BIM技术在装配式建筑深化设计中的应用研究

发表时间:2021/3/3   来源:《建筑设计管理》2020年18期   作者:吴跃
[导读] 随着建筑行业不断发展,装配式建筑逐渐被人们熟知,随着国家对新型建造方式的鼓励,装配式建筑发展日渐趋高效。
        吴跃
        武汉和创建筑工程设计有限公司 湖北 武汉430000
        
        摘要:随着建筑行业不断发展,装配式建筑逐渐被人们熟知,随着国家对新型建造方式的鼓励,装配式建筑发展日渐趋高效。基于BIM及装配式建筑都具备标准化、模数化等特点,将BIM与装配式建筑深度融合将是将成为行业广泛关注的新领域、新热点。
        关键词:BIM技术;装配式建筑;深化设计
        引言
        在“中国制造2025”新一轮科技革命和产业变革背景下,我国的建筑行业即将迎来强烈的行业变革,特别是装配式建筑,以其高效、节能、绿色环保等优势成为我国建筑行业发展的必然趋势。产业的转型离不开技术的发展,而技术的发展也将推动产业的升级。随着大数据、云计算、智能制造等先进技术的不断发展,各种新概念和新模式不断涌现,其中BIM技术以其标准化、可视化的设计理念渐渐成为建筑设计的主流。随着国家和各省市相关政策的大力扶持,装配式建筑、BIM技术应用领域风起浪涌,很多设计和研究单位都开始积极促进新型建筑工业化与信息化、智能化的深度融合。
        1装配式建筑的定义及特点
        装配式建筑是建筑行业工业化及现代化发展的产物,相关的预制构件主要是在工地现场装配的,综合来看,装配式建筑中,预制构件是其中的关键要素,要满足装配式建筑的建造要求,需通过相应的技术来对不同的预制构件加以链接装配,将关键的框架梁柱节点与楼板叠合层用现浇处理的方式来形成整体性结构。装配式建筑主要具有以下特征:(1)大部分构件都是在工厂车间内完成的,生产时需遵守统一的标准与规范,前期采用的是模式化设计、机械化生产,有效降低了设计难度,施工工作量有所减少,完全可以实现构件的规模化与专业化生产。(2)预制构件是在现场完成装配的,与传统的施工作业相比,人力、物力资源投入量大大减少。(3)建筑装配与装饰具有同步性,在具体的施工过程中,双方可以根据相应的标准与要求来对工程的设计方案、进度计划加以相应的调整。(4)在设计与施工环节引入了数字化、信息化技术,使得整个的设计、施工管理更为便捷与高效,有利于提升施工效率,促进施工质量的提升。(5)突破了传统现浇作业的局限性,装配式施工的环保性更好,施工过程中的环境污染、噪音污染较小,且人力、水电等资源的消耗量较低。
        2BIM技术在建筑设计中的应用点
        在建筑设计中,需要对预制组件库进行设计,构建一种基于BIM技术的设计方法,通过提供预制构件来支持模型的设计。而要完成预制组件,就必须要对组件的配置和管理进行完善,在组件不同类型的选择上分辨出各种信息,最后形成构件入库进行管理。BIM技术的协同设计支持不同的设计单位在同一平台上采用同一标准进行各自的设计部分,不同单位获得的信息是相同的,互相可以共享设计成果,之后再将设计有机结合,保证信息传递的准确性与高效性,提高工作效率。采用这种技术,在进行设计时可以实现多个团队和技术人员进行同时合作,保证构件之间的无缝隙搭接。这种技术在工程量上有两个方面的作用:一是对装配式项目中所有预制构件、所需部品在类别和数量上进行统计;二是对每个预制构件所需的各类材料进行统计,以便给构件生产商提供所需的物料清单,使项目在设计阶段就能够进行初步的概预算,实现对项目的把控。


