BIM技术的应用以及BIM与铝模板设计的应用研究
昌宜（天津）模板租赁有限公司 苏媛媛
摘要：BIM 技术是信息化建设时代的产物，是继上世纪 90年代第一次建筑设计变革以来的第二次建筑产业变革。铝合金模板体系在各类模板体系中属于比较新颖的体系，通过对 BIM 配模应用的研究，以及分析铝模企业与总包单位未来的 BIM 工作模式，系统地提出铝模企业 BIM 配模实施策略、应用问题及未来思考，综合分析铝合金模板企业 BIM 技术发展。为铝模企业未来 BIM 技术的发展提供有力的参考。
关键词：BIM 发展现状；铝合金模板 BIM 配模设计；BIM 设计；信息化
1、引言
建筑信息模型的建立，是建筑领域的一次革命。将成为项目管理强有力的工具。BIM建筑信息模型适用于项目建设的各阶段。BIM是"创建并利用数字模型对项目进行设计、建造及运营管理的过程"。目前我国建筑绝大多数的项目还是使用木模和钢模进行施工，铝合金模板作为新型的低耗、环保、经济的模板快拆系统，在大力发展绿色建筑的潮流中，未来铝模板市场和需求将非常大，铝合金模板系统主要由模板体系、支撑体系、紧固附件等，构成一套铝模快拆系统。铝模系统在使用前需根据建筑结构及细节进行合理的配模设计，再经车间生产后预拼装，最终打包发至现场使用。
配模设计是铝模企业的重点控制环节。设计的质量直接影响建筑结构的准确施工；准确率是铝模企业控制生产成本的关键；合理性直接影响现场的施工操作、成型质量及工程工期。传统二维设计的局限性在配模设计中逐渐显露出来，传统的二维设计，设计师只能通过空间思维能力对建筑结构进行配模设计，在繁杂的设计过程中，难以长时间聚精会神很容易出现设计差错或者不合理，对于审核者也不能直观反映设计效果，难以控制审核质量，对于复杂构件的加工及复杂部位的施工指导存在短板，同时在数据处理方面也显得较为薄弱。而新兴的 BIM 技术其参数化、可视化、信息化等，强大的 BIM 特性足以突破传统二维设计的局限性，BIM 技术的优势可以得到很好的体现。
2、BIM技术应用现状及带来的巨大变革
目前我国建筑行业甲级勘察、设计单位以及特级、一级房屋建筑工程施工企业掌握并实现BIM与企业管理系统和其他信息技术的一体化集成应用。国家和地方的绿色建筑评价标准，要求使用BIM技术。在甲方的招标文件中，要求设计院、施工单位、造价咨询公司等建筑行业单位，采用BIM技术。国家建设部出台《关于推进建筑信息模型BIM应用的指导意见》建设部文件内容，可见我国对BIM技术的重视。在全球 BIM 的大环境下，BIM 技术近年来的应用普及一片向好。BIM 技术已经得到了市场的广泛认可，从 1998 年至今，我国 BIM 技术已经进入“快速发展和深入应用阶段”，虽目前国内 BIM 渗透率相对较低，但蓄势待发，不管是从企业的 BIM 发展意识还是政府的政策推动下，我国 BIM 的可提升空间巨大。BIM 技术发展至快速发展和深入应用阶段主要经历过概念发展导入阶段和理论研究与初步应用两阶段。BIM 的提升空间将非常巨大，与此同时，编号为“GB51212T-2016”的国家 BIM 标准——《建筑信息模型应用统一标准》于 2017年7月1 日正式实施，我国住建部正式批准编号为“GB/T51235-2017”的国家 BIM 标准——《建筑信息模型施工应用标准》，也将于 2018 年 1 月 1 日起正式实施。
BIM 技术带来的变革是全方位的。对于建筑行业，在行业技术发展及政府相关政策的推动下，BIM 技术应用及发展的方向已逐渐清晰明朗，BIM 应用未来将影响着建筑全生命周期；对于市场竞争，BIM 工作模式变革及人才资源的优化重组，将创造巨大效益，有效提升市场竞争力；对于现代化复杂性较大的项目，BIM 技术有效解决多功能、复杂、独特的工程项目，不仅仅从项目设计及施工中能有效协调项目顺利进行，更能在后期运维阶段提供更多的增值服务；对于精细化管理，对于日益提升的精细化投资与成本控制要求，BIM 技术能有效应对，实现精细化管理，同时能够在运维阶段实现快速、准确、可预见等。
