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绿色装配式建筑及其BIM技术应用的思考

发表时间：2021/1/29 来源：《建筑科技》2020年8月上作者：陈丽

[导读] 构件构建和BIM技术尚处于起步阶段，在某些方面还有待改进。但是国家相关政策支持和技术逐渐成熟为BIM软件在装配式建筑设计中的进一步发展提供了良好的前景。如果每一步都向信息化、产业化靠拢，建筑业的目标将更容易实现。

四川南充银科建设工程有限公司陈丽 637000

摘要：构件构建和BIM技术尚处于起步阶段，在某些方面还有待改进。但是国家相关政策支持和技术逐渐成熟为BIM软件在装配式建筑设计中的进一步发展提供了良好的前景。如果每一步都向信息化、产业化靠拢，建筑业的目标将更容易实现。
关键词：绿色装配式建筑；BIM技术应用；思考
        1导言
        现代科学技术的飞速发展，促进了BIM技术的出现，基于对装配式建筑特点的保留，促进了建筑设计向数字化、自动化和智能化的转变。BIM技术有两个优点：①从原有的二维设计到三维立体设计，通过直观模型解决各专业同步设计的问题，有效缩减了设计周期。②提高建筑设计的精确性，在装配式建筑设计中，建筑设计、施工中的各个环节能够实现软件模拟。BIM技术的应用是装配式建筑设计的创新，极大地提高了装配式建筑的精度、施工效率和质量，对促进其发展具有重要意义。
        2.BIM技术与装配式建筑概述
        装配式结构，即直接现场组装工厂生产的预制构件，受气候变化影响较小。另外，装配式建筑可以极大的减少一线工人的数量，节约劳动力，提高劳动质量，缩短施工周期。装配式建筑施工过程可分为3个阶段：装配式建筑构件制造阶段、运输机械运输阶段以及装配式建筑构件的现场安装阶段。装配式建筑主要通过对3个施工阶段的控制来控制整个工程的质量、进度、成本和安全性。与其他建筑方式相比，装配式建筑具有极大的优势，可以规范设计生产模式、实现标准化设计，同时能达到管理信息化及装修一体化的目标。装配式建筑技术于2002年被引入建筑业，信息技术在建筑业中的应用将建筑工程各阶段的信息数据纳入计算机模型，通过三维信息技术实现信息一体化，并对建筑结构尺寸、机电、排水、采暖等方面进行全方位的协调。同时BIM技术还包括可视性、协调性、模拟性和优化性等其他优点。将BIM技术与装配式建筑工程相结合，可以解决由于设计、施工、构件加工、连接不足等各种原因造成的资源浪费问题。BIM软件可以有效提取项目相关信息，缩短项目时间控制成本，提高质量和施工安全性，增加项目效益。为了实现快速有效的可持续发展，装配式建筑工程中已经充分使用了这一技术。同时，建筑安装工程采用EPC模式，可以对整个安装进行规划，EPC模式与BIM技术在一定程度上具有很高的契合度，EPC模式能够最大限度地整合项目设计、采购和施工的所有可用资源，而BIM技术可以应用信息手段对EPC模式各部分进行协调，使建筑业的人员和信息得以充分利用。
        3.BIM与装配式建筑
        3.1BIM与标准化设计
        装配式建筑数字建造中BIM信息模型是所有产业链的基础，BIM模型和设计、生产、施工、装修、管理都有密切联系的相关内容。装配式建筑设计应基于标准化构件库，建立以构件为单位的整体，因为装配式建筑的典型特征是标准化的预制构件或部品在工厂生产，运输到施工现场装配，组装成整体。基本单元依然是预制构件，需要通过BIM软件，将数据集成在构件中，来建立BIM信息化建筑模型，这是和传统建模软件操作不一样的地方。装配式建筑设计要适应其特点，在传统设计方法中是通过预制构件加工图来表达预制构件的设计，平、立、剖图纸的表达还是二维表达形式。在装配式建筑BIM应用中，应模拟构件工厂加工的流程，以“预制构件模型”的方式来进行系统集成和表达，这需要建立装配式建筑的BIM构件库。在BIM标准件设计阶段，应用程序组件化思维设计模式，提高设计师工作效率，实现数据库模型标准化，从而形成构件设计数据库、埋件模型数据库和钢筋模型数据库。通过合作项目实践积累过程数据，在BIM操作面上可以进行库的筛选，在族库自有积累基础上结合现有新特征进行修改，节省时间，另数据库可自动匹配相似数据，在匹配基础上进行快速优化和调整。