        3采用BIM进行装配式建筑深化设计的难点以及措施
        3.1BIM深化装配式建筑设计难点
        BIM的深化设计需要与预制构件的生产厂家、施工单位以及设计单位进行沟通,信息量大,需要沟通的工作量大,如果没有统一的流程和优先化信息的策略,很容易会造成深化设计过程中信息的混乱和重复,导致设计与施工沟通不畅。另外由于当前国内常见的BIM软件为Revit软件,这个软件在建模方面是比较成熟的,但是出图与相关的国内出图标准差距较大,没有相关的族库和样板,而且无法按照国家的相关标准进行修改,因此出图也是进行BIM深化设计需要面对的重要问题。
        3.2设计的工作量大
        进行装配式建筑施工时,需要用到大量的标准化构件,在设计中也需要对这些标准化的构件进行设计归并,这样能够减少需要用到的构件种类和数量,对于简化施工难度有着重要的作用。对设计图进行深化的过程中,当与其他的专业进行协调的时候可能会设计出很多外形不同但是作用相同的构件。这样如果用个人工的方法对这些构件进行建模设计就会导致产生很大的工作量,也是一种浪费。当前主流的BIM软件在单个模型内部传递信息是很容易的,但是不同的模型之间数据传递较差,而且Revit软件对于项目的数据传递和整合有着比较大的影响,因为这个软件并不支持链接文件的信息调取。因此为了实现装配式建筑中BIM的应用,需要对这款软件进行二次开发,结合管理与技术两个方面一起。
        3.3?BIM软件协同检查
        BIM软件进行装配式建筑的检查需要多个方面同时进行,因此可能在输入信息的情况下发生不同的碰撞。首先是组装预制构件,在构件的组装过程也能够中可能会出现构件拐角或者标高变化的拼接不协调或者冲突的问题。在构件中预埋埋件可能会影响到钢筋的位置,后续的机电管道和埋件需要对预制构件上的预埋进行考虑,避免现场开槽。预制墙板上下构件的套筒进行灌浆连接时,需要对位置进行核对,避免错位。在深化设计中,设计出图的内容主要为每个构件的深化设计出图,因此范围较小,复杂程度和达到国家标准的程度都较低。但是出图需要综合反映建筑、结构以及机电等信息,保证图纸的深度,因此以外墙板为例,1个构件需要至少三张图纸才能够反映。首先是需要模板图,反映预制构件的尺寸、预留孔洞位置以及构件总体消息,包括正视图、左右视图、顶视图和底视图。其次是配筋图,包括预制构件结构配筋的相关信息,包含配筋图、剖面图和钢筋三维图、钢筋明细表。还有保温连接件的正视图、剖面图和保温连接件的统计表。
        4出图的深化和优化
        针对BIM软件的需求和具体特点,可以对Revit软件进行二次开发,从而形成能够针对实际工程进行优化的工具,能够提高BIM的深化设计效率。出图表达优化工具能够实现钢筋在剖面和三维视图中的显示样式修改,避免想要出图必须的一系列复杂操作。整合和对模块进行轻量化能够对构件中的Revit软件模型进行压缩,从而提取出关键的信息,生成相关的设计文件并整合到总文件库当中。因此也能够通过软件对预制构件的质量、数量、类型和配件进行设计与统计,解决在链接文件无法提取的情况下Revit软件信息难以沟通的问题。出图时可以通过二次开发对CAD导出、PDF打印和构件质量计算和重命名进行批量处理,减少人工重复劳动。最后能够通过对出图的样式、内容进行整理和标注,从而达到减轻人工出图工作量的目的。
        结束语
        通过BIM技术的应用,实现了装配式建筑设计的可视化,可以准确直观地表达设计意图,显著提高装配式建筑深化设计的质量,为后续构件生产、施工安装的顺利进行建立了很好的设计基础。BIM技术的应用增强了装配式建筑产业化优势,将极大地促进我国建筑工业化的发展。
        参考文献
        [1]张德海,陈娜,韩进宇.基于BIM的模块化设计方法在装配式建筑中的应用[J].土木建筑工程信息技术,2014(6):81-85.
        [2]靳鸣,方长建,李春蝶.BIM技术在装配式建筑深化设计中的应用研究[J].施工技术,2017,46(16):53-57.
        [3]向明,田志刚,葛昕权.装配式建筑PC构件深化设计中存在的问题及应对措施探讨[J].绿色环保建材,2020(08):92-93.
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