BIM技术在装配式建筑中的集成运用

BIM技术在装配式建筑中的集成运用

摘要:随着装配式施工发展越来越成熟,系统的集成化施工理念已经成为未来的发展趋势。BIM技术对于推动装配建筑集成化发展具有重要意义,具有非常高的应用价值。装配式建筑施工效率高,节能环保,还有助于控制施工成本,因此在当前施工中有广泛的应用。BIM技术具有可视性、仿真性、一体化、协调性的特点,可以说与集成化装配式施工需求完全契合。本文分析BIM技术在装配式建筑中的集成应用,希望能有效提升装配式建筑施工中质量。

关键词:BIM技术;装配式建筑;集成应用;分析

随着装配式施工发展越来越成熟,系统的集成化施工理念已经成为未来的发展趋势。BIM技术对于推动装配建筑集成化发展具有重要意义,具有非常高的应用价值。笔者分别介绍BIM技术在装配式建筑设计阶段、预制生产阶段及装配施工阶段的具体应用进行分析。当下在装配式建筑中BIM技术应用有很大的挖掘空间,从事相关研究的工作人员需要深入探索BIM技术的推广和应用,在提升装配式建筑工程质量水平和综合效益方面寻找突破口。

1BIM技术介绍及在装配式建筑中集成应用的意义

1.1BIM技术介绍

BIM技术又称建筑信息模型技术,是综合建筑各种相关数据信息在计算机中建立起来的虚拟建筑模型。BIM技术诞生之初是为了虚拟化多为建筑模型实现仿真模拟,具有可视化功能,便于进行各种建筑方案调试,对比进行量化分析,从而科学计划建筑材料,减少浪费,提升工程建设效率。随着BIM技术发展,其在工程建设中发挥功能远不止这些,对于建筑企业来说BIM技术已经与企业管理系统、技术部门和其他信息系统融为一体协同工作,实现智能化工程建设管理,所以可以说现代BIM技术应用推动了建筑行业的发展变革。从BIM技术对建筑行业各部门的影响力来看,BIM技术未来会引领建筑行业发展趋势[1]。

1.2BIM技术在装配式建筑中集成应用的价值

BIM技术特点决定在装配建筑中集成化应用的价值和意义重大。BIM技术具有数据信息集成化、多维度模拟性、可视化、成本管理精确化、复杂项目可优化性及项目管理可协调性的特点。装配式建筑具有标准化、模数化和集成化特点,现代装配式建筑模式以集成化为基础,将建筑结构系统、护系统、内部设备与管线、装修装饰,整合成成批的部品部件模块,再按照按功能属性组合成标准单元,推行一体化集成式生产模式。在装配式建筑设计、预制及装配施工中,需要对各项参数进行协调,通过BIM模型调整优化建设方案,所以说装配式建筑与BIM技术特点非常契合,因此现代装配式建筑中积极应用建筑信息模型技术。应用价值主要体现在以下几方面:

1.1.1基于BIM技术模拟验证方案的可行性

基于BIM数据模型直观演示建筑设计、施工方案的可行性,多维度立体模型能发现2D图纸中不容易发现的问题,BIM技术将各装配结构部件整合在一起,各部件配合冲突问题一目了然,这样减少不必要的资源浪费,还能提升施工进度[2]。

1.1.2BIM系统工程数据信息资源齐全便于提供准确的数据信息

BIM数据系统包含全部与工程项目相关的数据信息和图纸,包括各部件模型,结构尺寸、工程数量、结构材料及与工程相关的市场经济价格信息等,这些数据可以随时储存和调用。在工程建设中,基于BIM数据库可以随时进行工程建模、项目进度分析、工程材料计算及工程项目成本管理等工作。系统能够快速准确地生成图纸、数据报表等资料,与传统管理模式相比较不仅效率高,而且准确率也更高[3]。

1.1.3基于BIM系统便于信息共享和协调沟通

基于BIM数据库和信息管理平台便于实现信息共享,可以根据需要随时调取与工程项目相关的信息资料。另外因为系统具备可视化和模型化的功能,可以基于BIM系统进行有关项目建设问题的沟通和交流,不仅是多了一种参与项目管理互通信息的方式,更是实现了参与项目建设的工作人员能直观了解项目建设和管理目标,有效避免管理脱节的现象[4]。

