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摘要:装配式建筑是一种新的建筑模式,其具有建设周期短,建设效率高的特点。主要是通过模块化设计,将主要的建筑构件在工厂中实现标准化生产,然后在建筑所在进行组装而实现的。BIM技术是一种建筑信息模型技术,应用BIM技术可以极大的促进装配式建筑的设计、生产以及组装等各个环节的效率和质量。本文对装配式建筑和BIM技术进行介绍,并对BIM技术应用与装配式建筑中进行研究和探讨,为装配式建筑应用BIM技术提供一定的思路,解决当前存在的一些问题,促进两者集合以及共同发展。
关键词:BIM技术;装配式建筑;设计;应用实践;研究
引言
随着我国建筑行业的蓬勃发展,各项新的建筑理念和建筑模式不断出现,装配式建筑是一种新的建筑模式,相比于传统的建筑模式其建设周期短、建设成本低、建设效率高且建设污染低,在近年来取得了一些应用。比如,我国在今年武汉疫情期间,万分紧急的情况下,分别在十天内建设了两座专业化的传染病医院,雷神山医院和火神山医院,而这两所医院采用的建筑模式就是装配式建筑,其极大的缓解了武汉医疗资源紧张的程度,为抗击疫情做出了卓越的贡献。由此可见,装配式建筑的发展和应用具有非常重要的意义。
一、装配式建筑与BIM技术概述
1.装配式建筑概述
装配式建筑的主要含义在于装配两个字,是一种新型的建筑模式,所谓装配就是组合组装,宛如搭积木一般将各种不同的构件进行排列组合然后连接安装,进而成为建筑整体的建设模式。装配式建筑是以模块化设计为基础的,其所有的构建都是通过工厂进行标准化生产,然后运输到建筑场地进行精准组装而实现的。相比于传统建筑,装配式建筑主要有以下的优点和特点:
(1)装配式建筑相比于传统的建筑模式更为绿色环保,成本更低。装配式建筑的主要过程是在工程进行集中生产,它对材料的利用率更高,对环境的污染更小,是一种成本较低的绿色施工模式;
(2)装配式建筑相比于传统建筑施工效率高,建设周期更短。装配式建筑的施工现场主要是对模块化构建的搭建,对施工人员的技术要求低,施工效率高,建设周期更短,非常适用于紧急情况下的建筑建设。
2.BIM技术概述
BIM技术的英文全称为BuildingInformationModeling,中文的意思为建筑信息模型。其主要是通过将建筑信息的各种数据信息进行整合作为数据基础,建设建筑的三维数字模型。为建筑的设计、施工等提供指导和参考。BIM技术以真实的数据为基础,可以综合模拟建筑物的各种信息和结构,根据BIM技术模拟形成的三维数字模型,设计施工人员可以对设计方案进行调整和优化,不断改进设计方案,并在施工中为施工人员提供指导,此外,在实际施工中遇到问题时也可以及时进行调整,改变原有的方案进行优化施工等。BIM技术实现了建筑可视化,可以有效减少很多施工环节,降低施工陈本,纠正施工误区,使建筑设计与施工的连接更为顺畅协调。BIM技术自出现以来受到建筑行业的青睐,发展应用都非常迅速,目前,国内外大的建筑企业都已经开始应用BIM技术为建筑施工提供指导。
3.BIM技术与装配式建筑的结合应用
BIM技术的可视化为装配式建筑的模块化生产提供了更为直观的标准和依据,在BIM技术的应用下,可以更为直观的显示装配式建筑的各个不同组成结构,实现更优化的模块化生产;BIM技术实现的三维数字模型可以为装配式建筑的施工阶段提供更好的指导,施工人员参考三维数字模型可以更快更好的完成模块化构建的组装,完成装配式建筑的施工;BIM技术非常适用于装配式建筑可变化和调整的特性,在建筑的施工中难免会遇到一些意外的问题,BIM技术与装配式建筑的调整和变化性都非常强,两者相辅相成。
二、基于BIM技术的装配式建筑设计
1.BIM技术的建筑资源库用于装配式建筑
BIM技术集合了大量的建筑信息,包括了建筑的材料信息、设备信息、结构信息等等,庞大的建筑信息组成了巨大的建筑资源库,包罗万象。将BIM技术应用于装配式建筑的设计,通过数据模型的切割分析,可以将装配式建筑分解为不同的构件模块,不同的构件模块又可以分解为更为基础的构件,通过对基础构件的尺寸、形状以及材质等各种信息进行分析与工业资源库中的资源进行匹配,可以极大地提高装配式建筑的设计效率,并为装配式建筑找到更为合适的生产工厂。BIM技术的数字化特点决定了其处理效率高,分析准确等特点,相比于人工计算设计其优势明显,效率更高也更为精准。BIM技术在装配式建筑阶段就可以统计出各种材料清单以及其他的技术信息,并与建筑资源库中的信息进行匹配与输入,不仅可以为装配式建筑提供指导和参考,也进一步充实了建筑资源库,为未来的类似建筑提供基础。