在打破传统工作模式的情况下，对于人才队伍的建设及工作模式的调整也将是个巨大的变革，人才队伍建设将愈来愈精简，愈来愈综合。建筑产业将迎来 BIM 技术应用与发展的伟大革命。
3、铝合金模板 BIM 配模设计
3.1 BIM技术原理与特点
3.1.1原理
以在铝合金模板中的应用为例，首先，需要利用BIM技术集合工程设计数据，搭建起基础的可视化三维模型，而后在基础模型上建立水电管线、装修方案等元素的模型，并且参考设计图纸，对铝合金模板结构进行调整优化，对后续的铝合金模板施工进行规划，对隔离管线、预留孔进行碰撞检查，对有冲突的部分及时进行调整。在施工过程中，结合BIM技术，能够更加快速有效的对施工现场进行调配管理，在提升施工质量的同时，有效的保证了施工进度。
3.1.2特点
首先是协同作用，BIM技术在模型设计阶段，需要集合工程各方面的专业人才，在模型设计搭建过程中，能够相互参考、指正，避免许多不必要的错误，提升设计质量的同时，保证了设计效率。其次，三维立体的建筑模型，能够更加直观的呈现建筑物的成型效果，也更加方便铝合金模板工程的施工。最后，BIM技术通过严密的计算，通过数据模拟搭建的建筑模型，给整个工程的可行性提供了保证，为实际实际建造节约错误成本。
3.2 创建铝合金模板数据库
在铝合金模板系统中，有超过80%的模块可以重复使用，也就是说对于标准化较高的建筑，铝合金模板系统能够更加高效的完成建造。同时，由于铝合金模板周转次数多的特点，标准件的管理工作就显得格外重要，不良的管理会造成标准件的大量浪费。而将标准件分类编号后，将各项参数数据化，搭建基于BIM的数字模型，有利于高效的管理标准件，同时减少了设计人员在进行配模时出现误差的概率，极大的节省了人力。设计人员可以将更多的精力放在对管线预留孔位、构建标准的的检查中。
3.3 对铝合金模板的设计
3.3.1结构深化
传统铝模深化通过二维平面进行表达，以填充样式及颜色进行区分各实体构件，BIM 三维深化直观反映具体的结构尺寸及样式，并且通过制定相应的“企业 BIM 配模标准”，用色系标准控制及区分相关构件，对于变换层部位及重点控制部位通过颜色区分在配模考虑合理性时优势尤为突出。
图3.1 BIM结构深化模型
3.3.2协同配模设计
BIM 协同设计是其特点之一，人多力量大，协同设计能有效提升工作效率，根据工期实际情况，对人员进行分工安排，实现并行工作。BIM 配模能有效降低设计人员对空间思维能力的要求，同时通过三维配模，在实际深化的结构模型上进行铝模的设计，大大提升了配模准确率，同时通过制定“企业 BIM 配模标准”用色系标准对标准件、非标件、分区分构件的铝模板等进行控制及区分，能有效检索和把控设计质量。
图3.2 整体配模效果
图3.3局部配模效果
基于可视化表现，对复杂节点部位的配模合理性，优化设计过程中能有效的进行沟通，同时利于责任人进行技术方案决策。例：降板边缘反坎回缩 50mm 处的处理，原设计采用两块非标板用铁件固定，后改阴角背面打孔处理，有效杜绝混凝土浇筑时渗漏或者爆模现象的发生。
3.4利用BIM对铝模板的校对
在通过BIM建立的可视化三维模型中，校对人员能够更加直观的观察模板的拼接情况，对于有类似梁板重叠、错位等现象，能够及时发现并作出修改。铝合金模板的三维可视化模型为校对人员带来了极大的便利，不需要再通过现场查看，节省了时间的同时，保证了校对准确率，提高了工作效率。
3.5铝模板三维交底
在完成铝合金模板的数据化后，在软件中能够跟据需要，快速生成生产清单，清单中对于标准构件的各项数据都有明确标注。对于标准构件的生产、使用及管理都有极大的帮助。
3.6 模板识别
