BIM技术在装配式建筑设计中的有效应用研究

发表时间:2021/7/21   来源:《城镇建设》2021年3月8期   作者:梁聚钱
[导读] 随着装配式建筑的日渐普及
        梁聚钱
        河北中航盈科房地产置业有限公司  河北省廊坊市  065000

        摘要:随着装配式建筑的日渐普及,其设计工作开始成为一项重点和难点。装配置建筑对于预制构件的设计和制造有着较高的要求,在实际施工中可能发生型号不匹配等施工失误。BIM技术作为建筑工程领域的一项先进技术,其同样能够在装配式建筑设计中发挥重要作用。本文简单介绍了装配式建筑并分析了BIM技术在装配式建筑设计中应用的必要性,进而对其在设计过程中的有效应用展开探讨。
        关键词:装配式建筑;BIM技术;预制部件;设计方案
        1、装配式建筑概述
        装配式建筑是建筑行业长期发展中的一项重要革新,其打破了传统建筑建造的思路,将整体性的建筑拆分成各种部件然后进行预制加工,再将预制好的部件在场地内进行拼装,最终完成建筑的整体建造。这种建筑建造模式在极大程度上降低了工程建造工作量的繁重程度与建造成本,从而使建筑工程的经济效益得以最大化。除此以外,装配式建筑更符合现代绿色环保的发展理念。由于其将许多建设工作都放在了工厂中,这就在极大程度上减少了各部件施工中所产生的污染问题。同时这些部件的预制还可以实现批量化、规模化操作,也在极大程度上减少各种不必要的资源浪费,有助于达到节能环保目标。而在建筑建造的质量与效率上,装配式建筑也有突出优势。如各种部件在预制过程中通常都会进行严格的质量检测,而到施工现场后又需要进行质量检验,这就在一定程度上确保了建筑的建造质量。同时这种建造模式由于将整个建筑拆分成不同部件分别生产,其生产效率也达到提升,这无疑也促进了整体建设效率的提高。基于此,装配式建筑在今天工程建设中的运用越来越多,已经成为未来建筑领域发展的一个重要方向。
        2、装配式建筑设计应用BIM技术的必要性
        虽然装配式建筑具有诸多优势,但其在设计中却往往遇到较大问题。这是因为建筑整体被拆分成不同部件进行预制后,还需要进行最终的组装,而这就需要在前期设计时必须提前考虑到各部件之间的衔接组装问题,保证各部件可以无缝对接。然而在传统的设计技术下,其往往很难达到良好的精度要求,设计过程中总是会存在各种参数上的偏差,从而使预制出的部件在实际组装时往往难以有效连接。对此,人们开始将BIM技术运用到装配式建筑的设计中。该技术最大的优势在于其可视化、协调性、标准化、参数化以及可出图性。在装配式建筑的设计中,BIM技术的应用价值主要体现在以下几方面:
        2.1能够提升装配式建筑设计的精度
        当前装配式建筑设计中的难点无疑就在于其设计中很难保证数据的准确性,使得预制部件在组装时遇到连接问题。而BIM技术运用到实际设计中,设计人员可以利用依据建筑所有数据构建出的可视化模型来对预制构件间的契合度加以观察和模拟,进而找到其中存在的问题并进行相关尺寸和规格参数的调整,然后再通过模拟碰撞实验来检测拼装后连接点的可靠性,这无疑在极大程度上提升了设计的精度,最大化的提升了设计质量。
        2.2能够促进装配式建筑设计的标准化发展
        所谓标准化就是工作的开展有一套固定的模式和统一的实施标准。而BIM技术在装配式建筑设计中的应用,能够将设计过程中产生的方案和数据都整合成为一个数据库,再通过数据库与云端服务器的连接实现数据的开放共享。如此设计人员在开展设计工作时就可以按照既往的方法和经验进行设计工作,并将既往的设计数据作为参考,从而使设计工作构建起一套规范化、标准化的设计程序,进而推动其设计工作的标准化发展。
        2.3能够提升装配式建筑的设计效率
        无论设计精度的提升还是标准化设计的实现,其都能在一定程度上提高装配式建筑的设计效率。

