BIM技术在装配式建筑设计中的有效应用

发表时间:2020/8/18   来源:《建筑实践》2019年38卷第24期   作者: 聂茂良
[导读] BIM技术(建筑信息模型技术)是Autodesk公司所创建的一个新兴技术

         摘要:BIM技术(建筑信息模型技术)是Autodesk公司所创建的一个新兴技术,BIM技术在房建行业已经不是新兴名词,在建筑的各个领域都有BIM技术的身影,而装配式建筑技术作为新型技术,配合BIM技术的信息化、数字化,无疑对建筑产业化发展是一次重大的突破。本文以BIM技术在广西贺州市姑婆山小镇棚户区改造(二期)项目的实际应用为例,通过结合装配式建筑的优点与BIM技术的特点在建筑设计、构件加工的等方面进行研究。
         关键词: 装配式建筑设计; BIM技术应用; 工业化生产
         引言:
         目前,各行各业都选择走数字信息化的道路,众多行业都选择数字化转型,数字技术已经改变了很多行业,比如制造业。制造业是与建筑业较为接近的一个行业,通过应用数字化相关技术,一些如苹果、特斯拉等行业标杆企业已经实现了产品生产和企业管理的高度精细化。相比之下,我国建筑产业则有较大提升空间,诸如高污染、低效率、高能耗的短板严重拉低企业利润率,数字化应用则长期处于落后甚至空白状态,此类现象亟待改善。尤其在装配式建筑方面仅仅是个开端,本文将以广西贺州市姑婆山小镇棚户区改造(二期)项目9#楼为例,阐述BIM技术在实际工程中的价值,为BIM技术在装配式建筑设计中的有效应用提供参考。
         1、工程运用实例
         1.1 工程概况
         广西贺州市姑婆山小镇棚户区改造工程(二期)项目位于广西贺州市平桂区黄田镇,总建筑面积43600.6m2。合同内容包括安置新建安置房、道路、供水、供电、给排水、通讯、照明、绿化等基础设施建设等。本项目采用装配式建筑施工技术,其中9#楼装配率为58.3%。
         本项目9#楼结构型式为装配整体式剪力墙结构,在完全理解二维结构图的情况下,使用PC构件模具对项目结构进行拆分,再结合实际的工况,使用BIM技术对结构进行设计。最大化的利用PC结构的经济性和BIM技术的快捷性、可视性。
         1.2 项目难点
         (1)施工期较短,要目对施工期的要求较高,因此合理性就至关重要,采用BIM技术进行前期的判断,并且对承包商进行合理的管理、组织。
         (2)场地安排布置困难,受到工期的影响下,导致配套的工程作业量大。对场地的安排具有较大的要求,要在保证设备合理运行的情况下,对场地及人员进行合理的安排布置。
         (3)施工工序要求高,由于预制装配式建筑的特点,必须严格按照施工顺序进行对构件进行预埋,整个过程需要严格把控。
         2、BIM技术在工程中的运用
         在拥有BIM技术后,传统的建筑生产方式将完全改变,基于BIM技术的可模拟性特点,将设计与施工环节统一,使得设计在总体中的重要性加大,在前期设计阶段就可以发现并处理可能发生的问题,并对设计、施工全过程进行管理。基于BIM技术在设计阶段具有可视化的特点,对构件进行标准化设计,进而加快项目进度。
         2.1 模块化设计
         装配式建筑设计的重点是满足模块化要求,在设计中,同一规格、尺寸标准件越多,工厂预制加工中的预制的模具就越少,单个模具的利用率就越高。在加入BIM技术后,专业人员可以根据项目统计计算所需要的标准模块数量,通过这种方法,能够满足项目的需求及预制构件标准化要求,达到预制模具的最大利用率。将整个项目中的梁板柱的利用最大化,也能保证整体布局的合理性。
        

