装配式建筑设计中的BIM技术应用研究论文_舒萍

装配式建筑设计中的BIM技术应用研究论文_舒萍

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摘要:在建筑工程中,其核心管理技术就是BIM技术,该技术的主要作用就是避免在三维空间中出现阶段性的信息缺失,其中BIM技术的优势主要体现在对建筑设计过程各个专业之间的协调以及对建筑工程的数据管理。BIM技术在装配式建筑中使用,能够使工程质量和生产率卓效提升,能够保证构建规整化、户型规范化的装配式建筑出炉,降低了设计失误率,出图率提升,特别是能够紧密连接生产中的上下游公司,信息化推动产业化的发展模式切实完成。

关键词:BIM技术;装配式建筑;应用研究

导言:装配式建筑已经成为我国现代建筑行业发展的主要潮流,而作为建筑信息化主要工具的BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)技术也大大促进了建筑业的发展。与传统现浇式建筑相比,装配式建筑有节约成本、缩短工期、减轻噪音、施工污染少等特点。而BI M技术在信息化时代对建筑业的发展也有很大的推动作用。

一、装配式建筑与BIM概述

1 装配式建筑

在生产车间中预制好建筑的部品、构建、原料后,向施工现场运送加以安装,最后采用后浇筑砼或浆锚法相连而产生建筑产品称之为装配式建筑[1]。板材、砌块、盒式、升层升板、骨架板材等五种建筑类型均为装配式建筑。因为该类建筑有很多在车间加工完毕的建筑补品,因此导致原始现浇作业大大低于装配作业。采取建筑、装修相融合的设计,使功能现代化、设计多元化、生产车间化、施工装配化的模式形成,推动建筑行业转变成节省、集成、科技、环保等现代化形式,与绿色建筑的诉求相契合。

2 BIM技术

Building Information Modeling即建筑信息模型简称为BIM,其是通过数字技术对某一建筑项目的功能、物理信息进行表述,可以将BIM技术在项目各个阶段和参与方式各异的情况下完成录入、修正、输出项目信息等操作,拥有仿真性、可视性、改良性、协调化、可输出图等特征。作为项目信息协同、共享的载体-BIM技术,能够提供给项目从策划概念到维护拆掉整个生命周期决策根据。

二、BIM与装配化施工

1施工现场组织及工序模拟

将施工进度计划写入BIM信息模型,将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D模型中,就可以直观、精确地反映整个建筑的施工过程。提前预知本项目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡,总体计划、场地布置是否合理,工序是否正确,并可以进行及时优化。

2施工安装培训

通过虚拟建造,安装和施工管理人员可以非常清晰地获知装配式建筑的组装构成,避免二维图纸造成的理解偏差,保证项目的如期进行。

3施工模拟碰撞检测

通过碰撞检测分析,可以对传统二维模式下不易察觉的“错漏碰缺”进行收集更正。如预制构件内部各组成部分的碰撞检测,地暖管与电器管线潜在的交错碰撞问题。

4复杂节点的施工模拟

通过施工模拟对复杂部位和关键施工节点进行提前预演,增加工人对施工环境和施工措施的熟悉度,提高施工效率。

三、BIM技术在装配式建筑管理中的应用

装配式建筑作为建筑业未来发展的一个趋势,同样也面临着许多困难和问题,最突出的就是在全寿命周期管理中遇到的问题。把BIM技术应用到装配式建筑的全寿命周期管理中,就会很好的帮助解决问题。

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1BIM技术在装配式建筑设计规划阶段的应用

在这个阶段BIM技术发挥了很大的作用,它的主要优势是协同一致、相互关联、参数化,这就可以很好地解决传统建筑中出现的一些设计冲突造成的设计变更问题。

1.1 BIM技术在该阶段可以进行选址的规划和场地分析。而传统的方法没有足够的定量分析,也不能对大量的数据进行科学处理等等,但是在BIM技术的帮助下与地理信息系统相结合,根据拟建建筑物的空间信息和场地条件,对其进行数据建模。这样就可以更好的帮助决策者进行场地分析和规划选址。