同时,BIM技术的数据共享性能够使设计人员之间更好地进行协同,提升彼此之间交流沟通的效率,进而更进一步的推动设计效率的提高。
        3、BIM技术在装配式建筑设计中的有效应用
        BIM技术在装配式建筑设计中的拥有广阔的应用前景,但要切实发挥其应有作用,则还需要设计人员掌握其有效的应用方法。此处笔者就结合实践与自身思考提出以下有效应用路径。
        3.1把握好方案设计阶段的应用要点
        装配式建筑的设计首先需要形成一套具体的设计方案。在这一设计阶段,BIM技术的有效应用需要把握好以下要点:一是要针对部件预制、部件的组装标准和规范以及相关经济性要求来对设计工作提前做好规划,确保规划的合理性和可行性;二是在实际设计阶段,需要将剖面、立面、平面等设计内容作为关注重点,根据建筑功能的实际要求来利用模数协调方式进行模板利用率、提携集成度的强化;三是要结合装配式建筑的特征来思考平面设计过程中墙板间组合的解决方案,然后在保证设计方案契合性的基础上运用BIM技术来对建筑立面进行设计,保证其方案设计的科学合理性。
        3.2把握好初步设计阶段的合理运用
        在整体方案设计完成后,就需要进行装配式建筑的初步设计。在该设计阶段,通常需要综合考虑各专业领域的工作以对其设计深度不断进行优化。一方面,初步设计阶段需要设计人员明确建筑材料与外立面的方案,然后再与墙板的组合设计和立面设计方案进行结合,以将建筑的立体效果呈现出来并借助BIM技术进行效果的构建与展示。另一方面,应思考预制墙板构件内电气专业的相关设施、预埋管线的技术方案,然后拿出具体的设施布置图,再利用BIM技术对上述方案和布置图的相关数据进行模拟还原构建出一个直观模型,然后通过BIM技术进行模拟碰撞检测,最终确定其布置方案的合理性并不断进行调整完善。再者,在初步设计阶段中还需要运用BIM技术对设计方案的经济性进行综合研判,最终确定出装配式建筑的科学技术路线。
        3.3把握好施工图设计中的应用要点
        在装配式建筑设计中,施工图的设计也是十分重要的一环,而这一设计环节同样需要强化BIM技术的有效运用。具体而言,在施工图的设计中,设计人员需要利用BIM技术所构建出的数据平台来促成各专业与构件生产厂商、装饰装修厂商间的协作,以不断对设计与构件组合加以优化,从而为客户提供能够用以进行实际加工生产的预制部件尺寸图。同时还需要确保控制图中的部件连接点、预留预埋设计的准确性与合理性。
        3.4具体部件设计中的有效运用
        除上述各设计环节中的有效运用外,BIM技术在具体部件设计中的运用也是十分关键的。首先,在钢筋的创建上,需要运用BIM技术创建出钢筋布置的具体操作程序,然后利用二次开发程序的调用机制总结出其参数构成规律并形成钢筋布置规则,以在预制部件的设计中加以运用。在埋件的布置设计上,则需要根据BIM技术的构件拆分原则来对埋件布置进行科学的编辑操作,综合考虑各方面因素来保证埋件整体结构设计的安全可靠性。
        结束语
        综上所述,BIM技术对现代装配式建筑的设计提供了重要的技术支撑,有助于其设计水平的提升。但在实际应用上则需要设计人员把握好其各设计环节中的有效应用,以确保BIM技术能够发挥出其最大价值。
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]贲珊.浅谈BIM技术在装配式建筑设计中的应用价值[J].居舍,2020(04):91.
[3]谢娜.BIM技术在装配式建筑设计与运维管理中的应用[J].工业设计,2019(12):92-93.
[4]渠立朋. BIM技术在装配式建筑设计及施工管理中的应用探索[D].中国矿业大学,2019.
作者简介:梁聚钱,1985年4月生,男,汉,河南省驻马店市,本科,副总经理,工程师,主要从事成本合约管理工作。
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