         预制剪力墙模块化设计示例
         2.2 节点设计
         采用制图软件将项目节点设计的2D图纸转换成3D模型,并导入Revit中,这种方法,可以将图纸的利用最大化,在保证BIM模型符合施工要求的情况下,通过将数据导入到预制构件生产设备中,将预制和现浇有机的整合生产。既满足用户的隔音要求也可以减少运输消耗的成本。通过应用BIM技术,尽可能的满足业主的要求。
        
         节点设计示例
         2.3 性能化分析
         利用BIM软件的模拟性,将项目进行全阶段的模拟,主要针对项目的合理性和绿色性,针对特定地方的环境特点,进行模拟,包括日照条件、最高温度、最低温度、全年直射太阳辐射,全年散射太阳辐射,全年相对湿度,平均风速,平均云量等,从各个方面进行建筑的模拟,提供足够详细和可靠的数据来满足承包商的分析。
         2.4 VR技术应用
         将BIM技术和VR技术进行结合,让设计阶段让用户体验到成品房的效果,以及在不同风格下的使用体验,同时现实仿真技术结合BIM可以让用后感受到内部结构,包括排线、下水、材料等无法直面看到内部情况,改变传统的房建行业在制作样板间上的费用。
        
         VR技术应用示例
         2.5 构件信息管理平台
         可以将BIM技术与计算机技术相结合,创建构件信息管理平台,从平台上统计构件从设计加工到运输再到施工的整个流程,管理平台可以很好的收集BIM所需要的数据,并实现构件的质检、统计。例如,在施工中,一件一码,质检人员可以扫描二维码,对不同的构件分类填写构件质量验收表并扫描上传至信息管理平台后,BIM模型中有问题的构件将单独标识,以便技术人员迅速跟踪完成构件质量监控。
        
         构件信息管理平台示例
         2.6 云数据的利用
         参与施工的人员较多,但项目的施工需要足够的配合,为满足施工中沟通的及时性和有效性,可以利用BIM技术中的A360软件可以查看构件及图纸信息,并在配套软件中检查现场情况,利用无人机技术对现场进行实时或定期的查看,并将数据记录入系统中,方便参与施工的各个人员查看。

         云数据利用示例
         总结:
         在该项目中,BIM技术利用自己的优势,对项目的工作效率、成本、进度、质量进行了有效控制,在设计、招标、施工阶段都体现出了自己的巨大价值。比如设计阶段可以模拟实际方位的日出日落测试采光,模拟实际的工作状态来测试能耗和二氧化碳排放量是否超标。在建模阶段,提前设计好构件的材质、强度、尺寸、颜色,为工厂预制、后期安装做好准备工作。在施工阶段,能通过PC技术准确把控构件的基本信息,远程监控施工状态。在维护阶段,利用BIM运营维护平台,进行实时监控和可视化管理。
         综上,合理的使用BIM技术可以在很大程度上优化装配式建筑过程, 将项目的整个流程中出现的问题及时反馈并处理,同时BIM技术也能增加设计方案的合理性及经济性。BIM的可视化技术能保证施工全过程的可视化,增加施工的准确度和效率,缩短工期,提高工程质量。PC构件管理平台也能对PC构件全程跟踪,提供数据。这些优势无疑能提高装配式建筑的发展,BIM技术的发展将是大势所趋。最后,本文仅为同类项目提供参考借鉴。
         参考文献
[1]杨红娟,李娜,孙岳俊.BIM技术在装配式建筑设计中的有效应用[J].建材与装饰,2020(18):31+33.
[2]李丹梅.BIM技术在装配式建筑设计中的应用[J].砖瓦,2020(05):160-161.
[3]王瀚宇.BIM技术在装配式建筑设计中的应用关键——评《基于BIM的Revit装配式建筑设计实战》[J].混凝土与水泥制品,2020(05):103.


                                    (作者系广西贺州市正赢实业投资开发有限公司总经理)
                                    邮    编:542899
                                    联系电话:13978445725
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