基于BIM的装配式建筑协同设计方法

发表时间:2020/6/11   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:何君1 孟婧2
[导读] 摘要:随着建筑工程的规模不断扩大,建设周期长,需要消耗大量资源,同时对于周围环境也会造成一定的污染和破坏,而现阶段,我国的环境问题日益突出,各个行业领域节能降耗是大势所趋,建筑行业转型升级依然迫在眉睫。
        1云南大学滇池学院  昆明  650228;2昆明理工大学津桥学院  昆明   650106
        摘要:随着建筑工程的规模不断扩大,建设周期长,需要消耗大量资源,同时对于周围环境也会造成一定的污染和破坏,而现阶段,我国的环境问题日益突出,各个行业领域节能降耗是大势所趋,建筑行业转型升级依然迫在眉睫。装配式建筑的发展使得现阶段的建筑方式产生了重大变革,契合现阶段建筑行业转型升级的要求,可以有效达到节能环保的目标。BIM技术作为信息技术手段,将其应用于装配式建筑设计中,可以有效提升建筑设计水平,推动装配式建筑的发展。
        关键词:BIM;装配式建筑;协同设计方法
        引言
        目前,国内社会人口老龄化问题越来越严重,随之而来的是人口红利的削弱和人工成本的激增。传统的建设方法无法满足现代社会发展需求。由此,装配式建筑应运而生,并受到社会各界的高度关注。将BIM技术拓展应用到装配式建筑设计中,有助于推动整个建筑设计行业的良好发展。
        1BIM技术应用在装配式建筑设计中的优势
        现阶段,装配式建筑发展存在的困境并非表现在技术层面,而是如何有效整合资源,在资源整合方面需要依赖于现代信息技术,而BIM技术恰恰可以有效解决这一问题。当前,我国装配式建筑的产业链并不完整,各个环节的技术以及管理表现出不均衡的特点,比如设计环节的信息无法准确、高效的传递至生产以及装配环节,这就导致在实际建设环节出现多种问题,极大的限制了装配式建筑的发展。在装配式建筑中应用BIM技术的优势主要体现在其可以实现装配式建筑全过程的一体化,即从设计、生产到装配施工以及后期运行维护,各个环节之间可以实现信息共享,进而形成一条完整的产业链。基于此,装配式建筑可以实现设计标准化、生产数控化、管理信息化、施工集成化,对于装配式建筑的发展具有极大的促进作用。以往在装配式建筑设计阶段,主要以二维平面图纸为主,各个环节的信息流转共享均以此为主,这就导致在信息传递过程中易发生信息不对称问题,进而影响到后续生产以及施工装配。
        2BIM技术在装配式建筑设计中的应用形式
        2.1在户型设计中的应用
        (1)户型内部设计:保证户型构造合理性,是满足业主方对建筑功能空间基本需求的必要条件。建筑设计师要根据户型的构造形态,在数据库中检索对应的户型结构。设备设计师需参照户型结构设计方案,调整设备配置形态。与此同时,设备设计人员还要协调处理各类主体要素的内在联系,从根本上预防构件碰撞问题。剪力墙模块设计是整个模块化设计体系中的重点内容。优化剪力墙模块设计,可以提高协同设计效率,加强设计的标准性与精确性。(2)户型间设计:户型间设计是指通过传递户型功能的结构接口,选择对应的户型形成完整的建筑单元。建筑系统是指通过构件的有机整合,形成一个完整体系。其中,各户型不但具有独立功能,还存在着紧密的内在联系。户型间的共享构件称之为接口。接口是各户型间相互联系的重要媒介。有效解决接口问题是优化设计的关键步骤。按照构件的共享部位差异,可将接口划分为连接接口和重合接口两类。连接接口是指兼具协调性与共享性特征的组合构件,往往需要外部构件进行连接处理;而重合接口则是指共享部分重合的构件。对此,设计人员应遵循删繁就简的基本原则,删除重合接口中的重叠部分,在有效解决接口问题的基础上,保证建筑的完整性。
        2.2在标准化设计方面的应用
        (1)确保预制构件设计的标准化:装配式建筑即标准化预制构件的整体装配,是传统建筑设计模式的改造成果。在传统建筑设计模式中,多参照平面设计图纸对预制构件进行加工处理。

