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摘要:预制装配式建筑与一般建筑的区别在于,该建筑方式更加注重对信息交流的效率和固件设计的优化程度。BIM技术可以有效解决信息传递交流不畅的问题,促进预制装配式建筑关键的预制构件生产问题的解决和优化,从生产流程中的信息交换和信息传递方面,促进预制构件在工作流程上各方面的信息沟通和交互。
关键词:预制装配式建筑;BIM设计;建筑设计
预制装配式建筑是按照统一的结构形式和设计标准,预先进行建筑构件的大批量生产,在施工现场进行机械化组装的建筑。预制装配式建筑核心是预制构件,预制构件的生产流程是各阶段各方沟通的关键,由于缺乏专业化的信息传递标准,生产流程衔接不畅,导致进度匹配不合理,返工率高,阻碍了预制装配式建筑的发展。
一、BIM技术概述
BIM技术是建筑信息化模型的简称,是完备的信息模型,是将工程项目在各个不同阶段的工程信息和资源集中于一个模型,项目各工程方都可以方便参考。使用三维数字技术可以模拟建筑物的真实信息,为设计施工提供协调一致的内部信息模型,使项目各方协调一致,协同工作,保证预制装配式建筑工程的质量,按时完工。BIM技术的出现是为了确保项目各方有效的信息交换,为其提供信息基础,参数化建模和可视化特点可以增强建模效率和沟通直观性,数字化也方便了各阶段各方的协调管理。BIM标准保证了BIM技术发挥技术优势,现今BIM技术的可实用性和操作性仍然有提高的余地。BIM设计具有以下特点:
(一)可视化
建筑行业的可视化运用对于工程方非常重要和方便,对于施工方来说必不可少。预制装配式建筑对于建筑构件、整体拼装都有严格的标准,而且建筑形式复杂,BIM为设计施工人员提供了可视化思路,使工作人员可以看到三维立体的实物造型,构件之间形成互动和反馈。BIM建筑信息模型中,项目设计、建造运营、流程中的沟通交流整个过程都是可视化状态。
(二)协调性
协调性是项目各方在设计施工过程中不可回避的问题,项目的协调性保证了施工进度,在施工出现问题时,可以协调有关人员寻找问题发生的原因和解决办法。BIM技术的协调性就表现在在项目前期对各方面的问题进行协调,,并生成数据,协调建筑物内部设计。
(三)模拟性
BIM不仅可以模拟建筑物的三维立体模型,还可以预先模拟现实世界中的操作,为后期项目施工打下基础。以根据设计模拟实际施工,确定合理的施工方案,实现成本控制,也可以模拟日常紧急情况的处理。
(四)优化性
工程的设计施工运营是一个不断优化的过程。在BIM的基础上,可以做更好的优化。BIM可以提供建筑物的实际信息,整理复杂的信息,借助BIM的设备的帮助,提供各种优化工具,实现对复杂项目优化的可能。
二、预制装配式建筑的设计流程
预制装配式设计的构建能否按照原计划拼装,取决于预制构件的设计质量。所以预制装配式建筑的核心是预制构件的生产。预制装配式建筑的构件组成,是在普通建筑设计的流程上,考虑到预制构件的特殊性,加入预制构件的初步设计和深化设计的环节,重新布置设计流程。
预制装配式建筑的BIM流程分为方案阶段、初步设计,施工图和构件深化四个阶段。预制构件外观和功能设计是初步设计的基础。合理的工具类型选择和尺寸选择,将极大提升预制构件的批量生产规模,提高工作效率。预制构件的深化设计是关键的环节,预制构件信息确定后,进入深化设计阶段,深化设计阶段后直接生产成型。在深化设计时,预制构件的生产就要考虑实际施工工地的实际情况,将各方需求转换为具有实际可操作性的模型和图纸,在预制构件上对现今和后续的功能实现宏观把握,实现预制构件深化设计的高度集成化。
(一)方案设计阶段
方案设计阶段,设计人员根据建筑的实际参数创建建筑工业设计模型,作为整个BIM模型的基础,为设计后续阶段提供依据。
(二)初步设计阶段
在方案设计方案的基础上,依据计划可行性和经济性原则,设计人员可以创建建筑设计模型和结构初步模型,预制构件的生产方依据预制装配型建筑的生产要求和需求,选择预制构件合适的尺寸和参数,建立预制构件初步模型并对模型不断进行完善,保持对模型设计的更新和优化。
(三)施工图设计阶段
施工图设计阶段,设计和施工人员,可以通过BIM的各种基本应用,创建建筑施工图的基本设计模型和建筑内部机电化施工图模型,准备交付到施工阶段。
(四)构件深化设计
在此阶段,预制构件各参与方可以各自提出自己的需求和问题,通过项目总承包方的统计,将问题反映给预制构件生产方。生产方将根据这些问题和需求,明确反映在深化设计阶段。各参与方参与协调,统筹安排,总承包方依据各方的需求,对于深化阶段后的施工图纸进行审核,形成预制构件的最终设计,并提交给生产方。
三、BIM技术在信息交互方面的应用
预制装配式建筑流程中,BIM技术涉及的应用中,关键是对预制构件流程信息传递和信息交流的优化,其中对于预制构件的合理划分,可以为工作人员提供正确的构件选择,也为后期构件生产、安装和维护打下良好的基础。合理的拆分可以使预制构件更好的满足各种预制装配式建筑的安装,适用于各种尺寸的建筑物。构件库是一种资源库,按照标准化模式化的原则,在统一构件生产方和施工方的意见后,形成了具有较强集中能力的资源库。工作人员可以直接从资源库中选取构件,预制构件的尺寸和参数的准确度大大提高,也提高了工作效率,提高了预制装配式建筑的标准化程度。构件库中的标准化体现在通过参数化,可以适用多种预制装配式建筑的尺寸参数,提高了预制构件的标准化和通用化程度。为保证预制构件生产环节的信息交流,BIM技术还可以编制具体的信息交流标准。因为预制装配式建筑信息交流内容多,路径复杂,预制构件生产的信息交流量非常大。建立标准化的信息交互方式迫在眉睫。标准化的信息交互可以提高信息交流效率和信息传递的准确度,是项目设计和施工流程的重要技术保障。
四、BIM技术的信息交互标准包括:
(一)初步设计阶段的信息交互
交互信息名称为预制构件初步设计模型,内容为设计工作人员根据所需的设计构建的需求和外观参数,选择构件库中的原始构件,建立初步设计模型,并交付给生产方,生产方可以根据各方面的需求来进行进一步的深化设计。
(二)构件深化设计阶段的信息交互
交互信息内容主要为多方面的需求的整合,项目总负责方面将各方面的需求进行综合的统计和整合,集中反映给构件生产方面,生产方面根据各方面需求,对构件设计进行集中改善和优化。预制构件深化设计模型设计阶段,内容信息交互内容生产方面整合各方需求,制定生产目标,选择合适的生产工艺,深化设计模型的信息交互,对于施工以及建筑后期运营维修中的各种问题,进行综合的考量和优化。
结语:
预制装配式建筑是建筑企业未来的发展方向,而BIM技术是预制装配式建筑不可缺少的建筑流程应用,能够有效推动预制装配式建筑的发展。BIM技术在预制构件方面,可以通过优化设计流程,使信息传递更加流畅,提高预制构件工作效率,有利于预制装配式建筑的发展。
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