(1)提高裝配式建築的設計效率
在裝配式建築的設計中,需要設計各種預埋和預留的預制構件,因此更需要各專業的設計人員密切配合。利用BIM技術構建的設計平臺,裝配式建築設計中各專業的設計師可以快速傳遞自己的專業設計信息,並“同步”修改設計方案。借助BIM技術和“雲”技術,專業設計師可以將包含自己專業設計信息的BIM模型上傳到BIM設計平臺,通過碰撞和自動糾錯功能自動篩選出專業間的設計沖突,幫助專業設計師及時發現專業設計中的問題;裝配式建築中預制構件的種類和樣式很多,有大量的圖紙。通過BIM技術的“協同”設計功能,壹個專業設計師修改的設計參數可以被其他專業設計師同步無誤地調用,方便了支持專業設計師調整設計方案,節省了各專業設計師因設計方案調整而耗費的時間和精力。
此外,通過賦予裝配式建築專業設計人員、構件拆分設計人員以及相關技術和管理人員不同的管理和修改權,可以讓更多的技術和管理人員參與到裝配式建築的設計過程中,根據專業提出意見和建議,減少裝配式構件生產和裝配式建築施工中的設計變更,提高業主對裝配式建築設計單位的滿意度,從而提高裝配式建築的設計效率,減少或避免因設計原因造成的工程成本增加和資源浪費。
(2)實現預制構件的標準化設計。
BIM技術可以實現設計信息的開放和共享。設計師可以將裝配式建築的設計方案上傳到項目的“雲”服務器,在雲端整合尺寸、風格等信息,構建裝配式建築的預制構件(如門窗)的“家族”庫。絲路教育認為,隨著雲服務器中“族”的不斷積累和豐富,設計師可以對同類型的“族”進行比較和優化,形成裝配式建築預制構件的標準形狀和模塊尺寸。裝配式“家族”庫的建立有助於裝配式建築通用設計規範和標準的建立。利用各種標準化的“族”庫,設計人員還可以積累和豐富裝配式建築的設計單元,節省單元設計和調整的時間,有助於豐富裝配式建築的單元規格,更好地滿足居民的多樣化需求。
(3)減少裝配式建築的設計誤差。
設計師可以利用BIM技術對裝配式建築結構和裝配式構件進行精細化設計,減少裝配式建築施工階段容易出現的裝配偏差問題。借助BIM技術,對預制構件的幾何尺寸、內部鋼筋直徑和間距、鋼筋保護層厚度等重要參數進行精確設計和定位。在BIM模型的三維視圖中,設計人員可以直觀地觀察待組裝的預制構件之間的配合情況,並可以利用BIM技術的碰撞檢測功能詳細分析預制構件連接節點的可靠性,從而消除預制構件之間的組裝沖突,從而避免因設計粗糙而影響預制構件的安裝和定位,減少因設計錯誤造成的工期延誤和材料資源浪費。
2.BIM技術在裝配式建築施工階段的應用價值。
(1)改善預制構件的庫存和現場管理。
在裝配式建築預制構件的生產過程中,對預制構件進行分類存放需要耗費大量的人力物力,並且容易出現差錯。利用BIM技術結合RFID技術,將包含構件安裝位置、用途等信息的RFID芯片嵌入預制構件的生產過程,使倉儲驗收人員和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比對,減少傳統人工驗收和物流模式中驗收數量偏差、構件堆放位置偏差、出庫記錄不準確等問題的發生,可以明顯節約時間和成本[5]。在裝配式建築的施工階段,施工人員利用RFID技術直接調出預制構件的相關信息,並對預制構件的安裝位置等必要項目進行檢查,從而提高預制構件安裝過程中的質量管理水平和安裝效率。
(2)提高施工現場的管理效率
裝配式建築吊裝工藝復雜,施工機械化程度高,施工安全保障措施要求高。施工開始前,建設單位可以
利用BIM技術模擬仿真裝配式建築施工,模擬現場預制構件吊裝施工過程,優化施工流程;還可以模擬施工現場安全突發事件,完善施工現場安全管理方案,消除安全隱患,從而避免和減少質量安全事故的發生。BIM技術還可以用來優化施工現場的場地布置和車輛行駛路線,減少預制構件和材料在現場的二次搬運,提高垂直運輸機械的吊裝效率,加快裝配式建築的施工進度。
(3)通過5D施工模擬優化施工和成本計劃。
利用BIM技術,將時間和資源維度引入到裝配式建築的BIM模型中,將“3D-BIM”模型轉化為“5D-BIM”模型。施工單位可以通過“5D-BIM”模型模擬裝配式建築的整個施工過程和各種資源的投入,建立裝配式建築“動態施工計劃”,直觀了解裝配式建築的施工工藝、進度安排和階段性資金、資源情況。在模擬過程中,可以發現並優化原施工計劃中存在的問題,從而避免因考慮不周而導致的施工成本增加和進度延誤。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和成本資源投入有了更直觀的了解。管理人員可以在模擬過程中優化施工方案和順序,合理安排資源供應和優化現金流,實現施工進度和成本的動態管理(如圖4所示)。
3.BIM技術在裝配式建築運維階段的應用價值。
(1)提高運維階段設備維護管理水平。
借助BIM和RFID技術搭建的信息管理平臺,可以建立裝配式建築構件和設備的運維體系[6]。以BIM技術的數據管理和應急管理功能為例,當突發火災發生時,消防人員可以利用BIM信息管理系統中的建築物和設備信息,直接準確定位火災位置,掌握火災位置使用的材料,有針對性地實施滅火工作。此外,運維管理人員在對裝配式建築及附屬設備進行維護時,可以直接從BIM模型中檢索預制構件、附屬設備模型、參數、生產廠家等信息,提高維護效率。
(2)加強運維階段的質量和能耗管理。
BIM技術可以實現裝配式建築的全生命周期信息化。運維管理者利用預制構件中的RFID芯片,獲取芯片中存儲的預制構件制造商、安裝商、運輸商的重要信息。壹旦出現後期質量問題,可以從運維階段追溯到生產階段,明確責任歸屬。BIM技術還可以實現裝配式建築的綠色運維管理。借助預制構件中嵌入的RFID芯片,BIM軟件可以對建築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,準確定位BIM模型中的高能耗場所。
並試圖解決它。此外,在裝配式建築拆除過程中,可以利用BIM模型篩選出可回收的資源進行二次開發回收,節約資源,避免浪費。
4.結論
從以上分析可以看出,BIM技術能夠有效提高裝配式建築的設計、生產和施工水平,使裝配式建築從設計到運維的生產鏈條更加緊湊合理,在實現節能減排、減少汙染、促進我國建築行業發展轉型的過程中發揮了非常積極的作用。但要實現BIM技術與裝配式建築更緊密的結合,還需要在實踐中進壹步的磨合和完善,這仍然需要建築行業從業者的共同努力。