BIM技术在装配式建筑设计中的应用研究论文_张龙鑫

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摘要:目前,经济发展带来的负面问题越来越严重,如资源匮乏与环境污染等。对于传统建筑业,由于资源利用率较低,且污染严重,时常受到人们的诟病,而装配式建筑以其对环境污染较小,生产施工效率较高等优势逐渐得到人们的青睐及重视。对于装配式建筑,其设计能实现系统化、构件的生产制作能实现工厂化、安装施工能实现专业化,以上特点决定了装配式建筑无论是设计、生产还是施工都和传统建筑存在很大差异。近几年,BIM成为建筑业大力推广的技术手段,这从装配式建筑角度讲,通过对BIM的应用,能有效提高实际工作效率,未来将加快这一全新建筑形式的发展。

关键词:装配式建筑;BIM技术;RFID技术;

1 装配式建筑工程设计BIM技术应用

对装配式建筑进行设计时,因需要对整栋建筑进行构件拆分并且对不同的预制构件实施复杂的预埋预留,所以,不同专业人员必须密切配合。此时可借助BIM技术进行设计平台搭建,利用这一平台使不同专业信息得到快速更新与共享,进而实现各专业的设计协同进行与修改变更。通过对BIM和云端两项技术的引入,能使不同专业人员将包含大量信息的模型统一上传到之前搭建而成的BIM平台,然后利用BIM平台具有的碰撞检测和自动纠错等功能,在大量设计信息当中筛选设计冲突,协助不同专业的人员快速找出在设计过程中存在的错漏碰缺;在装配式建筑中,往往有很多不同类型的构件,每一种构件都需要出图,使出图量极大,此时利用BIM技术具有的协同设计,能使一个专业的人员对参数进行修改后,立即同步到其他专业,这能在很大程度上方便图纸修改,减少因设计修改造成的各专业图纸不一致问题。同时设计成果也可以及时共享给设计校审人员和项目建设方,及时进行审阅提出修改意见,减少出图后的设计变更。以BIM为核心的不同专业协同设计工作流程如图2所示。

BIM的应用还能使设计信息得到完全开放和共享。由设计人员将方案上传至云端后,能直接在云端对方案各项设计信息进行整合,同时建立不同构件的族库。伴随云端中不同类型的持续积累,设计人员能对相同类型的族实施对比优化,从而形成模数尺寸与标准形状。通过对族库的构建,能为行业通用规范及标准的建立提供一定帮助。对这些族库进行调用,能避免设计工作中的重复劳动,大大提高设计师的效率,也降低了设计纰漏的产生。

设计人员通过对BIM的应用还能对构件吊装装配过程进行模拟,实现装配式构件的精细化设计,从而避免在施工中产生装配偏差。利用BIM的可视化优势,可以使工厂生产人员和工地吊装人员都能更容易的理解设计意图,可进行可视化交底,减少因图纸沟通不畅带来的生产或者吊装的偏差。根据BIM模型,设计人员直观了解预制构件间是否契合,同时借助碰撞检测这一特殊功能,对连接节点是否可靠进行细致的分析,避免构件间产生装配冲突,进而防止因设计粗略导致构件无法安装定位或定位偏差较大的情况。

2 装配式建筑构件生产BIM技术应用

构件生产是装配式建筑工程建设重要环节之一,同时也是对设计和施工进行衔接的重要环节。为使构件生产过程中使用的加工信息保持准确,厂家应利用BIM模型对构件信息进行直接调取,并编制完善的生产计划,同时在对构件进行生产时,为施工单位提供进度信息,以保证生产和施工的契合度。从BIM模型中可以很容易的提取生产所需的物料清单,能帮助生产企业控制成本。

为使构件生产质量达到要求,并实现对建筑工程整体质量的可追溯,厂家应在对构件进行生产时,向不同的构件当中置入包含所有基本信息的RFID芯片,然后利用RFID技术开展物流管理,这样能为构件仓储及运输提供极大的便利。

为使施工进度与质量均达到要求,完成对方案的设计之后,相关设计人员需要对BIM模型涵盖的不同构配件相关信息向厂商共享,使厂商获取所有相关参数信息,这些参数信息都可以采用条形码的方式变成构配件的加工参数,使模型信息和生产系统真正无缝对接,以此提高生产自动化水平及工作效率。

3 装配式建筑工程施工BIM技术应用

对预制构件进行生产时,在分类、储存中需要耗费很多人力、物力,而且容易产生差错。通过对BIM与RFID的引入,在生产中安装包含构件用途与具体安装部位等重要信息的芯片,使存储验收与物流配送人员均能对构件基本信息进行直接读取,进而对电子信息实施自动对照,从根本上杜绝由于人为因素产生的差错。对装配式建筑进行施工时,可借助RFID对构件信息直接调取,并完成安装位置检验,最终实现保证安装质量,加快安装施工效率的目标。

装配式建筑工程的吊装施工工艺十分复杂,对机械设备的依赖程度很高,对安全保证也提出了极高的要求。开工前,施工人员可以借助BIM技术对施工组织和工序进行模拟与仿真,通过可视化的模拟组织施工相关人员进行施工前的学习,也能及时发现潜在的问题,进而实现流程优化。

4 装配式建筑工程运维BIM技术应用

利用BIM与RFID搭建而成的工程信息管理平台还能形成对构件与设备的综合运维系统。例如,当有火灾发生时,消防人员可借助信息管理系统相关信息确定火灾发生位置,同时了解火灾发生位置具体材料,进而指定有针对性的灭火方案。另外,运维人员对建筑及设备进行维修时,可在BIM模型中对所有相关信息进行调取,如生产厂家、类型和参数,使维修工作能够顺利完成。

通过对BIM技术的应用,能使装配式建筑在整个寿命周期内都实现信息化,对于运维管理人员,根据不同构件内芯片,直接获取其对应的厂家、安装及运输人员等基本信息。如果在后期产生质量问题,则能将问题直接追溯到生产过程,确定责任归属,避免相互推诿。利用BIM技术还能对项目进行绿色运维管理,同样是根据芯片,对建筑实际使用时的能耗实施动态监测与分析,根据监测及分析的记录能立即找出耗能不合理的地方,并采取有效措施解决。当需要对建筑进行拆除时,还能借助BIM模型确定具备回收利用价值的部分,从而节省资源,避免造成浪费。

5 结语

通过上述分析可知,引入BIM技术以后,能有效提高各阶段工作效率和工作准确性,使得每个阶段各个环节之间的沟通更加容易,信息更新更及时。并使项目从最初的设计到实际使用变得十分紧密,这在现阶段我国建筑开始向节能减排和降低污染方向发展进程中具有十分重要的作用与意义。但为了使装配式建筑能与BIM技术更好地结合,还需要在今后的实践工作中加强完善及磨合,不断优化设计-生产-施工流程。

参考文献

[1]王留林.建筑信息模型 (BIM) 在装配式建筑中的应用简析[J].墙材革新与建筑节能, 2019 (5) :63-65.

[2]王凌云, 佘勇.基于BIM技术的装配式建筑专业人才培养模式的研究[J].才智, 2019 (13) :111-112.

作者简介:张龙鑫(1983-),男,湖南长沙人,本科,工程师,工作方向:BIM技术在设计和管理中的应用。

论文作者:张龙鑫

论文发表刊物:《城镇建设》2019年第15期

论文发表时间:2019/9/17

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