BIM技术在装配式建筑设计中的应用探讨

发表时间:2021/8/19   来源:《建筑实践》2021年40卷4月10期   作者:   林智达
[导读] 尤其是在利润率占到90%以上的建筑设计环节,为了谋求国际市场上的“定价权”,我国的投入相对较多,技术应用也相对集中。

        林智达
        中煤科工重庆设计研究院(集团)有限公司,重庆市渝中区
        摘要:随着建筑产业链的构建完成,我国在输出基建能力阶段,也正在对设计环节、材料与设备运输环节、施工建设环节、建筑产品销售环节、后期运营管理环节实施专业化提升。尤其是在利润率占到90%以上的建筑设计环节,为了谋求国际市场上的“定价权”,我国的投入相对较多,技术应用也相对集中。
关键词:BIM技术;装配式建筑设计;应用探讨
引言
        装配式属于一种新型的建筑,其在我国发展起步相比于部分发达国家来说比较晚,还处于装配式运用和处理的初步探索阶段。目前装配式建筑模式拥有广阔的发展空间及应用前景,我国建筑行业应当大力发展装配式,对其含义和施工标准化流程等深入研究[1]。BIM技术在装配式建筑中拥有突出的应用优势,能够明显减少修改次数,提高工作效率,从而为整体工程质量的提升提供保证。
一、基于BIM技术的装配式建筑施工组织设计的必要性
        为了提升工程的性价比和工作效率,应当在装配式建筑中运用好BIM技术,通过其模拟性,优化性,协调性来解决问题,当它模拟出建筑物的模型后,对于工程的设计生产等流程都起到支配性作用,包括后期的运营状况也能够维持稳定,此外,由于建筑工程的信息过于复杂,那么运用BIM技术来进行优化,从而使精准数据信息对工程起到建设作用。装配式建筑工程是大势所趋,尽管建筑施工过程较为复杂,但是只要利用好BIM技术的优势,它就能够对施工过程的不足进行预知和解决,通过真实数据的反映让工作人员能够有相应措施进行解决。
二、BIM技术在装配式建筑设计领域的应用价值与优势
        2.1提升建筑行业的专业化水平
        装配式建筑项目在设计过程中应用利用BIM技术,可以通过其可视性和较高的模拟性特点来形成建筑模型,通过建筑模型可以更加直观的对项目进行合理的规划预测以及运用和安排调配物质。同时,在装配式建筑设计阶段可以利用BIM技术将其中存在的一些问题及时查找出来。因此,将BIM技术应用于装配式建筑设计中能够有效结合信息化与工业化技术,从而促进装配式式建筑的科学性和专业化水平提高,推动建筑行业的智能化建设发展,使建筑行业的完美程度不断提高。
        2.2有助于建筑设计方案不断优化
        传统的建筑设计只能通过建筑工程现有的环境条件进行科学合理的规划设计,基于建筑成本考虑,在保障可行性的基础上会舍弃掉一部分建筑设计创新,导致大部分的工程建筑都缺乏差异性,难以满足公众日益增长的多样化需求。BIM技术模拟性特征,可以帮助建筑设计人员通过对物资的调用与分配,对工程项目建筑进行预测与分析,完善设计过程可能存在的技术性问题。同时设计人员还可以通过建筑模拟完成一些难以在实际操作过程中尝试的设计意图,并分析其可行性以及建筑成本,例如在装配式建筑中的热传导模拟,工程建造中的节能模拟等等[2]。BIM技术利用其模拟性特征,促进了可装配建筑设计方案的不断优化。
三、BIM技术在装配式建筑设计中的应用
        3.1设计准备
        BIM技术在装配式建筑设计中的应用主要是利用三维模型,对方案设计、初步设计、施工图设计进行参数优化、协同管理、模型优化,简单讲,就是通过BIM技术细化、优化装配式建筑设计。因此,在其应用之前,需先做好设计准备工作。要根据装配式建筑勘察数据、项目立项等相关数据,先建立一些初步的、粗略的BIM方案模型,相当于在BIM应用软件中画1幅装配式建筑设计草图,再逐步完成装配式建筑设计。具体分析如下。(1)需在装配式建筑设计阶段,制作BIM方案模型,在初步设计阶段深化BIM模型,在施工图设计阶交付BIM模型。

