BIM技术与预制装配式建筑发展与应用

BIM技术与预制装配式建筑发展与应用

山东高阳建设有限公司山东淄博255400

摘要:目前,我国正在大力发展生态文明建设、大力发展建筑工业化,住宅产业化,在此阶段如果大力推进建筑节能减排,会升级建筑产业,特别是装配式建筑的标准工业化,并且在建筑信息模型(BIM)作为建筑体系的有效技术和最优平台,可以在一定周期内保持协调发展,为装配式建筑产业发展提供有利帮助。加上计算机辅助作业、物联网等先进技术,可以有效解决预制装配式建筑产业的体系化,带来全面提升,完全配合我国“十三五”研发计划,重点发展绿色建筑及建筑工业,并成立BIM的预制装配建筑体系应用技术的研发项目。

关键词:BIM技术;预制装配式建筑;设计与施工

引言

BIM技术是指以建筑、结构、施工、暖通等生命周期的各项信息数据为基础建立模拟建筑实体建立模型,对建筑工程的设计及施工方案进行优化,便于及时发现并解决问题,保证设计与施工方案具有较高的可行性。为了加快工程建设进度,实现高效管理,需采用先进的信息技术对工程信息进行计算处理,从而使得工程设计与施工效果更加直观,便于及时发现并解决问题。

1BIM技术概况

(1)具有协调性,因为BIM技术可以预先对建筑项目进行检测,模拟建筑施工环境,可以加强项目是在实际施工过程中的协调性。(2)具有可视化性,因为在整个建筑项目过程中,可视化建筑工程的全过程,包括前期的规划、设计、中期的运营等各个阶段。(3)具有模拟性,根据建筑工程各个阶段的特点可以全过程模拟,根据不同环境,发现各阶段存在的问题,做到完美,达到完成项目,提高工程质量,节约工程成本的目的。(4)具有优化性,可以帮助设计者发现各个阶段的技术问题,并且可以针对项目某个方面进行优化设计,不论是对工程施工质量还是工期造价都有积极作用。由于BIM技术还属于前沿的建筑技术,虽然已经达到项目的基本要求,不过BIM技术在国内还处在一个探索阶段,还需要将此技术投入到实际工程施工中。

2预制装配式建筑

预制装配式建筑,简称PC(PrefabricatedConcrete),是在工厂对其主要组成构件进行工业化生产,通过交通运输运送至现场,在现场进行拼装浇筑而完成的建筑,用简单的话来说就是“像汽车生产线上生产汽车的方式来建造房子”,而这种施工方式简称为PC技术,国内企业万科对PC技术的定义是:PC技术即预制混凝土构件技术,它是以提升产品品质性能为目的,以提升产品生产效能、提升客户价值为目标,通过研究客户需求、产品定型,进而实现工厂预制、现场装配的生产方式,缩短建筑周期,减少能源消耗,降低建设成本。通过万科这样的描述可以看出PC建筑有如下的特点:①符合客户的要求;②生产施工效率高,工期大大缩短;③现场施工方式简单,减少了能源的消耗;④降低了生产施工的成本,提高性价比。

在工程品质上,PC工程在防水,防火,隔音,抗渗,防裂,抗震方面都比传统工程做的更好,原因在于PC构件在工厂生产时层层质检相对于现场施工的传统工程质量更容易把控。在施工工期上,PC工程大部分构件在工厂生产,受天气影响较小,施工快捷方便,相比传统工程在施工上有多道工序不可省去更加节省时间。在施工成本上,PC构件成本易于控制,相对于传统工程的多道工序的过程成本更容易降低成本。在节能环保上,PC工程的施工产地干净整洁,能耗小,相对于传统工程的施工场地扬尘大等特点更加环保节能。

我国的预制装配建筑开始应用于20世纪50年代,到了90年代由于种种原因导致了预制装配式建筑在国内处于十分低迷的状态。到了最近十年,随着我国经济的快速发展,预制构件的加工质量、预制装配式施工的施工技术和管理水平的提高,预制装配式建筑的应用在国内重新迎来了春天,并呈现快速上升的态势。

