装配式建筑设计的BIM方法研究

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:闫中蕾 李鹏
[导读] 摘要:随着建筑行业不断发展,建筑形式也更为多样,装配式建筑可实现预制件的灵活运用,满足了建筑施工的多元要求,便于加强施工进度与质量控制,且施工成本也有效降低。
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        摘要:随着建筑行业不断发展,建筑形式也更为多样,装配式建筑可实现预制件的灵活运用,满足了建筑施工的多元要求,便于加强施工进度与质量控制,且施工成本也有效降低。装配式建筑设计的实现,离不开BIM技术的支持,以保证建筑结构设计的节能性与实用性。本文就装配式建筑设计的BIM方法进行简要分析,仅供相关人员参考。
        关键词:装配式建筑;设计;BIM方法
        引言
        在对装配式建筑进行设计过程中,通过BIM技术的应用可以有效的提高设计效率以及施工效率,目前我国正在大力倡导节能减排,而建筑行业也正在向这一目标转型,而装配式建筑具有很好的节能效果,将BIM技术应用其中可以有效的提高资源的利用率,实现建筑行业的可持续发展。
        一、BIM技术概述
        建筑设计以及施工过程中,对于模拟信息的可视性要求甚高。传统施工蓝图只能给出一个大致的框架,即使图纸完成的足够精细,通过线条和简易图形的表达还远远不足,始终需要工程师的三维立体想象能力。随着科学技术的不断发展完善,现如今的建筑结构错综复杂,人们对房屋的精细程度要求以及功能多样新需求愈发苛刻,传统的二维空间蓝图所表达出的细节不足,设计方工作量也因此剧增。然而,BIM技术所达成的三维图形效果就显著地解决了这样的问题。BIM模拟仿真出的三维效果图具有足够的可视性,具有一目了然的功效,施工方在审阅完BIM技术模拟的三维图纸后可以迅速有效地了解设计意图,方便施工。与此同时BIM技术提供的全方位的建筑信息可以提前预计可能发生的问题,同时考虑周围的环境影响,进行施工的模拟仿真,提供合理有效地数据以及预期的协调弹性范围。从而提高配合度,降低潜在风险性。另外BIM技术也可以像传统方式一样导出图纸,导出的图纸同样具有优化功能,建筑模型设计的全方位特性一目了然。方便双方信息交互,选出更加合适的方案,形成双赢。
        二、BIM技术的特点
        (一)可视化
        通过BIM技术构建出建筑模型是透明的,因此可以将项目结构的各项信息完全的展示出来,这样就完美的避免的了隐蔽工程中的隐患问题。这也是BIM技术最大的特点,由于其可视性,使得设计人员不必依靠大脑的想象,而是可以直接看见各种工程结构,这也使得设计人员不必总是面对二维图纸,然后为了图纸的可操作性,还需要在图纸上标注各种建筑信息,不仅不利于施工人员的施工操作,对于设计人员来说也容易出现一些隐蔽性问题不易发现,极大的增加了设计人员与结构模型的互动性,从而可以全面掌握结构设计信息。
        (二)协调性
        BIM技术具有很强的协调性特点,因此无论是设计人员还是施工单位都可以利用BIM技术协调施工中的各项工作,从而有效的解决施工以及设计过程中的各项难点。如果在实际施工中遇到难以解决的问题,可以协同施工人员以及设计人员,利用BIM技术对问题进行具体分析,并且同时可以利用模拟操作来探索最为有效的解决方式,而且利用三维模型,施工人员与设计人员的沟通是无障碍的,而如果利用传统的二维图纸,则很可能忽视各专业之间的碰撞问题。例如布置电梯井时,还要考虑到与其他设计的衔接问题,协调好净空高度;再例如在进行防火分区设计时,要协调好和暖通管道之间的关系,但是这些内容在二维图纸上很难直观的显现出来,需要设计人员有很好的三维立体思维,一旦处理不好,就会给实际施工造成非常大的障碍,出现管线碰撞的问题。

