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      建筑信息模型技術在裝配式中的應用價值

      作者: 發布于:2018-8-21 15:46:45 點擊量:

      1、建筑信息模型技術在裝配式建筑設計階段中的應用價值

       (1)提高裝配式建筑設計效率

       裝配式建筑設計中,由于需要對預制構件進行各類預埋和預留的設計,因此更加需要各專業的設計人員密切配合。利用建筑信息模型技術所構建的設計平臺,裝配式建筑設計中的各專業設計人員能夠快速地傳遞各自專業的設計信息,對設計方案進行“同步”修改。借助建筑信息模型技術與“云端”技術,各專業設計人員可以將包含有各自專業的設計信息的BIM模型統一上傳至BIM設計平臺,通過碰撞與自動糾錯功能,自動篩選出各專業之間的設計沖突,幫助各專業設計人員及時找出專業設計中存在的問題;裝配式建筑中預制構件的種類和樣式繁多,出圖量大,通過建筑信息模型技術的“協同”設計功能,某一專業設計人員修改的設計參數能夠同步、無誤地被其他專業設計人員調用,這方便了配套專業設計人員進行設計方案的調整,節省各專業設計人員由于設計方案調整所耗費的時間和精力。

       此外,通過授予裝配式建筑專業設計人員、構件拆分設計人員、以及相關的技術和管理人員不同的管理和修改權限,可以使更多的技術和管理專業人士參與到裝配式建筑的設計過程中,根據自己所處的專業提出意見和建議,減少預制構件生產和裝配式建筑施工中的設計變更,提高業主對裝配式建筑設計單位的滿意度,從而提高裝配式建筑的設計效率,減少或避免由于設計原因造成的項目成本增加和資源浪費(如圖1所示)。

       (2) 實現裝配式預制構件的標準化設計

       建筑信息模型技術可以實現設計信息的開放與共享。設計人員可以將裝配式建筑的設計方案上傳到項目的“云端”服務器上,在云端中進行尺寸、樣式等信息的整合,并構建裝配式建筑各類預制構件(例如門、窗等)的“族”庫。隨著云端服務器中“族”的不斷積累與豐富,設計人員可以將同類型“族”進行對比優化,以形成裝配式建筑預制構件的標準形狀和模數尺寸。預制構件“族”庫的建立有助于裝配式建筑通用設計規范和設計標準的設立。利用各類標準化的“族”庫,設計人員還可以積累和豐富裝配式建筑的設計戶型,節約戶型設計和調整的時間,有利于豐富裝配式建筑戶型規格,更好地滿足居住者多樣化的需求。

       (3) 降低裝配式建筑的設計誤差

       設計人員可以利用建筑信息模型技術對裝配式建筑結構和預制構件進行精細化設計,減小裝配式建筑在施工階段容易出現的裝配偏差問題。借助建筑信息模型技術,對預制構件的幾何尺寸及內部鋼筋直徑、間距、鋼筋保護層厚度等重要參數進行精準設計、定位。在BIM模型的三維視圖中,設計人員可以直觀地觀察到待拼裝預制構件之間的契合度,并可以利用建筑信息模型技術的碰撞檢測功能,細致分析預制構件結構連接節點的可靠性,排除預制構件之間的裝配沖突,從而避免由于設計粗糙而影響到預制構件的安裝定位,減少由于設計誤差帶來的工期延誤和材料資源的浪費。

       2、建筑信息模型技術在裝配式建筑施工階段的應用價值

       (1)改善預制構件庫存和現場管理

       裝配式建筑預制構件生產過程中,對預制構件進行分類生產、儲存需要投入大量的人力和物力,并且容易出現差錯。利用建筑信息模型技術結合RFID技術,通過在預制構件生產的過程中嵌入含有安裝部位及用途信息等構件信息的RFID芯片,存儲驗收人員及物流配送人員可以直接讀取預制構件的相關信息,實現電子信息的自動對照,減少在傳統的人工驗收和物流模式下出現的驗收數量偏差、構件堆放位置偏差、出庫記錄不準確等問題的發生,可以明顯地節約時間和成本[5]。在裝配式建筑施工階段,施工人員利用RFID技術直接調出預制構件的相關信息,對此預制構件的安裝位置等必要項目進行檢驗,提高預制構件安裝過程中的質量管理水平和安裝效率。

