BIM技术在装配式建筑设计中的运用

发表时间:2021/5/6   来源:《建筑实践》2021年40卷第3期   作者:刘亚 罗柏枫 王帅 高立伟 洪伟
[导读] 近年来,我国的各行各业建设的发展迅速,装配式建筑经过大量实践
        刘亚 罗柏枫 王帅 高立伟 洪伟
        中建八局第一建设有限公司,山东 济南 250000
        摘要:近年来,我国的各行各业建设的发展迅速,装配式建筑经过大量实践,已形成成熟的设计、生产、施工体系,然而装配式设计仍然偏重于结构设计,建筑设计与建筑细部构造设计的资料寥寥,深入探讨装配式建筑设计中建筑专业在项目的方案阶段、初步设计阶段、施工图阶段应完成的内容与注意的问题。
        关键词:BIM技术;装配式建筑设计;运用
        引言
为保障装配式建筑施工质量和安全效果,就应要求有关部门遵循合理要求开展装配式建筑施工,同时强化BIM技术在装配式建筑施工阶段中的作用效果,加强装配式建筑施工阶段各项工作管理力度,在保证装配式建筑施工质量和安全效果条件下,将BIM技术的现实作用表现出来。
        1装配式建筑与BIM技术
        1.1装配式建筑
装配式建筑又称建筑工业化,即由工厂制造生产、现场进行安装的集成式建筑物,工厂生产的构件包括梁、板、柱、剪力墙、楼梯等,这种建造模式符合当前社会发展趋势,向人们展示了建筑业的全新图景,建筑物也可以像生产商品一样,工厂批量生产标准构件,运送至工地后像搭积木一样进行拼装即可。装配式建筑的主要特征如下。1)功能多样化。①装配式建筑外墙设计有保温的功能,能够实现冬暖夏凉的效果,节约了空调的使用次数,减少对空气的污染,达到节能减排的目的;②装配式建筑的墙体和门窗的密封性较好,隔声效果好;③防火、抗震性能好。2)施工装配化。装配式建筑大量的构件是由工厂生产完成,可以实现保温、隔热、装修一体化设计和施工,保温隔热板及装饰面可随预制构件在工厂生产完成,或者预制构件上预留装饰面板的埋件,既保证了保温隔热、装修质量,又能加快工程整体进度,简化现场施工工序,减少施工时产生的废料及噪声。3)设计多样化。目前的建筑设计多以房间内的固定格局为主,房屋的整体运用不是很灵活,而装配式建筑可以避免这些缺点,其主要特点是可以进行空间的大小分割,根据住户的需求来配置。
        1.2BIM技术
BIM(BuildingInformationModeling,即建筑信息模型)技术可以作为建筑物生命周期过程中可靠的共享资源,发挥其在可视化、工程分析、碰撞检查、造价分析、工期管控等多方面用途的作用,归根到底,BIM技术就是一种产出(Model)、应用(Modeling)和管理(Management)建筑物信息的手段,BIM是将建筑实体信息化、数据化的集成技术,在建筑全生命周期为不同专业提供信息、数据的共享和交互,达到融合各方共同协作,高效完成项目的作用。BIM具有以下几点特征。1)可视化。通过BIM将项目的三维模拟实体直观地展示出来,并读取不同构件的详细信息,在设计阶段协调不同专业把建筑不同部位的碰撞、误差等问题及早发现并修改,大大提高了施工效率,节省了成本。2)可协调。通过BIM三维模型在设计阶段发现各专业的设计缺陷及不同专业间的碰撞点,及时协调设计方及建设方解决问题。3)可模拟。设计阶段,设计师利用软件对建筑物模型进行日照、节能分析,对建筑物造型、外立面进行优化。施工阶段,可以进行堆场、施工路线和次序的模拟,优化现场施工,提高效率。运营阶段,运用模型对建筑物进行全程监控,也可以为突发状况进行模拟,提前准备应对方案。改建阶段,对改建过程进行模拟,建立改建后模型,方便指导施工。4)可出图。BIM模型可以实现把模拟、优化后的三维模型转化为二维平面图纸,同时可以为相关单位提供工程量统计结果、碰撞报告等信息。


        2BIM技术在装配式建筑施工阶段中的应用
        2.1施工方案设计
