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摘要:簡要介紹了PC建筑與bim技術(shù)，從設(shè)計階段、pc構(gòu)件生產(chǎn)階段、施工階段等方面，詳細(xì)論述了BIM技術(shù)在PC建筑全壽命周期的應(yīng)用價值，指出BIM技術(shù)在PC建筑全壽命期的應(yīng)用，提高了項目管理中的“三控三管一協(xié)調(diào)”應(yīng)用水平，較好的解決了項目后期運(yùn)維的難題，適應(yīng)了建筑行業(yè)節(jié)能減排的現(xiàn)狀變化。

關(guān)鍵詞:BIM技術(shù)，PC建筑，應(yīng)用價值

隨著中國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染問題日益突出，傳統(tǒng)建筑存在資源浪費(fèi)和污染嚴(yán)重等問題;同時建筑行業(yè)的人口老年化問題日益嚴(yán)重，工地上工作的人員平均年齡呈每年持續(xù)增長的趨勢，導(dǎo)致建筑成本日益增加，裝配式建筑是有效解決上述問題的較好途徑。但裝配式建筑在裝配的過程中，對構(gòu)件的尺寸、鋼筋及管道布置要求極為苛刻，若制作失誤將帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失，反而增加建設(shè)成本。而BIM技術(shù)可以在設(shè)計、施工等階段介入，對裝配式建筑提前模擬，可以很大程度上減少失誤的發(fā)生，較大的節(jié)約生產(chǎn)成本，節(jié)約社會資源。

1PC建筑與BIM概述

1．1PC建筑

現(xiàn)行裝配式建筑主要分為裝配鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、裝配鋼結(jié)構(gòu)及裝配式木結(jié)構(gòu)三種結(jié)構(gòu)類型。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑也稱PC建筑，其結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由混凝土部件(預(yù)制構(gòu)件)所構(gòu)成，由預(yù)制混凝土構(gòu)件通過可靠的方式進(jìn)行連接并與現(xiàn)場后澆混凝土、水泥基灌漿料形成整體的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。PC建筑相對傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑具有節(jié)約水電能源，現(xiàn)場施工噪聲小，現(xiàn)場現(xiàn)澆工作少及環(huán)保節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，但同時也存在著一些缺點(diǎn)，比如造價暫時比傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑高，分析主要是由于PC構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化程度低，運(yùn)輸成本高及現(xiàn)場安裝存在構(gòu)件錯漏碰缺的問題所造成。

1．2BIM技術(shù)

BIM即建筑信息模型，對建筑業(yè)而言是繼CAD之后又一大變革。BIM技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、參數(shù)化性、信息完備性等特點(diǎn)，運(yùn)用BIM技術(shù)可以建立建筑的三維模型并與集成項目全壽命周期中各個階段的工程信息，可以便捷地為項目參建各方在各階段應(yīng)用。特別是在工程設(shè)計和施工階段提供相互協(xié)調(diào)、內(nèi)部一致的信息模型，達(dá)到各專業(yè)協(xié)同工作，設(shè)計施工的一體化，從而極大降低了工程生產(chǎn)成本，保障工程按時按質(zhì)完成。BIM技術(shù)和PC建筑技術(shù)均為新興技術(shù)，當(dāng)它們與傳統(tǒng)建筑融合后將會帶來建筑工業(yè)化的巨大發(fā)展，見圖1。2BIM技術(shù)在PC建筑全壽命周期的應(yīng)用價值BIM技術(shù)在PC建筑的全壽命周期中的應(yīng)用點(diǎn)非常多，具體如圖2所示。下面將從PC建筑全壽命周期角度分析其應(yīng)用價值。