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除了对标准构件进行深化设计外机电模型深化设计需综合考虑机房、管井、地下室等管线密集区域中给水、排水、强弱电、通风、采暖、消防等防排烟、消防水系统、照明管线等各专业系统的综合排布，另需检测管线穿墙部分是否与暗柱、构造柱、圈梁等相冲突，人防门及消防卷帘门的开闭是否与机电管线布置相冲突等。土建模型也需进行BIM信息化深化设计，基于设计进度节点进行模型的拆解，并根据构造要求，以完整包含施工所需要的构件信息，即构件尺寸、节点大样、配筋等，根据后期施工信息实时更新数据库。
        3.2BIM与工厂化生产
        BIM技术用于指导构件的工厂化生产，BIM表达内容是以工厂生产为目标，而不像传统方式一样，没有明确的定位和对象，在构件建立的时候一定是基于工厂生产信息化这样的一个表达，把设计的信息传到工厂，让工厂根据设计的信息进行生产和加工。通过BIM模型对建筑构件信息化表达，构件加工图在BIM模型上直接完成和生成，表达出复杂的空间剖面关系，同时将二维图纸上的离散信息集成在模型中，在生产加工过程中，可以直观看到配筋的空间关系和各种参数情况，自动生成构件下料单、派工单、模具规格参数等生产清单，实现BIM模型与预制工厂的协同和对接。
        3.3BIM与装配化施工
        将施工进度计划嵌入BIM信息模型，将空间与时间维度信息整合在一个可视的4D模型中，直观、精确地反映整个建筑的施工过程。通过构建模型，可以提前预知项目总体计划是否合理，场地布置是否合理、施工工序是否合理，并及时进行优化。通过对复杂施工部位和关键施工节点提前预演，强化工人对实际施工环境和施工步骤、施工措施的熟悉度，提高工作效率。研究发现，在设计阶段模拟装配、实施碰撞检测等，可以有效解决现场装配中遇到的新问题，并提高施工过程的效率。实际工作中，生产的所有材料不可能在现场都实验组装一遍，但BIM软件可以帮助实现虚拟组装实验，如整体卫浴在BIM中进行虚拟组装实验来帮助解决节点接口的问题。另一方面，BIM最重要的一个功能是可以用来进行构件、材料的工程量量算，从而帮助进行成本、材料、人员管理。因此，数字建造的基础是BIM信息化建筑模型，通过BIM和装配式建筑的结合，可以支撑装配式建筑的数字化建造。
        3.4BIM与部品装修
        BIM模型集成产业链中各家具供应商提供的个人信息与产品信息，为内装部品的量算统计提供数据支持。对装修需要定制的部品和家具，在方案阶段与生产厂家对接，实现家具的提前预定和批量化生产。同时预留土建接口，按照模块化集成原则确保模数协调、机电系统协调及整体协调。装修设计工作不应等所有前期工作完毕后再开展，而是与建筑设计同时开展的，将居室空间依照使用功能的不同分为厨房模块、卫浴模块等，根据对卫浴或厨房整体设计的要求，由装修房设计好模块化布局方案，在建筑设计时直接套用模块化方案。方案中需要综合考虑部品的尺寸关系，采用标准模数对空间和部品进行设计，以利于部品工厂化生产。装修方在装配方案设计时，按照工厂下单图纸的精度标准进行，避免误差，提高现场装配效率及部品的精确程度。
        4.结语
        综上所述，BIM技术的推出一改以往的建筑设计的繁琐性，不仅转变了生产方式，更有效的提高了装配式绿色建筑工程的施工效率及质量，因此相关人员需对此加强重视度，将该技术与装配式绿色建筑有效的结合，从而才能推动我国建筑行业的可持续发展。
参考文献
[1]余括.基于BIM技术的装配式建筑应用研究[J].铁路技术创新,2019(04):116-119.
[2]王成元,徐理,曾海明,郭秋兰,廖菲菲,蔡运芳.BIM技术在装配式建筑全寿命周期中的应用[J].合作经济与科技,2019(16):128-130.
[3]张乐.BIM技术在装配式建筑施工中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2019(19):19.
[4]任宏伟,于淼,才士武.基于BIM的装配式建筑施工成本控制[J].华北理工大学学报(自然科学版),2019,41(03):95-101.