对装配式建筑施工方案进行深化设计时,应保证各专业部门之间协调配合和力度,使得各个部门可以在相互配合条件下构建详细可靠的装配式建筑模型,必要时还应借助BIM技术对装配式建筑模型进行细化处理,保证装配式建筑模型和施工方案的完善性,方便有关部门灵活应用设计方案和相关模型开展装配式建筑建设施工。而应用BIM技术进行装配式建筑施工方案设计,还能在保证预制构件结构和功能完整合理条件下减少装配式建筑中预制构件种类,避免有关部门在预制构件加工制作时因种类繁多而出现问题。有效提高各类预制构件加工制造精度,并在保证预制构件节点和预留孔等精细部位可视化效果条件下,强化装配式建筑中各部位预制构件安装效果和综合施工质量。发挥BIM技术在装配式建筑施工方案协同深化设计中的作用效果,为推进装配式建筑施工稳步开展提供有力支持。
        2.2施工技术交底
为避免装配式建筑施工受到阻碍,就应强化各项技术在装配式建筑施工中的应用力度,借助合理技术维护装配式建筑施工阶段各项工作关联性和契合度,方便有关部门灵活应用各项技术开展装配式建筑施工,以此保证装配式建筑施工稳步开展。而且在我国建筑行业不断发展条件下,装配式建筑示范项目分布也发生很大变化,这就应在考虑装配式建筑示范项目实际表现和各项具体要求条件下应用BIM技术进行施工技术交底工作,及时调整各项施工技术潜在的问题,从而彰显各项技术在装配式建筑建设施工中的作用效果。当然应用BIM技术还能强化时间参数引入力度,这就可以保证装配式建筑中技术交底的准确性和时效性,并在相关人员全面掌握预制构件特性和建设工艺条件下开展相应施工,从而彰显装配式建筑施工阶段技术交底实际作用。
        2.3建筑施工模拟
装配式建筑施工过程中存在一些突发情况,如果不能有效规避各项突发问题,就会导致装配式建筑施工遇到阻碍,相应施工效果和质量安全也会出现问题。基于此,就应借助BIM技术开展装配式建筑模拟施工,确保相应施工与前期计划的匹配程度,减少装配式建筑建设过程中预制构件转换频次和消耗量,确保装配式建筑施工效果和预制构件利用效率,并将BIM技术在装配式建筑模拟施工中的现实作用表现出来。同时应用BIM技术还能在装配式建筑施工现场布置四维场地模型,引导有关部门结合实际情况修改预制构件安装位置,保证预制构件在装配式建筑施工中作用效果。同时还应借助前期模拟对装配式建筑实际施工过程中出现的问题进行全面优化,彰显BIM技术和施工模拟的优势,更好地满足装配式建筑施工实际开展要求。
        2.4施工动态监督
装配式建筑在实际建设过程中需要加工制作的预制构件比较多,不同预制构件加工制造流程和预制率(见表3)存在很大差异,这就应在考虑各项差异和加工车间可用资金情况开展预制构件制作工作,确保车间加工制作的预制构件符合装配式建筑施工要求,避免装配式建筑施工因缺乏高质量预制构件而出现问题,从而影响装配式建筑施工阶段各项工作实施效果,装配式建筑施工效果和建筑物整体质量安全持续下降。而且在进行各类预制构件加工制造时需要考虑的要求也比较多,这就应借助BIM技术对装配式建筑施工和预制构件加工制作进行动态监督,及时解决装配式建筑施工和各类预制构件加工制作过程中出现的问题,保证BIM技术动态监督效果,严防装配式建筑施工问题持续恶化,并在保证相应施工效果条件下,实现建筑行业长远发展目标。
        结语
随着各个行业对装配式建筑和BIM技术不断的探索,国家也率先在政府项目中推行装配式建筑和BIM技术,并且不断完善相关规范、加大人员培训力度、大力投资相关软件开发,让社会各界逐渐认识到了BIM技术带来的实实在在的便利,从而推动了装配式建筑和BIM技术在我国建筑行业的健康发展。
        参考文献
[1]熊威.基于BIM的叠合板式剪力墙结构应用研究[D].合肥:安徽建筑大学,2016.
[2]于龙飞,张家春.基于BIM的装配式建筑集成建造系统[J].土木工程与管理学报,2015,32(4):74.
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