装配式建筑施工BIM仿真模拟

装配式建筑施工BIM仿真模拟

李玉明姚斌

山东万斯达集团有限公司山东济南25000

摘要：近来，装配式结构是建筑行业研究的热点，它具有绿色环保、高效、优质等诸多优点，但装配式建筑对施工的精确度和复杂度要求也高。应用BIM技术，可对装配式结构进行预拼装仿真研究，确保了在施工吊装与构件生产前，通过虚拟的BIM模型发现可能出现的问题，进一步实现了指导构件生产和施工吊装作用，保证了装配式建筑全生命周期的高效性精细化管理和效益最大化。

关键词：装配式；BIM（BuildingInformationModel）；施工仿真；动画漫游

1引言

装配式建筑是指用预制的构件在工地装配而成的建筑，不仅绿色环保，节省造价，而且可大幅度提升建筑品质，必将成为建筑业主要领域之一。“装配式建筑”和“BIM技术”是目前建筑行业内的热点，具有许多共性与互补性，都还仍处于起步阶段。BIM技术能够为装配式建筑的快速发展提供新的解决方案，有效提高装配式建筑的构件生产、施工吊装、工程造价、运维等全生命周期的效率与质量，同时也可以弥补我国装配式建筑在设计施工中的不足，充分发挥装配式建筑的特点，优化施工解决方案，保障我国装配式建筑快速健康发展。

2施工仿真

施工仿真即通过直观的三维模型动画并结合相关的施工组织，来指导复杂的施工过程。与二维图纸的施工组织设计相比，BIM技术的三维模型和动画漫游施工仿真具有其无法比拟的优势，尤基于BIM技术从根本上解决了施工中可能遇到的碰撞问题，实现了各专业及构件的协调，减少了不必要的损失。施工仿真模拟更容易提前发现问题，警惕的作用，客事先解决。节省造价，减少工期。同时施工人员能够更清楚、更透彻的掌握施工的流程，有效避免了传统技术交底模式中可能出现的信息沟通不畅等问题。基于BIM技术的施工仿真又分为4D施工仿真和5D施工仿真。4D施工仿真是在3D的基础上加上了时间维度，实现对实际施工过程中建筑从无到有的一个模拟过程；5D施工仿真是在4D基础之上又加入了造价维度，可以模拟建筑在施工过程中的资金流。

2.14D施工仿真

4D施工仿真的核心为将BIM三维核心模型与施工进度计划进行匹配，把模型的每个构件赋予具体的时间进度参数，以实现三维建筑模型与施工进度的联动，同时实现建筑信息模型随时间进度逐渐生成，如图1所示。

2.1.1项目结构分解与编码

在进行4D施工仿真之前仍需像传统施工组织计划，对项目结构进行分解，并进行编码，这是项目进度管理的基础。项目结构的分解通常采用项目结构图（ProjectDiagram）的形式来进行，通过树状图对一个项目的结构进行逐层分解细化，包含于该工程项目的所有分项工作。在项目结构图中，我们以矩形框表示不同的分项工作，并用线段加以连接。

在完成对项目结构的分解之后，下一步是对项目进行编码。众所周知每个人都有唯一的一个身份证号，身份证号又分为多个字段，分别表示地域、出生日期和性别等，项目的编码与身份证编码类似，也是通过不同的字段编码的组合实现对项目的分类与识别。

2.1.2由MicrosoftProject创建施工进度计划

在完成项目的分解与编码之后，通过Project来编制施工进度计划。通过该软件我们可以实现施工进度计划的智能优化与管理。

在完成项目结构分解之后，我们进一步可以在MicrosoftProject中创建相应的工作流程和搭接关系，初步完成施工进度计划，并对施工进度计划进行优化。

用Project完成施工进度计划导入到Navisworks平台，将其与BIM模型构件进行匹配，实现BIM模型与施工进度计划的联动。匹配链接设置完成之后，我们即可实现4D施工仿真。通过在实际施工前进行模拟施工可以提前发现施工中可能出现的问题，进而对模型或施工进度计划进行调整优化，保证实际施工过程的顺利进行。装配式结构首层施工过程，绿色部分代表正在施工中的部分，屏幕左上角有相应的各项进度指标。

在施工仿真的过程中，通过直观的三维模型与进度计划的匹配，我们可以提前发现进度计划编制的不足之处并加以修正，避免了实际施工过程中可能出现的问题，如施工分项工程搭接的顺序错误等。

在模拟施工优化完成之后，我们则可将该施工仿真模型用于实际工程的指导，辅助施工的顺利进行，同时，由于施工是一个动态且复杂的过程，不可避免的会导致实际施工进度会与进度计划有出入，我们可以通过将实际施工进度及时的反馈回4D施工仿真模型，实现施工进度计划的智能化调整与优化。

2.25D施工仿真

5D施工仿真主要形式是“动画漫游”，即通过动画形式对实际工程进行虚拟展示。可以加深业主或甲方对所建工程的认识程度，更好的理解其设计意图；动画漫游作为辅助施工仿真的工具，进一步使得施工技术人员熟悉所做工程，提高技术交底的效率。促进各方之间的顺畅沟通，为施工的优化管理提供了强有力的保证。

在本工程案例中，我们可以通过Navisworks来实现动画漫游。

将Revit模型可以导入Navisworks中，利用其动画相关功能我们可以实现在建筑内部的实时漫游，来帮助我们更直观的了解内部的结构。

3结果输出

3.1平面图纸输出

BIM模型包含了建筑的所有信息，并且在视觉效果以及直观性等方面都是平面图纸无法比拟的，但目前在硬件、软件及人员配置等方面，大部分施工现场仍无法实现直接对接BIM模型的，所以就目前状况来说，仍需将BIM模型转换成平面图纸以方便施工现场查阅。

利用BIM模型，可以直接输出平面图纸，若要达到施工图的水平可以在图纸上通过进一步的二维图纸修饰功能来实现，同时标签栏的各种设计信息采用参数驱动模式，可以自动通过读取BIM模型中的参数信息来自动添加，提高了出图效率。

3.2电子信息输出

BIM通过云共享可以实现平台间专业间实时同步与共享，通过云共享可以提高工作效率和质量，打通信息模型交换的渠道，辅助协同设计和指导现场施工。

以指导现场施工为例，我们在iPad上可以查看模型。将BIM三维模型与实际现场模进行比对。Ipad上安装AutodeskBIM360软件，将BIM模型存为.nwf格式的文件，即可打开模型，实时预览查看，方便在施工现技术人员指导施工，并可以针对施工中出现的某些问题对iPad中的BIM模型进行标记并将其同步上传，使得其他部门及时了解相关的情况而对方案进行修改与完善。

4结语

BIM技术和装配式建筑作为近来建筑行业的两个热点，为建筑业注入了无限活力。BIM技术的理念非常契合装配式结构精细化、工业化的特点，将二者有机结合，使得BIM技术在装配式结构施工中的得到应用与创新，装配式建筑难点得以解决，加快发展。

参考文献

[1]张凯.PC技术在保障房建设中的应用[J].住宅产业，2012，05：55-59.