BIM技术在装配式建筑设计中的运用分析

发表时间:2020/8/28   来源:《城镇建设》2020年第13期   作者:1.黄旭光 2.黄鹏程
[导读] 随着我国经济及科技实力的稳步提升,装配式建筑应运而生,它可以改变以
        摘要:随着我国经济及科技实力的稳步提升,装配式建筑应运而生,它可以改变以往建筑行业中突出的高耗能、长周期以及高污染等问题,能有效减轻对建筑附近环境的实际影响,属于我国建筑行业今后发展的主方向。但是国内的装配式建筑起步较晚,还存在许多问题与弊端,例如构件设计缺乏标准化、信息共享不及时以及施工衔接严重脱节等,以上问题限制及影响了我国装配式建筑的有序、健康发展。以BIM技术为中心,将BIM技术与装配式建筑有机结合起来,详细阐述了BIM技术在国内装配式建筑中的具体应用。
        关键词:BIM技术;装配式建筑;设计;应用
       
        纵观我国建筑行业的实际发展历程,发展模式粗放化、资源消耗巨大以及项目修建周期长等问题突出,给建筑附近的环境带来了较为严重的污染与破坏。当前,国内环境问题逐步突出,节能降耗已成各领域的发展宗旨,建筑行业的升级与转型迫在眉睫。装配式建筑的运用使我国的建筑方式发生了巨大的变革,结合当前建筑行业升级及转型的具体要求,装配式建筑的使用能实现节能环保这一重要目标。BIM技术属于信息技术手段,把它引入到装配式建筑的设计工作中,能提升建筑的总体设计水平,进而有效推进我国装配式建筑的运用及发展。
1BIM结构模型与结构分析模型间转换
        装配式建筑这一概念较为新颖,此类建筑只需将预制构件按照要求进行装配就可获得,此类建筑的优势明显,建造周期短、节省劳动力成本、受外界因素影响小以及建筑质量高。BIM技术的运用要以项目的有关信息数据为基础,搭建三维建筑模型,利用数字信息来模拟实际建筑的各项信息。该技术有可视化、模拟性、可出图性以及信息完备性等多项特征。
        一般而言,BIM技术的运用要实现结构模型同结构分析模型的实际转换。运用BIM技术结构设计路线,要把Revit建筑模型利用接口导入到结构计算软件中,之后开展具体的结构分析及计算工作,得出计算结果之后,要将结构分析模型再导入到Revit中,进而搭建Revit结构。此外,要以此模型为基础,对模型内部的物体开展多方位的切割活动,同时还要仔细的标注施工图和文档。此项工作较为烦琐,但正是因为这个功能的存在与作用发挥,才可能达到装配式建筑设计高效率及高质量目标。但是,转换成功的概率不是百分百,如果发生数据丢失或者数据错误情况,那么模型的搭建工作就会失败,此时就要组织人工强行干预,加大设计队伍的总工作量,这正是BIM技术在运用中面临的最大问题及挑战。
2BIM技术应用在装配式建筑设计中的优势
        当前,装配式建筑的实际发展困境并不在技术层面,它的发展瓶颈是怎样实现资源的有机整合。资源的有机整合要依靠现代信息技术的协助,BIM技术正好能有效解决该问题。目前,国内的装配式建筑运用过于单一,没有形成完整的产业链条,各流程的技术与管理尚未实现均衡,例如设计环节中掌握的信息不能准确、及时传递到生产及装配环节当中,这就造成在落实具体的建设任务时漏洞百出,进而影响及限制国内装配式建筑的具体发展。将BIM技术融入至装配式建筑,两者结合的优势较为明显,它能实现装配式建筑全程一体化目标,也就是说设计、生产、装配施工、后期的维护运行等各环节都能实现信息共享,形成完整、系统的产业链条。这样一来,装配式建筑就能实现预期设想的设计标准化、施工集成化以及管理信息化等多个目标,有效促进我国装配式建筑的具体发展。
        在以往装配式建筑设计落实工作时,主要以二维的平面图纸为主要依据,各环节间的信息流通及共享都以它为主,这就造成在具体的信息传递过程中极易出现信息不对称的问题,影响后期生产与施工装配活动的有序进行。如果在装配式建筑的设计工作中引入BIM技术,最后的交付结果就是三维模型,以三维模型来呈现实体建筑的具体情况,各环节的负责人员可以通过BIM平台来传递信息,实现设计模型的优化及升级目标,努力达成专业信息共享。除此之外,还要运用navisworks软件组织碰撞实验,检查模型设计时存在的具体冲突,通过检测发现模型中的隐藏矛盾。
3BIM技术在装配式建筑设计中的应用分析
        要想保证装配式建筑的实际生产效率及整体质量,搭建标准化设计流程尤为重要,让装配式建筑中运用的各种预制构件实现通用,进而让装配式建筑的各项构件通过组合及分解活动构成丰富多元的建筑。标准化设计能有效解决目前装配式建筑存在的各种问题,对装配式建筑后期的发展而言意义非凡。