2．1設(shè)計階段應(yīng)用價值

1)提升了建筑設(shè)計效率。PC建筑的設(shè)計較傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑更加復(fù)雜，除了常規(guī)的規(guī)要滿足外，同時還要考慮PC構(gòu)件后期的生產(chǎn)施工的可行性，如果采用傳統(tǒng)的二維CAD方式進(jìn)行設(shè)計，很多碰撞問題無法及時發(fā)現(xiàn)，會給后期帶來許多不必要的修改，而BIM正向設(shè)計將極大減少這樣的情況;運(yùn)用BIM技術(shù)設(shè)計完成后即生成三維模型，在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段可以將三維模型直接與廣廈及PKPM等類似結(jié)構(gòu)軟件計算模塊對接，省去較長時間的建模工作，同時可以較快的計算出裝配率等參數(shù);運(yùn)用BIM的參數(shù)化模型技術(shù)，可以直接生成拆分的PC構(gòu)件加工圖紙。上述這些將會使設(shè)計效率得到很大提升。

2)實現(xiàn)了PC構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。設(shè)計師在平時做項目的期間，可以建立相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件的族庫，隨著設(shè)計項目的增多不斷形成完善的族庫系統(tǒng)，使PC構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計變?yōu)榭赡?。由于BIM軟件具有開放及參數(shù)化性能且BIM模型均為帶信息的構(gòu)件組成，設(shè)計師可以將日常設(shè)計中常用的規(guī)范，大量的經(jīng)驗數(shù)值例如裝配式構(gòu)件的形狀及模數(shù)方面的參數(shù)輸入軟件中，方案模型建立完畢后，可以通過預(yù)設(shè)的軟件發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的不合理的內(nèi)容，并提示出具體位置便于設(shè)計師相應(yīng)的調(diào)整。通過不斷添加標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，實現(xiàn)PC建筑及構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。

2．2PC構(gòu)件生產(chǎn)階段應(yīng)用價值

1)優(yōu)化整合裝配式構(gòu)件生產(chǎn)流程。裝配式建筑的生產(chǎn)階段是裝配式建筑生產(chǎn)過程的重要組成部分，也是裝配式建筑設(shè)計和建造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了確保裝配式構(gòu)件生產(chǎn)所需的加工信息的準(zhǔn)確性，PC構(gòu)件生產(chǎn)廠家可以指導(dǎo)讀取BIM模型中裝配式物件的幾何信息，指導(dǎo)構(gòu)件的生產(chǎn)，實現(xiàn)計算機(jī)輔助制造(CAM)。同時通過模型傳遞將構(gòu)件的生產(chǎn)信息傳遞給施工單位，以確保裝配式構(gòu)件在施工現(xiàn)場的裝配質(zhì)量并建立PC構(gòu)件的質(zhì)量可追溯性體制。

2)加快復(fù)雜PC構(gòu)件的生產(chǎn)過程。在PC建筑設(shè)計的過程中，對一些造型相對復(fù)雜的建筑或多或少的存在一定數(shù)量的異形或非標(biāo)的構(gòu)件，這種構(gòu)件在傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑的制作過程中，由于現(xiàn)場施工條件及施工工人水平不同，往往質(zhì)量難以保證。但在PC構(gòu)件生產(chǎn)工廠里，標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)空間同時避免了危險的高空作業(yè)環(huán)節(jié)，對異形構(gòu)件的生產(chǎn)質(zhì)量有強(qiáng)有力的保證。同時BIM模型的介入，對構(gòu)件的尺寸、形狀均可以精確控制。BIM模型也可以與逐漸成熟的3D打印技術(shù)結(jié)合，直接快速打印出相應(yīng)構(gòu)件?？梢奝C+BIM模式可大大加快異形構(gòu)件的生產(chǎn)進(jìn)度。

3)改善PC構(gòu)件庫存和現(xiàn)場管理。由于PC構(gòu)件是在現(xiàn)澆構(gòu)件的基礎(chǔ)上拆分出來的，數(shù)量比傳統(tǒng)構(gòu)件數(shù)量要多很多。PC構(gòu)件生產(chǎn)完畢后，具體的堆放布置方式尤為重要，如果混亂給后期出庫、裝車、運(yùn)輸、吊裝等工作均帶來隱患，小則施工混亂效率低下，大則構(gòu)件安裝錯誤帶來安全隱患，因此構(gòu)件的存儲極為重要。而BIM模型是帶構(gòu)件信息的模型，通過將BIM技術(shù)與RFID技術(shù)相結(jié)合，可以通過在PC構(gòu)件的生產(chǎn)中安裝和使用RFID芯片，倉庫檢查員和物流人員可以直接從芯片里讀取信息，構(gòu)件的相關(guān)信息可以實現(xiàn)電子信息的自動控制，從而可以節(jié)省大量時間和成本，在施工階段，施工人員使用RFID技術(shù)直接提取裝配式單元的信息，檢查裝配式單元的安裝位置和其他必要的項目，可以提高質(zhì)量管理水平和工作效率。

