随着建筑业信息技术的发展,建筑信息模型(Building Information Modeling,简称BIM)越来越被建筑人员广泛认可。BIM是一种革命性技术,它可以对建筑进行系统分析、模拟施工作业、统计、计算等工作,从而达到降本增效、提高施工效率。住宅产业化是新兴的产业,应依靠像BIM这种先进的技术,从而提升住宅建筑的生产水平,提高住宅品质,降低成本、节能环保。我们可以发现,两者有很多点是融会贯通的,以下是一个我所接触的典型施工案例,来浅谈一下BIM技术在住宅产业化的应用。

中国二十二冶集团住宅产业公司承建的浭阳五区一期9号楼工程总建筑面积为9629.88平米,层高2.8米,建筑层数为11层,3个单元。基础形式为筏形基础。其中,地下结构为混凝土现浇结构,地上部分为装配式结构,装配率达到约65%以上,是河北省首栋装配式住宅建筑,也是集团公司又一新的发展方向。

当一栋住宅楼在2D环境下进行建筑设计,每一张图纸都是 一个单独的“迷你项目”,先从平面开始绘制,然后画立面、剖面,再按照项目进展更改所有的图纸,永无休止地修改,占用了大量宝贵的时间和精力。相比较而言,BIM技术则改变了这种毫无效率的工作方式。在虚拟建筑中做设计, 设计过程的核心是模型而不是图纸,所有的图纸都直接从模型中生成。每一个视图都可以从不同角度中表现出来。无论是工程技术人员还是设计人员,都可以根据自己的需要在任何时候生成任意视图,平面图、立面图、剖面图、3D视图甚至大样图,以及材料统计、面积计算、造价计算等等都从建筑模型中自动生成。预制装配式的设计、生产、施工都必须做到精细化,如果在设计或生产过程中钢筋的位置出现允许范围之外的偏差,那么就会产生施工时构件对接不上的情况。因此,对BIM模型构件中钢筋进行碰撞检查显得格外重要。利用BIM软件对梁柱节点进行碰撞检查后,对位置发生偏差的钢筋进行移动、修改,得到无碰撞的、能够有效连接的梁柱节点。之后,将已经完成的Revit结构模型以及场地模型导入到Navisworks软件中,根据项目施工组织设计方案,对项目进行动态的施工仿真模拟, 在虚拟模型中未建先试,将各构件的进场时间顺序、吊装顺序等输入到Navisworks中进行施工模拟,对标准层吊装的每一个步骤进行精细化模拟仿真,查找项目施工中可能存在的动态干涉,从而提前规划起重机位置及路径,并优化构件吊装计划,使吊装过程更加有序、科学,最终生成施工指导视频,让施工人员提前掌握施工细节,更加直观地了解施工工序。在模拟的过程中,我们可以查看任何时间段的施工状态,并且可以发现施工组织过程中的纰漏,及时调整施工进度计划,避免在实际施工过程中由于时间安排的不合理而致使各工种、各专业、各工序配合上出现矛盾,从而导致怠工、窝工现象,影响项目工期。通过对本项目的可视化施工模拟,优化了施工工序,保证了各施工阶段的顺利进行。

利用BIM技术能有效提高装配式建筑的生产效率和工程质量,将生产过程中的上下阶段紧密联系起来,真正实现以信息化促进产业化。借助BIM技术三维模型的参数化设计,使得图纸生成修改的效率有了很大幅度的提高,克服了传统拆分设计中的图纸量大、修改困难的难题,钢筋的参数化设计提高了钢筋设计精确性,加强了可施工性。加上时间进度的4D模拟,进行虚拟化施工,提高了现场施工管理的水平,缩短了施工工期,减少了图纸变更和施工现场的返工,从而达到“四节一环保”的最终效果。

BIM技术的使用能够为预制装配式建筑的生产提供有效帮助,使得装配式工程精细化这一特点更为容易实现,进而推动现代建筑产业化的发展,促进建筑业发展模式的转型升级。  (作者单位:中国二十二冶集团)