3BIM技术运用于装配式建筑结构的施工特点

装配式建筑的建造方法在建筑建设过程中有利也有弊。它主要有两个因素影响建筑的施工效果,首先是在建筑施工安装的过程中建筑构件会出现缺货、装配错误等情况,主要原因在于装配施工没有及时深入了解材料构件的结构。其次不可控的因素有较多,例如,会出现天气多变运输过程中停滞,或者是生产商未及时发货等类似这样的突发情况都会影响施工的进度。虽然装配式建筑施工过程中有较多弊端,但总体而言,相比较传统建筑的建造而言具其优势是十分突出的,利远远大于弊。从材料构件而言,材料构件不但本身秉承可持续发展的理念具有绿色无污染噪音低且占地面积小的特点,而且在建筑建设过程中有比较强整体性,所以装配式建筑使用的材料构件更加符合社会发展趋势。从施工的快慢而言,装配式建筑在建造施工过程中呈现程序化强、质量化高、标准化高、高效化明显的特点,因此装配式建筑建造速度更快。从施工质量的高低而言,装配式建筑的材料构件的质量更高,并且施工的高效率化和整体化更强,因而装配式建筑比传统建筑的质量会更高。装配式建筑的建造最大的优势就在于装配施工中采用BIM新型技术。通过剖析预制装配式建筑施工过程中出现的各种数据信息和协调重新组合不同建筑工程的数据,可建立仿真模拟3D信息的模型的建筑物,从而促进项目的整体优化。

4BIM技术在预制装配式建筑中的应用

虽然预制装配式建筑本身就有很多优点,但是由于自身的预制构件的种类繁多和数量较大,使得在各个阶段都会出现很多问题,只有将BIM技术将预制装配式建筑相结合,使得预制装配式构件在工程各个阶段的问题都能解决,因此,BIM技术应用到预制装配式建筑发展中,二者是相辅相成,是我国建筑行业未来发展趋势。

4.1将BIM技术应用到预制构件的生产阶段

由于我国预制构件的生产技术落后,并且生产人员平均素质较低,经常在预制构件生产过程中产生生产产品质量等问题,如果将BIM技术与预制构件生产相融合,通过3D打印形式将BIM模型打印出来,最大化的减少生产误差,提高生产构件质量,使得预制装配式建筑更加标准化。

4.2场布管理

在构件入场前需对现场材料的存放情况进行调查,控制现场材料数量,可采用BIM技术建立现场模型,对编制的施工计划和现场施工信息等进行深入分析。例如,若挂车的长度大于13m,则需要对运输现场进行合理规划,当构件到达现场后需要对吊装设置的运作进行优化配置,保证作业的如期完成。该工程施工选用的是ST60/15塔吊,其回转半径为40~55m,为此需在模型中对施工信息进行整合,实现对施工资源的优化配置,对堆放功能区域分化、设置以及材料堆放进行合理布设,从而满足工程材料的使用需求。

4.3BIM技术在吊装环节上的应用

在一个项目中,模拟施工动画准确、生动地展示了标准施工层的施工工艺流程。模拟施工动画可以作为实际施工的指导,有利于现场技术人员对整个施工过程有明确的把握。BIM施工模型的构建将整个施工案例的过程映射到虚拟环境中,通过虚拟环境的操作实现整个施工过程的观察、跟踪、控制和指导,最终达到验证、优化、调整和优化施工方案的目的。

4.4BIM技术在施工阶段的应用

由于预制装配式建筑的构件生产中,工序复杂,易出现偏差,并且在施工阶段,机械化较多,对施工的各项指标要求严格,所以将BIM技术应用到其中,首先对预制装配式建筑进行模拟,将建筑施工各个阶段进行优化,简化生产工序,降低施工安全生产事故,全方面提高施工生产的工作效率。并且项目实施后,充分挖掘BIM技术信息集成优势,提高预制装配式建筑设计效率20%以上,降低80%的人力资源,大幅提高工作效率,降低项目成本,缩短项目周期,产生明显的社会经济效益。

结语

综上所述,随着我国经济不断发展,科学不断进步,将BIM技术应用到预制装配式建筑当中,不仅投入成本低,并且可以使得项目的效率大大提升,不仅可以高效的解决问题,更是维护了建筑在使用阶段的安全,能够有效助推预制装配式建筑的发展,使得我国预制装配式建筑走向标准化,建筑行业走向绿色环保,促进我国建筑产业化的可持续发展。

参考文献

[1]王田青,吴银国.住宅产业化暨预制装配式住宅结构体系的发展与问题探索[J].建筑安全,2015,30(1):73-75.

[2]韦耀臻.BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用分析[J].建筑知识,2017,3712:73~76.

[3]张坤南.基于BIM技术的施工可视化仿真应用研究.[D].青岛理工大学,2015.

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