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摘要:目前,我国现代建筑行业发展中,装配式建筑已经成为了主要潮流之一。而BIM(建筑信息模型)设计技术在在我国建筑行业的发展中起到了关键的促进作用。为促进装配式建筑寿命周期管理的科学化、合理化,并最终形成一个连贯的信息平台,提高装配式建筑项目的施工效率与质量,文章在对装配式建筑于BIM技术进行相关分析的基础上,对BIM设计技术在装配式建筑中的应用进行探究。
关键词:BIM技术;装配式建筑;应用
随着我国经济水平的不断发展,人们生活水平的大幅度提升,可持续发展与节能环保理念越来越受到人们的重视,在建筑行业中,由于装配式建筑具有成本低、工期短、污染低等特点,逐步成为了世人关注的焦点。而在信息化高速发展的当下,BIM设计技术对与建筑业的发展有着极大的促进作用,尤其是近年来,对于BIM技术在新型装配式建筑中应用的可行性及应用效果的研究、探索不断加深,并取得显著成效,经过分析可确定,BIM技术在装配式建筑中的应用与发展有着十分广阔的前景。
一、装配式建筑的优势
装配式建筑,指的是在工地上使用预制的构件进行装配形成的建筑。装配式建筑起源于20世纪初,发展于60年代,并因其施工工期短、造价成本低等优势在全世界范围内得到了快速发展。
(一)建设工期短
由装配式建筑的定义不难看出,装配式建筑施工是将预制好的构件在工地上直接装配,不用进行抹灰、钢筋捆绑等的工序,工厂进行预制构件的时间不在施工建设期的计算时间内,加上基本上是进行机械化作业,极大程度的节约了时间大部分都是用机械进行作业,取代了好多手工作业,从而节省时间。
(二)节能环保
节能减排、保护环境,一直以来都是国家所大力提倡的,二装配式建筑也正因如此得以快速发展。装配建筑所使用的钢模板、安全支架等许多材料都可以实现多次的循环利用,实现了节约资源的目的。而且预制构件是在工厂已经生产好的,只是进行现场组装,避免了施工现场的尘土飞扬与噪音污染。
(三)工程质量和安全性较高
传统建筑建筑施工一般都需要进行高空作业,也经常出现由于施工人员技术与素质水平不够高,极易在施工过程中导致施工质量与安全事故的发生。而装配式建筑施工多数是低空作业,首先就避免可高空坠物的危险,预制构件的装配都是由专业的技术人员进行机械化的操作,不但保障了施工质量,而且减少了安全隐患与安全事故的发生。
(四)提高劳动生产率,降低了成本
装配式建筑使用的预制构架是可以进行大批量生产的,而且在进行现场安装的时候不需要用到大量的脚手架和模板,大大的节约了施工的成本。装配式建筑还省去了一些传统建筑的施工流程,使得劳动率大大提升的同时还缩短了工期。
二、BIM设计技术原理及其特点
建筑工程项目中的各种相关信息数据构成了BIM设计技术的实施的基础,在这基础上以建立建筑模型的方式模拟建筑物的真实信息,可视化,协调性,模拟性,优化性以及可出图性是BIM技术的五大特点。
(一)BIM技术的可视化
传统的利用施工图纸,根据条进行空间的想象,已不能满足当今复杂多变、形式不一的建筑要求。而利用BIM设计技术将设计图纸中的平面线条实现三维立体化的展示,使施工人员可以全面的、立体的了解设计方案,可以形成与构件之间的互动性和反馈性可视化。除此之外,通过对BIM设计技术的充分利用,能够有效的实现建筑工程中的设计、建造以及运营等状态的可视化。
(二)BIM技术的协调性
在建筑工程施工中,各单位之间的高度协调性极为关键,而BIM技术的协调性可以有效的缓解沟通不到位的问题。BIM技术提供的主要四数据协调的协调方式,根据在建筑工程施工前期各部门、不同专业之间产生的问题的协调过程及结果生成有效数据,以此来协调解决电梯井布置、净空要求、地下排水布置以及与其他设计布置之间的冲突。
(三)BIM技术的模拟性
BIM技术的模拟性不仅仅是体现对建筑物模型进行模拟的方面,还体现在可以对虚拟的事物进行高度的仿真模拟。包括设计阶段进行的节能模拟、热能传导模拟以及日照模拟等,招投标阶段的施工组织设计模拟,成本控制模拟,突发事故处理模拟,后期运营阶段模拟等等。
(四)BIM技术的优化性
BIM技术的优化性体现在整个建筑工程的设计、施工、运营过程中。建筑工程的整体优化受限于时间、信息及其复杂程度。准确的信息是进行合理优化的基础,而这正是BIM技术的优势所在,它集成了建筑物实际的所有信息及其变化后的所有信息。对于复杂程度较高的建筑,BI配套其他优化工具都可实现不同程度的优化。