由此,可构建由整体规划→BIM方案模型→BIM深化模型(建筑、结构、MEP多专业协同)→BIM交付模型(自动出图)→竣工模型→竣工图的BIM设计流程。(2)对应BIM设计流程,可制订出BIM技术在装配式建筑设计中的应用流程(图1)。按照对应关系,可构建由整体规划(效果总图)→平面、立面、剖面设计(预制墙板组合图、叠合楼板组合图)→整体分析专业协同(预制构件位置、立面示意、拼缝位置、构造大样和节点大样)→构件深化设计(尺寸控制图)→构件拆分→预制构件加工图的设计流程。
        3.2在构件生产阶段的应用
        构件生产属于装配式重要的组成部分,所有施工工作的开展都以建筑构件为基础。设计人员应当加强与构件生产人员之间的联系,在生产之前做好设计交底工作。传统的设计交底基本上以二维设计图纸为主,生产人员面对种类繁多的构件很容易出现信息错漏的情况,从而影响生产质量和进度。在BIM信息平台的支持下,构件生产人员与设计人员之间的交流将会变得更加有效和准确,生产人员在理解需要生产的构件信息时也变得更加简单。并且,将BIM技术和RFID技术结合到一起,有利于施工单位更加及时和准确地了解构件的生产进度。BIM技术可以模拟和分析数控机床构件生产,经过科学的计算挑选出最佳的构件生产方案,还可以直接将最优生产方案传输至数控机床当中。
        3.3建筑施工进度的组织设计
        若是没有BIM技术进行施工管理,那么施工进度无法通过数据计算的情况下,从而导致工期延误,增大人力物力上投入的问题。基于此,应当通过BIM技术中针对建筑施工进度进行组织设计,那么可以利用BIM软件中的revit来进行建模,如此一来,就能够对建筑通道等一系列进行整合并且将施工计划导入模型中,它存在的意义是为了能够高效科学的进行施工管理,传统的施工管理过程过于单一,并不能很好的掌握整体施工进度,而通过BIM技术的施工是具备可视化的,因为它模拟施工的信息是联动的,具有自动更新变更后的信息,因此工作人员只需要轻易的改动参数,参数发生变化后,即可自动更新施工进度以及其他信息,这种做法是可视化的,工作人员能够较好的掌控施工的变更情况,因此减少了人力物力的大量投入,节省了施工成本,避免资源浪费,在运用好这项技术的同时还能够保证施工进度加快,从而高效组织施工管理,使得施工管理的过程变得十分智能。
        3.4碰撞检测与钢量设计
        装配式建筑难以避免的是各个部分管线与建筑部位所产生的碰撞情况,传统的建筑设计方案难以有效解决这一矛盾,不同部位的管线交接处存在重叠,以及管线交接处于建筑部位之间的距离过大都会对装配式建筑带来安全隐患。运用BIM技术,可以对管线与建筑部位之间的碰撞进行碰撞检测并生成检测报告,设计人员可以通过检测报告对不同的碰撞点进行标记分析,改善其中存在的不足,确保装配式建筑设计方案的可行性[5]。另外,在装配式建筑中,钢材的使用与分布是建筑质量的保障,因此在装配式建筑中需要明确钢材的用量以及分布位置,保障建筑的稳定性。运用BIM技术,可以通过三维建模对整个装配式建筑进行可视化分析,精准标注工程钢筋的分布情况,如果梁跨以及梁端的钢筋用量过少,能够及时地进行修正,防止在实际安装过程中出现因为梁跨、梁端不稳或者设计不合理而导致建筑物出现塌陷、裂缝等情况,造成生命财产损失。
结束语:
BIM技术的可视性和可模拟性可以能帮助装配式建筑的设计人员直观的了解构件结构和建筑结构体系,清楚明白的掌握整个建筑物的构造。目前,我国的建筑形式是以钢结构、装配式混凝土等作为发展趋势。所以,在建筑施工中应用BIM技术可以有利于推动建筑行业的发展,符合市场的发展趋势,使装配式建筑的标准规范更加完善。
参考文献:
[1]陈华平.BIM技术在装配式建筑中的应用[J].智能城市,2020,6(20):35-36.
[2]牛慧硕.BIM技术在装配式建筑中的应用[J].居业,2020(10):154+156.
[3]何文韬,张荣臻,刘袁,马广超.BIM技术在装配式建筑中的应用研究[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2020(10):186-187.
[4]刘珩.BIM技术在装配式建筑施工质量管理中的应用研究[J].中国建筑装饰装修,2020(10):98.
[5]李祁东,解中鑫,毕炜,张光尧.BIM技术在装配式建筑机电安装中的应用[J].建筑机械化,2020,41(10):80-82.
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