在大型工程中，铝模板的使用量巨大，其规格与用途都有不同，因此生产出的铝合金模板构件需要进行易于管理的编号，在BIM软件中生成的清单中就标明了这些数据。但在实际生产建造中，构件的识别工作显得繁琐，因而，在构件上印制专属的二维码，能够有效提高识别效率，从而提高了整体施工效率。在后续的运营生产中，如果需要对某一处墙体就行更换，使用者可以直接联系建造单位，调取软件中的数据，获得相对应的构件规格，根据该数据重新制作模板，实现对墙体的快速更换或修复。
3.7 BIM技术在铝合金模板工程中应用的现实意义及发展
通过BIM技术，在实施建造工作之前建立起专业的建筑三维模型，能够有效整合其他专业模型。在对预留管线及空洞的碰撞检查及优化方面，BIM技术提供了极大的方便。在铝合金模板的生产、制造、使用过程中，BIM技术能够统一管理模板数据，降低了生产成本，同时降低了铝合金模板的损耗，提高了经济效益。BIM技术的运用，使整个工程团队在铝合金模板工程的设计阶段，能够充分进行沟通，提高了铝模板工程的整体设计效率。通过三维交底等手段，提高了铝模板在制作及后续使用中的精度，减少了错误返工的可能。
国内 BIM 研究由于施工企业项目管理模式及水平的限制，使得在推行 BIM 应用相对缓慢，而对于项目总承包模式下的 IPD（inlegraled project delivery，集成项目交付）模式的推广显得更为困难。但近年来，在国家政府的重视以及建筑业的发展需求下，BIM 更深层次的研究与应用推广，使得 IPD 模式也被愈来愈多的企业所认识和接受。
铝模企业作为主体工程建设的承担者，在 IPD 模式下担任着重要的角色，铝模企业的 BIM 技术应用与行业 BIM 发展息息相关，应用与掌握 BIM 技术，也是铝模企业打造核心竞争力的一大重要举措。
4、铝合金模板企业 BIM 实施策略
4.1 BIM团队建设
BIM 团队建设中最重要的是团队领导人，因为目前大多数企业在 BIM 的应用推广时，受现有工作模式等因素影响，存在着不少各方面复杂的阻力。团队领导人须是铝模企业具有强烈并先进BIM 意识的领导层，团队领导人将规划并指引着公司 BIM 团队的研究方向与企业 BIM 应用方向。领导人是团队逐渐转变传统工作模式有力的实施力量支撑与精神支柱，是技术发展的灯塔。
团队成员需具有团队合作意识，为实现技术突破，创造技术价值而努力。团队成员除掌握基本的 BIM 应用技能外，还应掌握铝模配模设计专业素养。目前两者均具备的技术人员相对匮乏，在铝模企业中 BIM 技术团队的建设，不管是单向还是双向的技术培训显得尤为重要。
4.2企业实施模式
铝模企业实施主要有三种模式，第一种是以二维传统深化为基础，深化完成由总包单位签字确认后，铝模企业根据签字版二维结构深化图进行 BIM 结构建模及配模设计的模式；第二种是总包单位具有 BIM 团队，由铝模企业提供 BIM 结构深化模型，总包单位根据 BIM 结构深化模型进行签字确认，铝模企业根据签字版结构深化模型进行配模设计；第三种是由总包单位进行结构深化设计，以最终版发送至铝模企业进行配模设计。 三总模式各有优势，需根据项目双方具体情况选用。从 BIM在业内发展现状来看，未来实现第三种模式或者实现上文所述IPD 模式的普及是最能体现 BIM 协同设计优势的。铝模企业 BIM 技术的应用前景非常广阔。
5、结论
铝合金模板 BIM 配模设计，是企业提升配模技术水平与管理水平的创新之路，是紧跟行业技术发展的成长之路。对于未来铝合金模板的 BIM 配模设计，为铝模设计提供可靠的技术价值，实现铝模企业的精细化生产管理。 在信息化建设时代，抢占信息化技术能有效提升企业核心竞争力。BIM 应用已经进入快速发展和深入应用阶段，铝模企业作为主体工程建设的主要参与方，在工程建设中有着举足轻重的地位，铝模的设计质量及生产质量关乎整体的工程质量。铝模企业须迎着行业技术风向标，与时俱进，在赢得企业技术发展的同时，为工程建设提供增值服务。
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