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摘要:近年来,我国积极探索发展装配式建筑,但建造方式大多仍以现场浇筑为主,装配式建筑比例和规模化程度较低,与发展绿色建筑的有关要求以及先进建造方式相比还有很大差距。基于国家产业政策调整和建筑业转型升级的需求,为贯彻落实国家规划部署,大力发展装配式建筑,研究BIM技术在装配式建筑设计、生产、施工、装修和管理全产业链整合以及全专业协同的一体化过程显得尤为重要。
关键词:BIM;预制装配式;数据集成;协同设计;施工信息化管理与应用;
BIM技术是在建设工程及设施全生命周期内,通过三维建模将建筑工程全寿命周期中产生的相关信息添加在三维模型中,对其物理和功能特性进行数字化表达,并依此对设计、生产、施工、装修、管理过程进行控制和管理,并根据项目在各阶段的完成情况,对已有数据库不断进行更新,最终建立多维数据模型,通过信息化模型整合项目各种阶段相关信息,搭建一个可以为项目各方共享的资源信息平台。
装配式建筑是用预制部件在工地装配而成的建筑。发展装配式建筑是建造方式的重大变革,是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措,有利于节约资源能源、减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平,有利于促进建筑业与信息化、工业化深度融合、培育新产业、新动能,推动化解过剩产能。
传统的预制装配施工过程中由于信息交换不及时、不准确等问题造成了大量人力、物力、财力的浪费,同时影响项目各参与方、各专业之间的协作效率和质量。新型建筑工业化应具备五大特点:“标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修和信息化管理”,按传统设计、施工和管理模式进行装配化施工难以体现工业化的优势。
预制装配BIM应用的核心价值之一就是解决施工各阶段工程信息的共享问题。不同岗位的工程人员能够从BIM模型中获取、更新与本岗位相关的信息,既能指导实际工作,又能将相应工作的成果更新到模型中,使工程人员对预制装配施工信息做出正确的理解和高效共享,起到了提升装配式施工管理水平的作用。
预制装配式施工BIM技术应用包括构件的深化设计、预制加工、运输和安装
四个阶段,每个阶段又划分为若干个工序。其应用过程涉及深化设计、生成、技术、质量、成本、物资管理以及预制构件加工厂等多个部门及单位的协同工作。
装配式建筑核心是“集成”,BIM则是“集成”的主线,串联设计、生产、施工、装修和管理全过程,服务于设计、建设、运维、拆除全生命周期,可数字化仿真模拟,信息化描述系统要素,实现信息化协同设计、可视化装配,工程量信息交互和节点连接模拟及检验等全新运用,整合建筑全产业链,实现全过程、全方位信息化集成。下文对BIM技术在装配式建筑各阶段应用进行总结。
一.BIM技术在项目设计阶段应用
在装配式建筑设计中,预制构件的设计是关键,通过三维可视化设计,组织项目参与各方协同工作,达到信息共享并实时更新反馈,BIM技术的应用给建筑设计带来变革式影响。
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1、优化构件组合
在项目设计过程中,首先确定采用的工业化结构体系,并按照统一模数进行构件拆分,精简构件类型,提高装配水平,并在标准化设计基础上通过组合实现装配式建筑系列化和多样化。
2、模块化构件库
BIM技术相关软件中,通过“族”的概念,对构件进行划分,结合构件生产厂家、生产工艺,建立模块化预制构件库,在不同建筑项目设计过程中,只需从构件库中提取各类构件,再进行组装,即可建立最终整体建筑模型。构件库的构件种类也可以在其他项目的设计过程中进行应用,并且不断扩充,不断完善。
3、可视化三维模型
传统设计方式是使用二维绘图软件,以平、立、剖面和大样详图为主要出图内容, BIM技术将模块化、构件进行组合可以构建三维可视化模型,通过效果图、动画、实时漫游、虚拟现实系统等项目展示手段将建筑构件及参数信息等真实属性展现给设计人员和甲方业主,在设计过程中可以及时发现问题,也便于参建各方及时决策。
4、便捷工程量统计和分析
BIM模型中存储着各类信息,设计师可以随时对门窗、部品、各类预制构件等的数量、体积、类别等参数进行统计,再根据材料的一般定价,即可估计整个项目经济指标。设计师可以实时查看设计方案的经济指标是否能够满足业主要求。
二.BIM技术在生产阶段的应用
装配式建筑必须要先在工厂进行构件的生产,因此对于该过程进行信息模型的建立,必须要使用BIM以及RFID技术,为每一个构件都设置一个标签,这些标签中包含该构件的各种信息,这些信息储存在BIM数据库中。
1、构件生产信息化
构件生产厂家可以直接提取BIM信息平台中各个构件参数,确认构件尺寸、材质、做法、数量等信息,并根据这些信息确定合理的生产流程和做法,也可以对发来的构件信息进行复核,并根据实际生产情况,向设计单位进行信息反馈,使设计和生产环节实现信息双向流动,提高构件生产信息化程度。
2、构件生产标准化
生产厂家可以直接提取BIM信息平台中的构件信息,并将信息传导到生产线进行生产。同时,生产厂家还可以结合构件设计信息以及自身实际生产要求,建立标准化预制构件库。通过标准化、流水线式构件生产作业,可以提高生产效率,增加构件标准化程度,减少人工操作带来的操作失误,改善工人工作环境,节省人力和物力。
三.BIM技术在施工阶段应用
1、施工深化设计
施工深化设计主要目的是提升深化后建筑信息模型的准确性、可校核性。将施工操作规范与施工工艺融入施工作业模型,使施工图满足施工作业需求。BIM 技术工程师结合自身专业经验或与施工技术人员配合,对建筑信息模型的施工合理性、可行性进行甄别,并进行相应调整优化,对优化后模型实施冲突检测。
2、施工过程模拟
在制定施工组织方案时,施工单位技术人员将本项目计划的施工进度、人员及物资安排等信息输入BIM信息平台,软件可以根据这些录入信息进行施工模拟,同时,BIM技术也可以实现不同施工组织方案仿真模拟,施工单位可以依据模拟结果选取最优施工组织方案。
3、施工过程综合管控
施工单位可将施工过程中产生的相关信息实时输入到BIM信息平台,全面监控工程现场情况。在现场施工时,BIM技术可以作为施工进度监督并指导现场施工,可以通过软件对现场实际施工进度与原计划进度进行对比分析,及时安排人员调配和各类物资运输堆放。
结语
装配式建筑将以工业化、产业化进行发展,其节能环保,建设速度快,质量有保障,是未来的一种发展趋势。BIM技术在装配式建筑中的应用将大大加快装配式项目在全国各地的推进速度,BIM技术的优势将在实践过程中不断体现,通过多种形式深入宣传装配式建筑的经济社会效益,促进装配式建筑相关产业和市场发展。
参考文献
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论文作者:王京
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/16
标签:构件论文; 建筑论文; 信息论文; 技术论文; 模型论文; 项目论文; 预制构件论文; 《建筑学研究前沿》2018年第2期论文;