2.BIM技术的数据链接技术用于装配式建筑
BIM技术可以构建出装配式建筑可视化的三维数字模型,可以真实的反应装配式建筑的各个结构和组成,包括了水电管道、特殊结构等。相比于传统的二维设计图纸,表达更为立体和精准,设计人员和施工人员的参考直观性更强,因此施工效率和质量也更高。基于BIN技术的数据链接技术,装配式建筑在整个施工建设阶段可以实现信息的有效传递,包括了设计、生产、运输、组装以及维护等所有的环节。BIM技术的数据链接技术信息传递实时性和准确性都非常强,非常有效的提高了不同环节、不同部门以及不同人员间的沟通性和互联性,使信息传递更为有效和方便,保证了上下游之间的协调和沟通。比如,当建筑施工中发现问题时可以直接通过BIM技术的数据链接技术进行反馈,而相关设计人员进行修改后又可以将新的方案或者问题解决方法传递到施工人员中,极大地提高了装配式建筑的施工质量和施工效率,避免了大量的繁琐工作,促进了装配式建筑的设计与施工。
3.BIM技术对装配式建筑设计的监督检查应用
BIM技术的建筑信息通用性很强,不管是承建方还是施工方,以及相关的监督管理部门都可以使用。相关人员进行监督工作时可以通过手中BIM技术实现的三维数字模型,以具体施工中的各个方面进行比对审查,极大了提高了监督的效率和质量,也降低了对相关监督人员的专业要求和技术要求。
三、BIM技术在装配式建筑设计应用价值
1.提高装配式建筑设计效率
装配式建筑对于设计的要求非常高,尤其是不同模块部件之间的结合需要极其精准与合适的位置,因此在设计时要尤其注意。通过BIM技术,可以反复对装配式建筑中不同的模块部件位置进行调整与试错,寻找最优的位置,并通过将数据信息与结果上层,供不同的专业人员相互配合,共同进行调整。并通过BIN技术平台的碰撞与纠错能力,对设计中的不合理之处进行调整,完善设计。由此实现的装配式建筑设计不同极大地提高了不同专业间的协同性,也可以避免更多的错误,节约了装配式设计的调整与磨合时间,极大地提高了装配式建筑的设计效率。
2.实现装配式预制构件的标准化设计
BIM技术平台的实时性和共享性非常强,不同的设计人员可以同时对平台中的装配式建筑模型进行设计和调整,而且还可以与建筑资源库中的类似建筑进行比对,随着装配式建筑越来越多,建筑资源库的数据和信息也越来越丰富,提供的可对照基础也越来越多。相同的模块结构可以形成系列化以及独有的“族库”,族库的出现可以极大了提高模块化的标准化设计,并进一步丰富族库的内容,对于族库的利用可以在新的装配式建筑设计时极大的节省很多设计时间,更为标准化的设计装配式建筑。
3.降低装配式建筑的设计误差
装配式建筑主要是通过模块化设计,以构件的精准组装完成的。其对于构件设计与生产的精准性要求非常高。BIM技术应用与装配式建筑的设计时可以极大地提高设计的精准性,减少设计误差。由于BIM技术是以实际的数据信息为基础构建三维数字模型,其真实的反应了装配式建筑的真实情况,在设计时可以对各个部件的参数进行精准的调整和设计。在BIM构建的三维数字模型中,各个人员可以直观的分析不同构件之间的连接契合度和可靠性,并进行有效的检测,避免出现构造不合理以及误差,极大地提高了设计的精准性。
4.独立空间设计与埋件调整
装配式建筑的设计是一个整体性的、系统性的工程,其包含了非常多的独立空间设计,使用BIM技术可以进行有效的切割和分别设计。BIM技术可以更为直观的反应不同空间之间的联系,在进行独立设计时保证装配式建筑的整体性,保证不同空间设计时独立性的同时又保证不同空间之间的联系性,区别整体与部分之间的关系,避免出现部分影响整体结构的情况出现。此外,BIM技术还可以对装配式建筑中重要的埋件进行更为合理的设计和调整,装配式建筑的埋件大部分是在建筑结构内部的,BIM技术通过三维立体视图可以直接对其进行反映,根据不同的数据信息与建筑要求进行调整,使建筑埋件的布置更为合理和科学。
结束语:
通过以上的分析可以发现BIM技术应用与装配式建筑的设计阶段作用非常大,可以有效促进装配式建筑各个环节的发展和进步,发挥出巨大的优势。随着装配式建筑的发展成熟与BIM技术的应用成熟,未来的装配式建筑将有更大的舞台和应用。
参考文献:
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