基于BIM技术的装配式建筑,可以整合预制构件模型,实现预制构件库的整体装配。在此过程中,逐渐形成完整的标准化预制构件库。(2)实现可视化设计:与传统建筑方式相比,BIM技术更加精细化。其可充分发挥人机技术相结合的优势,快速的修正处理设计方案中的缺陷。(3)合理拆分和改造构件:在装配式建筑设计中,合理拆分构件至关重要。通常来说,拆分构件都是在建筑设计图纸编制后进行的。拆分预制构件的流程如下所述:首先,指定专业人员结合实际需求,编制科学可行的策划方案。其次,严格参照设计方案拆分构件。从某种角度来说,基于建筑信息模型技术的可视化功能,可以有效调节建筑构件数量与配置形态。
        2.3动态化模拟施工方法
        在建筑工程施工阶段,基于BIM技术创建完整的三维立体空间数据信息模型,可以实现对各种空间要素和时间要素的整合,加快四维可视化设计进程。要想达到设计目标,设计人员还需具备较强的预见意识,严格控制装配式建筑的施工进度,合理安排施工工序。一旦察觉任何问题,务必参照实际情况实行调整处理。基于BIM技术对装配式建筑中较为复杂的施工部位予以模拟演练,可以确保施工人员全面了解施工环境,提高应急情况处理能力。同时,基于BIM技术创建安全可靠的云数据平台,可以全方位动态化监管装配式建筑的各个设计环节,加强监督管理的科学合理性。云数据平台作为装配式建筑中各类数据信息导入云端操控系统的重要媒介,能够实现各工程项目信息的检索与调用,提升施工作业时效性与精密性。
        2.4在协同化设计方面的应用
        (1)编制建筑工程协同设计方案:在建筑设计方案准备阶段,基于BIM技术构建三维立体空间数据信息模型,可协调处理整体架构、工程设备与装饰装修三方面工作的联系,参照规范性要求、经济性要求与可执行性要求完成设计工作。在编制设计方案时,应明确安全技术要点,并深入到建筑平面设计、立面设计与剖面设计三方面工作中。采取模数协调法,加大模板的集成程度。(2)设计初期阶段的协同设计:在编制建筑工程设计方案初期,需促进各专业的有机整合,加大设计工作深度。且明确建筑工程装饰原材料,对墙面和地板组合设计方案,以及立面设计方案予以整合,加强整体设计效果。在预制墙面构件的过程中,要充分考虑强电箱、弱电箱、开关装置与连接管线的位置关系,同时在建筑工程装饰装修工程设计中,完善施工设计图纸。基于BIM技术对已有的数据信息模型进行检查,以此为基准,客观衡量工程设计图纸的可执行性。此外,将三维立体空间数据信息模型中的技术信息作为建筑工程的施工依据,由此,综合分析建筑工程设计方案与成本分配方案,保证建筑工程施工流程顺应技术路线。(3)设计阶段的协同设计:在施工图纸设计阶段,可完成前期设计工作,以成熟化、精确化的技术手段作为基础,快速完成设计工作。再者,参照各专业的实际需求,促进构件制作厂、装饰厂与建筑材料厂的紧密配合。基于BIM技术创建可靠的云数据平台,完成构件的设计与整合工作,为构件制作厂提供必需的构件制作图纸,加强构件预留位置与连接点的准确性。与现浇架构相比,装配式建筑结构设计还需要参照建筑工程设计文件绘制连接部位构造图。建筑工程设计人员应严格遵守工作职责,协助架构专业人员绘制完整的构件制作图纸。
        结语
        综上所述,将BIM技术与装配式建筑设计相结合,可以有效解决当前装配式建筑存在的信息交流障碍、无法协同设计、各个环节无法有效衔接等问题,对于我国装配式建筑的发展具有极大的促进作用。
        参考文献
        [1]魏辰,王春光,徐阳等,BIM技术在装配式建筑设计中的研究与实践[J].中国勘察设计,2019(11):28-32.
        [2]刘丹丹,赵永生,岳莹莹等.BIM技术在装配式建筑设计与建造中的应用[J].建筑结构2019(15):41-44+106.
        [3]王淑嫱,周启慧,田东方.工程总承包背景下BIM技术在装配式建筑工程中的应用研究[J].工程管理学报,2019.157(6):43-48.
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