       (2)提高施工現場管理效率

       裝配式建筑吊裝工藝復雜、施工機械化程度高、施工安全保證措施要求高,在施工開始之前,施工單位可

       以利用建筑信息模型技術進行裝配式建筑的施工模擬和仿真,模擬現場預制構件吊裝及施工過程,對施工流程進行優化;也可以模擬施工現場安全突發事件,完善施工現場安全管理預案,排除安全隱患,從而避免和減少質量安全事故的發生。利用建筑信息模型技術還可以對施工現場的場地布置和車輛開行路線進行優化,減少預制構件、材料場地內二次搬運,提高垂直運輸機械的吊裝效率,加快裝配式建筑的施工進度。

       (3)5D施工模擬優化施工、成本計劃

       利用建筑信息模型技術,在裝配式建筑的BIM模型中引入時間和資源維度,將“3D-BIM”模型轉化為“5D-BIM”模型,施工單位可以通過“5D-BIM”模型來模擬裝配式建筑整個施工過程和各種資源投入情況[2],建立裝配式建筑的“動態施工規劃”,直觀地了解裝配式建筑的施工工藝、進度計劃安排和分階段資金、資源投入情況;還可以在模擬的過程中發現原有施工規劃中存在的問題并進行優化,避免由于考慮不周引起的施工成本增加和進度拖延。利用“5D-BIM”進行施工模擬使施工單位的管理和技術人員對整個項目的施工流程安排、成本資源的投入有了更加直觀的了解,管理人員可在模擬過程中優化施工方案和順序、合理安排資源供應、優化現金流,實現施工進度計劃及成本的動態管理(如圖4所示)。

       3、建筑信息模型技術在裝配式建筑運維階段的應用價值

       (1)提高運維階段的設備維護管理水平

       借助BIM和RFID技術搭建的信息管理平臺可以建立裝配式建筑預制構件及設備的運營維護系統[6]。以建筑信息模型技術的資料管理與應急管理功能為例,在發生突發性火災時,消防人員利用BIM信息管理系統中的建筑和設備信息可以直接對火災發生位置進行準確定位,并掌握火災發生部位所使用的材料,有針對性地實施滅火工作。此外,運維管理人員在進行裝配式建筑和附屬設備的維修時,可以直接從BIM模型中調取預制構件、附屬設備的型號、參數和生產廠家等信息,提高維修工作效率。

       (2)加強運維階段的質量和能耗管理

       建筑信息模型技術可實現裝配式建筑的全壽命信息化,運維管理人員利用預制構件中的RFID芯片,獲取保存在芯片中預制構件生產廠商、安裝人員、運輸人員等的重要信息。一旦發生后期的質量問題,可以將問題從運維階段追溯至生產階段,明確責任的歸屬。建筑信息模型技術還可以實現預制裝配式建筑的綠色運維管理,借助預埋在預制構件中的RFID芯片,BIM軟件可以對建筑物使用過程中的能耗進行監測和分析,運維管理人員可以根據BIM軟件的處理數據在BIM模型中準確定位高耗能所

       在的位置并設法解決。此外,預制建筑在拆除時可以利用BIM模型篩選出可回收利用的資源進行二次開發回收利用,節約資源,避免浪費。

       4、結 語

       從以上分析可以看出,借助建筑信息模型技術,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到運維的生產鏈條更加緊密、合理,在我國建筑業實現節能減排、減少污染、促進建筑行業發展轉型過程中,能夠發揮相當積極的作用。不過,要達到建筑信息模型技術與裝配式建筑更加緊密的結合,還要在實踐中進一步地磨合與完善,這仍需廣大建設行業的從業者的共同努力。


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