFC标准下实现应用。BIM技术依托其数字化信息模型优势,改变了以往“信息孤岛”的境况,通过数字化、集成化及智能化信息平台应用,为设计方、施工方及业主方提供了信息集成平台。BIM信息集成主要由三大部分协同构成:其一,基于业主方的共享信息集成平台;其二,由设计方所掌控的数据模型及管理数据库;其三,由施工方所掌控的建筑信息应用与收集一体化系统。具体结构如图1所示。

  2基于BIM技术下的装配式工建筑智慧建造

  2.1装配式建筑的设计优化

  传统的装配式建筑设计中,一般由设计人员依据需求生成二维平面图表达设计理念,但其单一的点、线、面结构,难以全方位的展现装配式建筑设计内涵,并极易出现数据遗漏、错误或偏差,最终影响建筑装配的实际效果。而通过BIM技术的实践应用,该类问题将迎刃而解。一方面是碰撞检测。针对装配式建筑的实际要求,可以利用BIM技术建立各种仿真模型,如结构模型、水暖模型及施工场地模型等。并采取同专业内不同结构硬碰撞、不同专业构件的软碰撞、不同作业机械的动态碰撞等方式,对设计实施全方位的碰撞检测。结合各类碰撞检测报告,对相关的设计进行优化及再检测,通过一系列的损伤不断提升设计方案的完善度和严谨性,以提升装配式建筑的施工质量。另一方面是深化设计。装配式建筑的智慧建造理念,其要求在深化设计中加强关注,主要涉及其设计、生产及安装阶段,依托BIM技术的特点提升设计效率,使构件生产、施工阶段获得深化。实践中,要切实依据BIM技术实现三维辅助设计,即借助BIM技术平台,对机电管线、预留孔洞、预埋件等建立一体化模型,通过对各类信息数据的综合收集,完成碰撞检测、工程计量、3D打印等内容。另外,通过与施工阶段现浇预制模型的整合,实现BIM可视化模拟装配,避免后续实际施工中碰撞问题的产生。

  2.2装配式建筑的监理控制

  在装配式建筑工程的实践中,监理方发挥着至关重要的作用,对于工程的建设质量具有直接影响。然而,由于受传统管理模式的影响,监理工作仍然面临着突出问题,包括资料冗杂、信息滞后及装配式构件验收等方面,均或多或少的存在局限和问题,而这些问题的存在影响了其监理控制质量,甚至引发质量安全事故。而基于BIM技术下,通过BIM建筑模型的形成能够有效转变传统的监理模式,利用其监理控制系统的完善,使之具备了信息整合与参与能力,依据全方位的数据信息平台功能,获取相应的数据库信息,确保监理工作的准确性和系统性。在监理控制系统中,参与装配式建筑的相关方均享有系统的访问权限,从而通过丰富的信息交互完成动态管控,依赖各参与方之间的互动,在保持BIM技术智能化与可视化优势的同时,提升监理控制体系的效率。

  2.3装配式建筑的进度控制

  相较于传统建筑方式而言,装配式建筑由预制构件所构成,在建筑工程施工阶段依据相应的进度计划,有序开展现场施工工作。在现场采取运输吊装的方式,将各工程构件进行安装固定,从而完成建筑各部位的建造。通常情况下,装配式建筑由众多的单元所构成,因而在实际的施工中应当加强进度控制,强调精细化管理目标,包括预制构件运输是否及时,质量是否符合建筑设计标准,安装过程是否满足一次性精准安装要求等,在各种复杂因素的影响下,对于装配式建筑的进度控制极为关键。基于BIM技术应用下,通过4D及RFID等技术加持,可以有效建立进度控制模型,将各建筑构件进行模拟仿真,并实现对建筑构件的实时跟踪,通过一系列的技术方法实现科学的进度控制。实际上,通过BIM所建立的控制模型,可以将各个工程节点进行仿真操作,对不同工况和工序进行演示,以及时的发现装配式建筑的安装问题和风险,并将其纳入方案优化管理之中,避免在实际的施工过程中的问题,降低构件可能产生的问题而影响进度的概率,最大程度保证工程进度的实现。

  2.4装配式建筑的质量控制

  构件的预先制作是装配式建筑的主要特点,它通过各构件的同步展开,极大的提升建筑工程的施工效率,并形成工业化的生产机制,相较于现浇构件而言,更能够提升工程质量。但由于受装配式建筑构件形态、积极及工艺等因素影响,在其生产、运输及施工中都存在着潜在的风险问题,极易出现构件瑕疵和损坏,影响建筑安装的实际效果。此外,在施工过程中人员操作规范性,同样会对工程设计质量产生相应干扰,从而使装配式建筑质量难以保证。为此,在装配式建筑的质量控制中,应当借助BIM技术及RFID技术特点,建立施工质量控制模型,将建筑构件的生产、运输及存储安装过程进行控制,实现信息化、可视化控制目标。即在建筑构件的生产制造阶段,将包含构件基础信息的RFID芯片进行植入,如尺寸、结构、安装等内容。构件到达现场后,安装技术人员通过芯片对构件信息进行识别,将其存储于适当位置,以减少二次搬运吊装的流程,保证其构件的完好率。在安装过程中确需吊装的,要基于BIM技术的相应模型,对过程进行充分的验证,设计出科学合理的施工方案,最终达到全方位质量控制的目标。

  3结语

  综上所述,伴随装配式建筑的兴起,BIM技术的应用需求日益增加,借助该技术中的三维模型优势,构建可视化、智能化的智慧建造模式,通过工程与技术的深度结合,全面提升装配式建筑的工程质量。基于BIM技术下的装配式建筑,不仅是如今行业发展的需求,更引领着建筑行业的进步与变革,是未来重要的发展方向,智慧建造也将发挥出更为显著的应用价值。

  【参考文献】

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  王炜杰

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