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基于 BIM的装配式建筑绿色施工管理研究
发布日期:2021-06-09 16:05:56
       我国大型建筑业对经济发展起到了重要的支撑作用,但传统的建筑业发展方式粗放,消耗了大量的自然资源,对生态环境产生了广泛的不利影响。随着国家大力推进经济社会转型发展,传统建筑业的战略意义正在被新兴产业所超越,国家和人民对建筑业在环境保护、效益、环境保护等方面的要求也在不断提高,质量和创新也越来越高,推进绿色建设势在必行。大量构件在工厂预制,现场拼装,然后用简单的后处理预制建筑完成,具有资源浪费少、施工速度快、环境污染大、施工质量控制好等特点,与绿色建筑理念高度契合。建筑信息模型技术在建筑全生命周期中具有广泛的应用价值,可以有效地提高施工效率,控制施工成本,提高施工质量。基于BIM技术的装配式建筑绿色施工可以促进建筑业转型升级,增强企业核心竞争力,促进经济社会可持续发展。如何充分利用BIM技术,更好地将绿色建筑应用于装配式建筑中,成为本文研究的重点。
       1、BIM绿色装配施工概念
       1.1 BIM技术简介
       装配式建筑通常在加工厂制造,然后运到施工现场直接组装,所以整个工程系统可以分为三个不同的阶段,首先在工厂加工零件,然后用汽车运输到施工现场,最后零部件在现场管理部门的统一调度下进行组装和施工。随着科学技术的发展,BIM信息化设计模式逐渐应用到越来越多的建筑施工系统中,通过数据库资源将现场数据转化为三维模型,并在施工过程中严格控制各部分的工程造价和设计信息。
       1.2绿色施工原则
       随着我国经济的发展,发展原则已经从高速发展转向高质量发展,因此每一项建筑工程都应遵循绿色、节能的设计原则。具体体现在建筑节水、节材、环保等方面的工作。随着各种新技术的不断融合,相关人员有必要积极转变原有的工作思路,选择有针对性的方法,推动绿色施工组织朝着更高质量的方向发展,为建筑工程系统带来更多的经济效益。
       2、预制建筑,BIM技术与绿色建筑的关系
       预制建筑、BIM和绿色建筑齐头并进。首先,装配式建筑和BIM有很多共同点,把它们结合起来可以互相促进。利用BIM技术,将三维可视化技术应用于预制构件的设计中。该拆卸模型可以提取构件的基本尺寸,构件的标准尺寸,所用材料也可以反映在BIM模型中,可以用来建立和实现基于BIM的预制构件库。第二,建筑产业化与绿色建筑是相互影响、相互促进的问题。绿色建筑理念是指在预制构件建筑的设计和施工中,必须贯彻施工方法,这是绿色建筑竣工过程中尤为重要的一步。建筑产业化的发展,实际上改变了建筑生产从传统的现浇方式到现在的装配方式,使整个施工过程避免了对施工现场环境的污染和能源资源的浪费,真正投入到绿色施工中。第三,BIM技术作为强有力的建筑设计、施工预模拟信息技术,为地面绿色施工提供了有力的辅助。将BIM技术应用于装配式建筑的绿色施工中,利用BIM5D模拟施工现场布置和施工过程,为施工进度控制、节约成本和质量管理提供有力的支持。
       3、BIM技术在装配式建筑绿色施工中的管理应用
       3.1 BIM技术在方案优化设计中的应用
       本工程屋面采用预制组合板+预制梁设计,梁节点处采用现浇方式。通过BIM建模发现,考虑到结构的荷载要求,结构的配筋使主梁、次梁、柱的连接处过于密实,混凝土骨料无法通过,现场浇筑和振捣无法到位,施工难度大,质量难以保证。本工程采用BIM建模,优化节点处的配筋方案选择,通过节点预制对屋面区域进行方案优化,采用预制组合板+现浇梁、主次梁预制节点和预制屋面。利用1∶1工程实体中的比例尺构件,并进行了压载试验。实验数据表明,优化设计方案的载荷能满足原设计方案的要求,效果良好。通过对建筑BIM吊装等施工过程的模拟,提前发现施工中存在的难点,并优化相应的解决方案。针对吊装难度,对预制接头构件进行了优化,在保证质量的前提下,消除了叠层板的四边须,增加了横梁,吊装方便,缩短了工期,效果显著。