2．3施工階段應(yīng)用價值

1)提高施工現(xiàn)場管理效率。在裝配式建筑施工過程中，BIM技術(shù)可以用于技術(shù)交底，直觀且精確的三維模型有助于施工單位一線工人明確施工中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，減少工作中的錯誤。另外構(gòu)件吊裝是非常重要的環(huán)節(jié)，構(gòu)件的吊裝的具體位置及順序非常關(guān)鍵，對結(jié)構(gòu)的受力性能及是否能順利裝配具有直接關(guān)系。施工前，施工單位可以采用BIM技術(shù)進(jìn)行施工模擬。模擬裝配式構(gòu)件的安裝施工過程，優(yōu)化施工過程，完善施工現(xiàn)場的安全管理計劃，消除安全隱患，避免和減少事故。BIM技術(shù)還可以優(yōu)化施工場地布置，優(yōu)化構(gòu)配件堆放位置，提高構(gòu)件吊裝效率，加快裝配式建筑的施工進(jìn)度。

2)5D施工模擬優(yōu)化施工、成本計劃。通過Navisworks、廣聯(lián)達(dá)BIM5D等軟件，可以將進(jìn)度計劃、工程造價及BIM模型導(dǎo)入軟件中，實現(xiàn)3D模型向5D模型的轉(zhuǎn)化，用以實現(xiàn)施工現(xiàn)場的精細(xì)化管理來優(yōu)化施工。通過施工報告期和基期造價的比對，分析建設(shè)資金使用情況;通過現(xiàn)場進(jìn)度與計劃進(jìn)度比對，指導(dǎo)施工單位調(diào)整工程進(jìn)度;從而實現(xiàn)合理安排資源供應(yīng)，優(yōu)化現(xiàn)金流，實現(xiàn)施工進(jìn)度和成本的動態(tài)管理。同時還可以實現(xiàn)工程變更的動態(tài)管理及參建各方協(xié)同管理的功能?？偟膩碚f，由于PC建筑的建造還涉及到PC構(gòu)件的工廠制作和現(xiàn)場吊裝等工作，BIM5D的作用顯得尤為重要，精細(xì)化往往能發(fā)揮較好的作用。

2．4運(yùn)維階段應(yīng)用價值

裝配式建筑由大量的裝配式構(gòu)件組裝而成，在后期的使用過程中，如果局部構(gòu)件損壞，我們可以通過構(gòu)件中RFID芯片，鎖定至BIM模型相應(yīng)位置的構(gòu)件，從模型中讀取構(gòu)件生產(chǎn)信息，便于構(gòu)件的二次生產(chǎn)，可以節(jié)省大量以往查找及翻閱圖紙的時間。BIM技術(shù)在PC建筑運(yùn)維中的應(yīng)用將有助于提高整個建筑的信息化建設(shè)水平。3結(jié)語BIM技術(shù)在PC建筑的全壽命期的應(yīng)用，提高了項目管理中的“三控三管一協(xié)調(diào)”應(yīng)用水平，特別是較好的解決了項目后期運(yùn)維的難題，適應(yīng)了建筑行業(yè)節(jié)能減排的現(xiàn)狀變化。裝配式建筑在工業(yè)化趨勢下的發(fā)展離不開BIM技術(shù)，BIM技術(shù)也只有與裝配式建筑相結(jié)合才可以發(fā)揮最好的作用。BIM技術(shù)與裝配式建筑的結(jié)合將在實踐過程中不斷完善，促進(jìn)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

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作者：楊國平 高雪 俞香 單位：南京城市職業(yè)學(xué)院，江蘇 南京