2BIM技术在装配式建筑中集成应用分析

2.1BIM技术在装配式建筑设计阶段的集成应用分析

2.1.1BIM模型建模和常用软件分析

装配式BIM软件,在三维建模、深化设计以及规范出图标准方面有传统设计软件无法比拟的优势。基于BIM技术进行装配式建筑设计,不同的工作内容和设计任务需要采用不同的设计软件。采用不同的软件制作的设计文件要实现信息共享和互换需要借助数据接口转化,当前国际上通用的为IFC标准,所有BIM系列软件在程序编制和应用方面必须符合IFC标准的要求,通过IFC平台可以实现各不同专业软件之间的数据互换和交流。

2.1.2BIM技术在装配建筑的优化设计中的集成应用

基于BIM技术对装配建筑进行优化设计,因为数据信息齐全,结合多种运算软件和模拟技术,再加上先进的设计理念,能轻松完成计算和物理分析结果对比,快速有效的辅助设计人员完成对装配式建筑的优化设计。比如利用DALI采光计算软件,对建筑立面和室内采光情况进行计算分析,清晰了解建筑不同区域采光性能;利用PHOENICS软件对建筑周边的风环境状况进行分析评价,为室内自然通风设计提供参考数据;利用建筑模型软件Revit进行碰撞检查,检查梁、楼板、柱等结构配件预留孔洞位置和数量等,利用机电模型软件检查内部管线布置情况;利用可视化技术人行模拟的方式,帮助设计师预先研判空间建设完成后的直观体验。总的来说建筑优化设计中基于BIM技术对建筑进行节能分析、采光分析、环境分析等各种软件的集成应用,提升了设计资料的精准性和实用性,和传统的平面模型相比,优势是无法比拟的。

2.1.3BIM技术在装配建筑深化设计中的集成应用

深化设计阶段关系到设计与施工对接的一些关键问题。装配式建筑深化设计中需要对各单体进行设计和优化控制,如对装配式构件尺寸优化、钢筋结构优化、机电预埋线盒和管线设施等细部结构进行优化,生成图纸。通过模拟拼装、拆分和碰撞检查等,对构件连接节点、管线连接点等关键节点进行深化设计,保证装配安装时安全无误。另外在拼装、拆分中可以统计各装配部件预制数量,对材料用量和成本进行预估和优化控制,从而实现精确化生产。装配建筑深化设计阶段依托BIM模型动态化演示,实现可视化和参数化和协同作业,辅助工程设计科学合理完成。

2.2BIM技术在构件预制生产阶段的集成应用分析

构件预制生产是装配式建筑建设中的重要环节。BIM技术在装配式构件预制生产阶段的集成应用主要体现以下几方面:

2.2.1基于BIM技术,设计单位与生产厂家可以完成协同作业

构件生产厂家与设计单位进行技术交底,数据信息对接,通过BIM模型参数化展现,生产技术人员可以一目了然了解设计意图;另外信息交换时通过信息转换平台,将BIM结构数据转换为生产设备需要的MES系统数据,就可以精确导出预制构件所需的参数化信息,预制厂家可以直接提取预制构件的几何尺寸、材料种类、数量、工艺要求等关键信息。最后预制厂家也可以通过BIM系统参与到构件优化更新设计中,结合生产中的实际情况提出优化意见,与设计单位进行协同作业,提升工作效率。

2.2.2基于BIM技术的信息集成化实现信息沟通、共享无障碍

利用BIM技术能保证预制加工信息准确传递。因为BIM技术的信息紧紧围绕模型储存,再加上可视化的特点,保证所有构件从设计到制作再到运输到安装,随时可以了解构件的信息状况。其次,工厂完成大批量预制构件后,为了便于管理准确查找可以在预制时植入RFID芯片,这样在配送、仓储中能通过芯片快速查找到构件,也便于拼接和吊装。