3.1创建以及优化BIM预制式构件库
        3.1.1预制式构件库概述
        在标准化设计流程搭建中,预制式构件库的建立最为关键,后期在预制式构件生产、装配及信息化管理时都要以它为基础。有效解决目前装配式建筑中暴露的问题及缺陷的核心就是实现信息共享,预制式构件库是信息共享的前提与基础。
        通过长时间的了解,可将预制式构件库具备的特征归纳为以下几点:第一,独立性,预制式构件库中的所有构件都是相互独立的,也不会因为使用频率的提升造成构件属性的变化及破坏;第二,可循环使用,预制式构件库中的所有构件都能在不同的项目中得到使用,只要构件的有关规格相同,就能实现大批量的生产;第三,可添加性,预制式构件库要按照实际的需求增添有关信息数据,为后期的生产及装配施工做铺垫。
        3.1.2构件编码以及信息创建
        针对预制式构件展开编码活动是计算机运行识别及处理程序的前提及基础,有关人员的首要任务就是把预制式构件根据属性与类型实施分类,搭建相应的类目;其次对下属的预制式构件开展编码活动,让各预制式构件都拥有独特的编码,方便计算机运行快速识别程序。
        在预制式构件的编码工作中,要主动遵循相关原则:第一,唯一性,各预制式构件的编码都具有唯一属性;第二,统一性,要注意所有的构件编码都必须采用统一的格式;第三,实用性,要便于计算机的识别处理,方便有关员工的使用及管理;第四,完整性,要将所有构件设为编码对象;第五,简明性,编码的形式要尽量做到简单明了,可以用简单的数字及字符来表示。
        3.1.3预制式构件优化
        为有效确保预制式构件能满足实际的装配施工需要,有关人员要在调用构件前对其做出科学的优化,把预制式构件的模型转成IFC格式,之后将其导入到Tekla软件中,对它做出整体性的分析,对那些不符合标准的构件进行替换或修改,直到它满足项目的实际要求为止。
3.2装配式建筑BIM模型模块化设计以及深化设计
        笔者将模块化设计思路归纳为以下几点:第一,要根据建筑的具体情况把建筑细分为若干户型模块,之后以建筑的实际要求为依据,在数据库中选择与建筑要求相符的预制式构件,也就是说建筑的设计团队可以根据自身遵循的设计理念来构建项目的整体模型;第二,让设备设计团队与结构设计团队添加有关的设备构件及结构构件,形成较为完整的建筑模块;第三,把所有模块汇集起来,组织拼装活动,形成最终完整的设计模型,保证整个建筑的完整。
3.3协同设计
        协同设计就是说,位于不同工作流程的工作人员都要重视BIM平台,以此平台为基础展开协同设计作业,这样一来就能确保在后期的装配施工中构件位置精准,避免同管线及电气设备等发生冲突。当完成设计之后,还要组织碰撞实验活动,科学检测建筑模型的具体性能,便于后期对模型的优化与调整,进而有效避免在后期施工中发生各类故障,造成项目的工期延误。
3.4BIM技术的图纸设计和三维建模
        BIM技术是一项创新技术,在装配式建筑结构的三维立体化建模和预制部件的图纸设计中都能发挥积极的作用,进一步提升了设计效率和设计精度。在利用BIM三维虚拟仿真系统设计装配式建筑物结构模型时,设计人员需要亲自到建筑物的实建地进行细致的考察,包括对地质的勘测、建筑测绘、集群布局等,这样才可以得到准确而可靠的数据信息。同时,还要运用BIM技术建立起数据库,将装配式建筑通过实地考察得到的众多数据和信息上传到该数据库,帮助设计人员设计出精准性较高的装配式建筑的结构部件尺寸数据和造型设计。另外,BIM技术的运用,能够加强对数据之间的管理,如果发现错误的数据和遗漏的数据等,
        就会及时做出预警反应,给设计人员以提醒,及时进行数据调整。
4结语
        综合来说,把BIM技术引入到装配式建筑的设计活动中,能积极解决当今装配式建筑暴露的各种问题及缺陷,有效解决协同设计效率偏低、各施工流程的衔接断层以及缺乏信息交流等多项问题,最终促进我国装配式建筑在今后得到广泛的宣传及应用。
       
       
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]贺红伟.BIM技术在预制装配式建筑施工安全管理中的应用分析[J].智能城市,2020,6(11):102-103.
[3]汤辉.BIM技术在装配式建筑中的运用意义分析[J].工程建设与设计,2020(10):273-274.
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