而通过BIM技术,可以有效协调工程中的管线碰撞问题,并且可以实现施工方、设计者以及业务无障碍交流,当施工单位有不理解的地方,可以直接通过BIM技术建立的三维模型将问题指出来,如果在设计方面存在一定的结构设计不合理的地方也可以直接与设计人员交流,有效的避免了返工问题。
        三、装配式建筑设计的BIM方法
        (一)户型内的设计
        在户型功能要求上,建筑设计师选出相应户型;根据户型的结构布置,结构设计师按在结构库中选出相应的结构户型;按照结构的设计方案以及户型的功能,设备设计师选出设备模型。同时,设备设计师还要协调好结构户型、建筑,防止出现构件间碰撞情况。且剪力墙体系模块化设计的基础为户型内的设计,同时还是模块化设计环节中工作量最大的一环,系列化、标准化的户型库能提升协同设计的效率,实施精准化的模块化设计。
        (二)户型间的设计
        在户型设计过程中,需要划分户型内部功能,确保准确的协同好户型内建筑、结构以及设备专业间的关系,户型间的设计是指通过传递户型功能的结构接口,设计师选择的户型能够组成建筑单元。建筑系统是指构件通过有机整合之后能够构建成一个有序的整体,其中各个户型不但具备独立功能,还能相互联系,户型间将这个共享的构件称为“接口”,它不但是建筑系统中的一部分,还是设计串并联联系户型间的媒介,使得它们能组合成一个完整的建筑模型。在整个设计过程中主要需要解决的就是接口方面的有关问题,根据构件的共享部位,接口能够分成2种:连接接口、重合接口。前者是指协同共享的构件,无重合,连接需借助外部构件,后者是指共享部分重合的构件。在设备户型间的接口大部分是连接接口,剪力墙住宅体系当中结构、建筑户型间主要接口为重合接口。大部分解决户型间接口方法:在设计户型间阶段,删除掉重合接口中重叠的一个,确保建筑整体的完整。删除构件要注意:两户型构件重合中出现不同长度的,留长去短。
        (三)标准层设计
        标准层的设计完成层内部功能的完整,补充辅助功能内的附属构件,保证层内建筑、结构及设备专业之间协调设计的准确性。标准层设计是指设计师完成的户型间设计通过添加附属构件组成建筑层的设计过程。一般建筑分为地下室、首层、标准层、设备层、顶层等,建筑层是由建筑户型及附属构件组合而成,也是建筑系统的重要一部分。标准层设计需解决户型对称问题。一般在建筑设计过程中,可考虑承受各种荷载的作用,建筑结构设计的目的就是解决承重构件的受力平衡问题,在结构体系中,对称的结构构件能给人一种坚固稳定的心理暗示。因此在建筑、结构设计中可以将对称的户型或单元按照某个轴线进行对称复制,不过应该注意,一般复制镜像对称的户型之间有可能存在重合的构件,需要将重合的构件进行处理。在设备设计中复制镜像模型,对称后模型之间会缺少连接接口,需要添加连接构件。
        结束语:
        综上所述,装配式建筑结构特殊,在装配式建筑设计中需科学应用BIM技术,以提高装配式建筑设计的实效性,便于工程设计人员及时发现装配式建筑设计中的不足,并及时进行修正。在未来发展中,装配式建筑设计人员应坚持与时俱进,不断提升自我,在实践中科学应用BIM技术,从而全面提高装配式建筑设计的整体效果。
        参考文献:
        [1]杜梦娜.装配式建筑设计中的BIM方法研究[J].建筑工程技术与设计,2018,000(011):1238.
        [2]李晨波.装配式建筑设计中的BIM方法应用研究[J].绿色环保建材,2018,No.135(05):85-85.
        [3]邹晓琴.装配式建筑设计中的BIM方法研究[J].建筑工程技术与设计,2017,000(009):793-793.
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