       3.2 BIM技术在节能与成本控制管理中的应用
       装配式建筑绿色施工的目的是节能减排。材料设备的使用应遵循绿色施工的原则,提高资源的利用率,以最少的材料成本获得最大的利用率,保护资源,提高企业的经济效益。现场施工人员必须结合工程施工的实际情况,对材料进行管理,使整个施工过程中材料的使用能够有序进行。在传统的成本管理模式中,施工图作为主要的成本依据,容易产生各种不准确的成本问题,特别是在施工任务紧张、时间紧迫的情况下,更容易出现成本统计错误,增加施工成本。而且,传统的模式是人工计算工程造价。不仅精度达不到要求,而且会有一定的时间延迟和更新速度慢,无法跟上市场发展的步伐进行准确的更新和计算,导致工程造价在实际应用中出现偏差,增加不必要的成本和浪费。另外,在施工过程中,由于管理人员对施工材料不重视,粗放管理,造成材料的运输、使用过程和规格混乱,造成施工失误,工程不得不拆除重建,严重影响项目进度管理。针对传统模式下的上述不良现象,BIM技术运用其先进的管理理念,可以帮助管理人员完成统一管理,如:建筑材料、材料价格、材料数量等,将上述数据库输入到BIM技术建立的数字模型中,供管理人员参考,当材料、变更等相关信息发生变化时,数字模型可自行修改,并编制材料信息清单,使施工根据建筑市场发展情况进行,帮助管理者顺应市场发展进行成本管理,避免信息阻塞的影响。BIM技术的可视化优势可以帮助施工人员实时了解施工情况,特别是在材料用量的统计上,利用BIM技术在工程预制构件的过程中,帮助完成后续的装配工作,实现构件的对等运输,帮助实现优质工程建设。在BIM技术中,三维模型可以实时调整施工进度和工序。5d模型可以模拟施工过程,调整过程变化数据,及时更新数据库,让整个施工过程跟随施工进度完成施工,实现进度管理下的效益工程,提高成本进度管理部门的工作效率。
       3.3进度管理
       利用BIM技术对建设项目进行进度管理时,可以根据进度目标安排进度计划,并将分解后的进度计划与BIM模型的各个实施过程相关联,从而提前模拟建设项目的进度。根据预模拟的视觉形象,项目经理可以更清晰地识别出施工过程中可能存在的问题,并对方案做出相应的调整,从而在施工部署、施工进度安排上能够得到合理的安排和优化。同时,将项目进度计划与零部件厂的生产、运输计划相关联,实现整个供应链的精益化。
       3.4 BIM技术在施工管理中的应用
       装配式建筑必须坚持绿色施工的理念,应用装配式预制可以有效减少模板的施工过程,减少不必要的脚手架搭设,起到机械化施工的作用,提高施工效率,从而减少人力,可以节省人力,在施工过程中的物力和财力,还能减轻对周围环境的影响。在传统设计的施工阶段,如果技术不到位,就会引起一定的冲突和矛盾,此时,需要采取有效措施解决相关问题,从而落实下一阶段的工作,有效控制成本和资源浪费。在BIM平台上,它可以有效地结合各种专业人员在设计阶段,通过适当的碰撞检测,有效地减少设计阶段的误差,进一步提高工程质量。利用BIM的4D施工仿真技术,可以在模型中反映施工进度,提前发现缺陷,调动人力物力,改进施工方案。与传统的施工进度控制方法相比,BIM技术大大提高了施工项目的信息化程度和管理效率,从而进一步促进了施工过程的安全稳定运行。另外,要重视安全管理,安全管理是工程建设的重点,工程建设的安全直接影响到工程进度和施工质量。因此,安全管理要落实到位,贯穿于工程建设的各个阶段和环节,同时对工程建设过程中可能出现的问题进行分析和说明,提高施工人员的安全意识,减少安全事故的发生,保证施工的顺利进行。
       总体而言,BIM技术和建筑施工技术的信息化升级意义重大,突破了传统二维装配工程的局限性,为装配式建筑施工提供了更多的服务和便利。因此,加强BIM技术在预制构件建筑施工中的应用具有重要的意义和价值,应引起足够的重视。
 
 
       作者:高文艳