BIM 技术在装配式建筑深化设计中的应用研究

发表时间:2021/7/8   来源:《建筑实践》2021年3月40卷第7期   作者:吕凌
[导读] 近年来,建筑行业不断由传统建筑向绿色建筑转变,以实现节能环保的目的
        吕凌
        德信发展有限公司  浙江杭州  310000
        摘要:近年来,建筑行业不断由传统建筑向绿色建筑转变,以实现节能环保的目的。为响应国家号召,越来越多的企业运用装配式技术,所以预制装配式建筑逐渐成为国内的焦点,国家和地方主管部门均在不同程度上倡导提升建筑的装配率。所谓装配式建筑,不同于传统建筑进行现场浇筑施工,而是在工厂进行加工预制构件,包括预制墙、叠合楼板、预制楼梯、预制柱、预制梁等。具体来说就是在工厂加工好预制构件后,运至施工现场进行吊装拼接,完成搭接工作。所以重点为构件生产、运输作业及施工吊装工艺。该种建筑形式既可节约人力和物力,又具有可持续发展性,符合国家绿色建筑的发展思路,从而实现节能减排的目的。
        关键词:BIM技术;装配式建筑;设计
中图分类号:TU201     文献标识码:A
引言
        近年来,我国的经济发展迅速,城市化进程不断加快,随之而来的是建筑项目的不断增多,带动建筑行业不断发展。当前,在建筑项目中,人们对于环境和建筑的要求逐渐提升,目前传统的建筑技术已经无法满足人们对住宅的要求,所以就要采用装配式建筑的设计要点对建筑进行全面设计,以提升建筑行业的环保节能水平,并加强对生态环境的保护。
1 BIM技术的发展背景
        BIM技术的使用是工程建筑行业的一场革命性转变,在建筑行业中,这种信息化技术的运用正在慢慢改变传统的建筑设计管理方式。BIM技术可通过计算机的数据运算和处理,构建一个虚拟的三维建筑模型,从此,把工程建筑行业从二维时代带入三维时代。BIM技术以计算机网络和大数据为基础进行模型创建工作,工程师在设计模型过程中,不但要描述建筑工程所要用到的建筑材料和建筑构件的专业信息和几何信息,还要收集施工过程中所要用到的空间数据,以及建筑运动轨迹的状态信息。BIM是构建三维模型体系的技术,包含大量建筑工程所要用到的信息。近年来,建筑工程信息具体化和集成化的程度普遍上升,BIM技术在保证建筑结构合理化的前提下,还能保证建筑设计的稳定性,可以系统地安排和规划工程统计和设备的运行管理,计算整个建筑工程项目所要用到的资金和成本,保证建筑后期的运行和维护能有序进行,所以建筑工程项目的全部信息都是由BIM进行统一管理的。建筑项目在设计施工和运营这一整体过程中,要不断进行优化和升级,利用BIM技术可以把优化过程做得更好。在建筑施工设计方面,遇到一些设计上的制约条件和技术上的困难时,可以把实际建筑物在具体施工中所要用到的各种信息输入BIM模型,通过大数据计算,可以真实地看出建筑物的物理信息和几何信息,能够实时掌握建筑物各种信息的变化情况。
2 装配式住宅建筑的优点
        装配式住宅建筑因其应用零部件直接安装搭建建筑这一特征,可以在众多专业工厂直接进行安装生产,实现工业化的制备。将工地搬向工厂,这种更加标准化的生产方式,能够直接控制各种类型的建筑材料及其零部件的力学性能与建造标准。装配式住宅建筑需要生产和加工的各种建筑构件产品质量较为稳定可控,具有更高的安全性和保障性。同时,装配式住宅建筑施工过程还具有一定的操作灵活性,可以根据实际的建筑情况来自行决定各种建筑材料的实际使用量,从而在一定程度上减少了建筑施工过程中建筑材料的大量储存,节省了场地租金。此外,装配式住宅建筑的施工建造可以减少建筑材料现场的保护工作量,减少对场地周边环境的破坏,从而充分发挥企业保护生态环境的积极作用。传统施工受制于季节气候的影响,恶劣天气时无法施工,但装配式建筑施工受环境影响较小,工厂批量加工、养护各类构件的方式也可以极大提高施工效率与速度。

因此,装配式住宅建筑因其有效控制房屋质量并减少施工周期等突出优势适合被广大房企、政府保障房项目积极采用。
3 BIM技术在装配式建筑中的具体运用
        3.1 前期策略工作
        在传统的建筑设计工作过程中,所涉及到的工作专业非常复杂,并且整个设计工作表现出了多层线性关系,要在上一层设计工作完成之后,才可以进行下一个阶段的设计工作。当产生工程设计问题时,不能及时做出有效的信息反馈,同时各个方面信息的传输也会受到一定的影响。要想有效解决这一问题,需要做好施工前的相关统筹和规划工作。基于装配式建筑结构的设计特点,彰显出模块化的工程设计优势,节省大量的工程建造成本。因此,在预制装配式建筑正式开始之前,针对前期的策划和设计工作至关重要,相关设计工作人员必须要充分了解整个项目的建设规模、工作目标以及成本限额等影响因素,同时需要制定更加科学合理的工程技术发展路线,有效提高预制构件的标准化程度,为预制装配式建筑设计工作打下重要基础。
        3.2 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。
        3.3 预制构件生产加工
        我们对建筑物施工过程的一些部件进行了设计,然后在不同平台进行了最终的设计,必须等设计确定后,才能使用 BIM 软件开始完成深化图纸,我们可以用数据形式向我们生产的车间传输接收的数据,从而减少人为的操作误差,也可以减少人为的操作误差,还可以减少人为的操作误差。在一定程度上,我们可以提高生产的效率。第二,我们将记录我们设计的产品,并将产品数据传送到我们信息终端,实现网络串联的功能。对于产品信息,我们该如何记录,没有构建信息,应该包括操作者、验收者、生产日期、项目名称等重要信息,以确保构建的所有信息从加工到安装的信息都是完整的,从而提高了我们的信息化准确度。
结束语
        有效结合近阶段我国装配式建筑的整体发展状况,需要从装配式建筑的设计施工以及构建的生产等各个方面进行有效的融合,以BIM技术为基础对装配式建筑工程设计,有效提高装配式建筑设计工作的整体质量和科学性,推动我国建筑产业不断向前发展。装配式住宅建筑的应用也可以提高建筑的性能和质量,在明确装配式住宅的优点后,建议进一步推广,促进我国住宅建筑产业的优化和升级。总之,为了体现装配式住宅建筑的优点,设计上除了必要的创新性,更应该注重节能、环保的特点,同时还要结合行业主体的需求,做到科学、合理设计。
参考文献
[1] 魏健桐. 绿色建筑中装配式住宅的应用研究[J]. 建设科技, 2018(3):40.
[2] 鲁剑锋,池凌杰,王世杰.BIM技术在装配式城市高架桥梁施工中的应用研究[J].建筑技术开发,2018,45(22):78-79.
[3] 周胜利.BIM技术在装配式住宅中的实践应用——以某保障性住房项目为例[J].广东建材,2019,35(7):77-79.
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