(五)BIM技术的可出图性
区别于一般的建筑设计图纸,BIM技术在对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟以及优化后,可以输出一些关于综合管线、综合结构留洞的图,施工人员根据这些图可以避免一些不必要的错误,还可以有针对性的进行施工方案的改进。
三、BIM技术在装配式建筑中的应用
作为建筑行业发展的未来趋势,装配式建筑也面临着诸多困难与问题,尤其是在全寿命周期管理中遇到的问题的影响最大。由于装配式建筑需要使用到多种类型的预制构件,而工程的参与方较多,极易出现信息不集中的问题,导致预制件的制作清单、运输及组装等过程中出现配合上的不协调,也导致了预制构件的施工信息难以掌握,增加了施工管理的难度。更甚者,在信息无法及时收集与处理的情况下,一旦预制构件出现损坏将导致整个建筑物的质量问题。BIM技术在装配式建筑的成功应用,能够使这些问题得到较好的解决。
(一)BIM技术在装配式建筑设计规划阶段的应用
在设计规划阶段,BIM技术发挥了极大的作用,其协同一致、相互关联以及参数化等优势,能够对一些设计冲突与设计变更问题起到很好的解决作用。首先,BIM技术在设计阶段的应用能够很好的弥补传统方法在定量分析、数据处理等方面科学性不足的缺陷,最关键的BIM技术可以模拟建筑物的空间信息与场地条件,进行有效的、科学的选址的规划和场地分析。传统的设计图纸无法对建筑的动态信息进行及时的反应,无法很好的解决设计的冲突问题,更无法根据设计图纸进行科学的工程造价计算。而利用利用BIM技术绘制图纸和建立模型,能够实现对各个参数的有效关联,任何一个构件的参数发生改变,管线冲突等都可以可视化的反应在模型中,并且提供大量的工程量信息以及定额信息,大大降低了成本预算的误差。
以埋件地科学合理布置为例。装配式建筑施工中埋件是否科学合理会对其整体建设质量造成不小的影响,因此我们就应当利用BIM技术来确保设计科学合理。首先,我们在装配式建筑设计中应用BIM技术上除了要明确下拆分原则之外,针对优质构件开展埋件布置的设计也务必要确保其合理性。其次,在预制柱埋件设计中需要先设置一个专用预制柱族,然后针对柱和墙体二者相连的地方还应当为其设计出一个相应高度的钢板。另外,在模型搭建之前设计人员要根据建筑规模数据利用BIM技术进行建模演示,并针对所出现的问题或者是不达到要求的地方进行优化,这样既有助于提高工作效率,又能最大限度确保建筑结构科学合理。
(二)BIM技术在装配式建筑生产制造阶段的应用
在构件的生产制作阶段,将BIM技术与RFID(无线射频识别)技术进行有效的结合,把含有构件的材料种类、规格大小、使用位置等信息的RFID芯片植入到相应种类的预制构件中,实现对该构件的标签编码的唯一性标志,确保构件的生产、存储、运输、吊装等过程中信息的准确性,便于预制构件的安装、查找与更换。除了为构件的生产管理提供有效数据之外,BIM技术的应用还可以使每个预制构件的存储、质量监测、生产等信息实时的反应在数据管理上面,为实现预制构件零缺陷、零库存的目标提供技术支持。
(三)BIM技术在装配式建筑施工建造阶段的应用
在装配式建筑施工阶段,对预制构件的库存与现场管理进行改善是
BIM技术应用的重要价值,有效的避免了施工现场构件丢失或错用构件的现象发生。而且BIM技术与RFID技术的有效结合,还可以实现对构件的实时跟踪控制,及时获得并传递信息,降低人为差错。BIM技术的应用,还可以利用施工模拟模型来对施工、成本计控制等行优化,有效的保障工程质量。还可以与其他技术手段结合,实现对各种资源投入、实用情况,以及整个施工过程进行模拟和动态规划。通过模拟规划,能够对存在的问题进行有效的优化,避免工期的延长、成本的增加。
(四)BIM技术在装配式建筑运营维护阶段的应用
BIM技术在装配式建筑运营维护阶段的应用主要是为相关单位反应建筑各构件及建筑整体的使用情况、及其相关的数据信息。在物业管理方面,BIM软件通过与相关管理软件的连接,可以为物业管理人员提供建筑物的各项参数,使其能够据以做出科学的决策。BIM技术与RFID技术的结合还被广泛应用于建筑的设施管理与门禁系统方面。此外,BIM技术还能应用于装配式建筑的扩建与拆除方面,通过构件等结构的各项指标进行分析检测,能够有效的避免结构的损伤,实现构件资源的高效回收,并根据其使用寿命进行合理的二次利用。
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