1.2 可以利用BIM技术绘制图纸和建立模型。与传统图纸相比,BIM技术最大的好处就是它所绘制的图纸中的每一个图元都是由工程含义的,在BIM建立的模型中,任何一个构件的模型参数发生变化,随即构件也会发生变化。BIM模型还可以进行实际的施工模拟,在模拟过程中发现问题及时改进。同时根据BIM技术的可视化特征,各个参与方就设计方案可以进行沟通。

1.3 BIM技术可以解决设计的冲突检查。传统的方法都是根据设计图纸通过想象来对建筑物的立体图进行还原,没有科学的方法必然会产生一定的误差,这就导致在施工的时候会出现与设计不符现象,导致方案重新修改,工期延长,成本增加。而结构师利用BIM技术,如果设计过程中出现管线冲突,在BIM模型中就会显示出来,可以进行及时修改。

1.4 利用BIM技术可以进行工程造价计算。传统的造价还是用人工来进行工程量的统计和计算,这样就会出现计算失误,而有了BIM软件,可以为造价人员提供大量的工程量信息以及定额信息,既节省时间也降低错误率,并且预算和实际的误差。

2 BIM技术在装配式建筑生产制造阶段的应用

在装配式建筑的构件生产制作阶段,把BIM技术和RFID(无线射频识别)技术相结合,将含有构件的材料种类、几何尺寸、安装位置等信息的RFID芯片植入到各类预制构件中。又因为RFID标签编码具有唯一性原则,所以在构件的生产、存储、运输、吊装等过程中可以保证信息的准确性。BIM的作用体现在不仅可以为构件的生产管理子系统提供构件的有关数据,还可以把每个预制构件的存储、质量监测、生产等信息返回给BIM数据库。这样在BIM与FRID技术的完美结合下,可以实现预制构件零缺陷、零库存的目标。

3 BIM技术在装配式建筑施工建造阶段的应用

3.1 能够随预制构件的库存和现场管理进行改善。在实际的施工现场构件找不到或者构件找错等情况是时有发生的,所以只有严格对施工现场进行管理才可以防止此类事件的发生。而在这个阶段利用BIM技术和RFID技术的有效结合,就可以对这些构件实时追踪控制。它们结合的优势就在于获得信息准确且传递速度快,能够减少人工引起的误差。

3.2 利用5D施工模型对施工、成本计划进行优化,对工程质量的进度进行控制。基于3D-BIM模型,又引入了时间和资源维度形成5D-BIM模型,以此来对装配式建筑的各种资源投入情况和整个施工过程进行模拟,形成一个动态的施工规划。另外在模拟的过程中,对原有的施工规划存在的问题进行优化,避免工期延长和成本增加。5D-BIM模拟还可以使整个项目的施工流程和成本资源的投入更加直观的展现在施工人员和技术人员面前。

4 BIM技术在装配式建筑运营维护阶段的应用

4.1 在物业管理方面BIM技术发挥了很大的作用,通过和相关设备进行连接,BIM软件可以提供建筑物的各项参数来判断其运行情况,这样物业管理人员可以及时做出科学的管理决策。

4.2 装配式建筑在进行扩建或拆除的时候,运用BIM技术针对建筑结构的各项指标进行分析检测,可以避免结构的损伤。同时还能起到很好的资源回收作用,运用BIM技术可以了解到寿命结束的建筑物中哪些构建还可以进行二次利用,既减少能源的消耗,又顺应可持续发展的潮流。

结语:装配式建筑设计如何在行业BIM信息化的背景下,融入信息化大潮,发挥自身研发、设计和集成的优势,实现产业链拓展和过程阶段延伸,必将成为建筑产业化新时代的创新趋势。

参考文献

[1]贾晓英.建筑工业化与工业化建筑[J].科技信息,2012,22(8):435.

[2]王延魁,赵一洁,张睿奕,等.基于BIM与RFID的建筑设备运行维护管理系统研究[J].建筑经济,2013,(11):113-116.

[3]宫文军,曹杨,巩俊松.基于BIM技术的装配式构件系统设计与优化[J].安装,2014(1):55-57.

[4]常春光,吴飞飞,等.基于BIM和RFID技术的装配式建筑施工过程管理[J].沈阳建筑大学学报:社会科学版,2015(2):170-174.

论文作者:舒萍

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第21期

论文发表时间:2018/1/5

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