2.2.3基于BIM技术对预制构件质量控制

基于BIM模型可以实现可视化技术交底,准确的把每个操作细节和关键技术点交代清楚,减少因为技术水平和操作经验不足造成的失误。其次利用BIM技术对需要的模具建立三维模型,依据模型生产模具,保证模具的精确性,从而保障生产的构件精准。利用Revit软件加入模具复核检查,检查构件尺寸与设计要求是否有冲突,发现问题及时修正,避免造成重大损失。

2.3BIM技术在装配施工阶段的集成应用分析

2.3.1BIM在施工平面布置中的应用分析

装配式建筑施工对施工现场规划管理要求比较高,因为现场要布置塔吊设备,要规划运输线路和构件堆放场地,还有办公区施工区等,需要在施工准备阶段,利用BIM技术进行施工场地平面虚拟布置,明确施工中标准化布置,确保施工现场管理有序、布置合理。

2.3.2基于BIM技术装配施工质量管理

装配施工阶段,施工质量管理是施工现场管理的核心工作。在装配施工现场发挥BIM技术集成应用有利于提升施工管理水平。

(1)施工方案可视化交流探讨

施工准备方案阶段,为保证施工方案的科学合理性,运用BIM技术,建模分析施工方案的可行性、辅助各部门技术人员进行技术分析和论证,保证施工方案与实际情况紧密贴合。方案审核论证过程中基于BIM技术审图,结合实际数据通过模型碰撞审核图纸,及时向业主和设计方提供碰撞检查问题报告,以便尽早制定解决方案。

(2)基于BIM技术装配施工现场质量控制

BIM技术在吊装施工中也能够发挥重要作用。首先基于BIM模型的优化性,针对施工任务中交叉作业的部分,需要利用软件对任务细分优化,减少任务交叉干扰冲突,提升施工效率。其次通过对各施工队伍施工任务重组,进而促进任务优化协同,减少不必要的资源消耗提升施工效率。最后在构件制作、运输、存储中构件都有了唯一编码,利用BIM技术融合RFID技术对构件进行分类、定位,为吊装工作做好准备。基于BIM技术模拟演示吊装操作施工流程,达到可视化技术交底的目的,技术人员和装配施工操作人员掌握技术要领,严格依照施工规范要求执行装配操作。

(3)基于BIM技术进行施工进度管理中的应用

装配式建筑施工进度管理方面,传统管理方式是通过控制项目实施计划来完成。但是实际操作中由于对施工现场掌控力度不够或其他因素干扰往往出现进度紊乱的情况。基于BIM参数化模型,可以获得准确的工程量和科学的工作完成量,提高施工管理人员对施工过程的掌控力度,参数化的管理模式有利于控制项目实施计划保证施工任务合理有序的进行。施工过程中如果因为一些不可预见的突发情况,打乱施工进度,也可以依据BIM模型对施工进度计划进行调整,避免施工活动处于失控状态。

3结语

综上所述,装配式施工技术,因为在环保、节能和施工精度上都更具优势,因此未来必将成为建筑业的发展方向。BIM技术在装配式建筑中的集成应用实现了模拟施工、协同工作、模型检查、信息共享、保障决策、效率提升等集成化应用,可以说具有传统施工模式无法比拟的优势。然而作为一项新兴技术,若要在建筑行业中有效推进,并发展成为推动产业进步、提升企业效益的有效工具和技术手段,仍有一些问题需要在实际用中不断优化和完善,所以需要我们相关从业人员继续探索和努力。

参考文献

[1]李冰.BIM技术在装配式建筑中的集成应用分析[J].建筑工程技术与设计,2020,33:495-497.

[2]于立.基于BIM技术的装配式建筑集成体系研究[J].建筑工程技术与设计,2018,23:4 900-4 903.

[3]吴慧群.基于BIM技术的装配式建筑集成体系研究[J].建材发展导向(上),2018,16(10):17-19.

[4]张健,陶丰烨,苏涛永.基于BIM技术的装配式建筑集成体系研究[J].建筑科学,2018,34(1):97-102+129.

 作者:刘芳 彭征 单位:河北工业职业技术大学 中天建设集团有限公司