BIM技术在装配式建筑中的应用研究

发表时间:2021/6/23   来源:《建筑实践》2021年40卷2月第5期   作者: 杨磊
[导读] 目前装配式建筑在建筑业中运用比较普遍,借助BIM技术可以对建筑构件的设计、运输、组装、检测等过程进行监控和管理

        杨磊
        西安高新技术产业开发区房地产开发有限公司,陕西 西安710000
        摘要:目前装配式建筑在建筑业中运用比较普遍,借助BIM技术可以对建筑构件的设计、运输、组装、检测等过程进行监控和管理。本文通过对BIM技术的特点和作用的概述,从设计阶段、生产运输、施工过程等方面探讨了BIM在装配式建筑中应用的主要内容。希望能给工程人员带来参考,提高工程建设水平。
关键词:BIM技术;装配式建筑;应用研究
        
        BIM技术是利用数字表现形式,来呈现建筑物的物理实体和功能特征,它以项目工程的数据信息为前提,构建三维建筑模型,从而为加快建设进度提供技术支持和规范管理。科学研究BIM技术性的特性和实质,剖析其在装配式住宅中的具体运用状况,为BIM技术的优化和推广提供依据,是十分必要的。
1 BIM技术功能概述
        一是建模功能。其性能是BIM技术体系构建的关键,借助系统存储的参数、数据、信息完成三维建模,能对建筑物进行立体和直观的显示,使工作人员能快速发现建筑物中存在的问题。如建筑物位置及结构施工是否合理,结构设计是否影响管线综合系统,进而对建筑模型进行科学的调整[1]。
        二是计算函数。建筑物结构强度、应力与建筑物设计内容密切相关,依托BIM技术建立的信息交换系统中包含了多种数学模型,可根据设计数据进行建筑物结构强度、应力的计算,使设计者完成观测,确保建筑物结构力学体系的科学性。BIM技术具有仿真功能,通过仿真指标、参数、位置等,进行人工调试,使工艺参数达到规范要求。
2 BIM在装配式建筑中的应用
        在建筑工程中可以借助于Revit软件,输入可编辑的、可驱动的族文件,提升模型控制的具体作用,将构件、钢筋、埋件等结构作为族文件。举例来说,预制墙板可分为三类:无孔型,有窗型,有门型。以孔洞大小作为可编辑参数,进行建模操作。在绘制钢筋图纸时,可根据其具体特点,设置规格、折弯角度等参考平面,进行预制件的设计。在应用BIM技术进行夹心外墙板设计时,模块还包括保温层、装饰面层和保护层等结构。从而使BIM技术设计者能够建立起以板厚、边线作为参数基础的保护层模型,获取和更新信息数据,保证数据的一致性和平衡性,克服信息冲突情况。
        比如,一幢楼有27层,层高2.8米,总面积为22.28万平方米。建筑面积134700m2的装配式住宅,设计8度的抗震强度,其中预制部分包括内墙,外墙,楼梯,阳台,叠合板等结构。工程结构比较特殊,施工难度较大,需要借助BIM技术,配合辅助软件进行施工。从而可以利用Revit完成建筑设计,直观地显示预制件的数据,包括位置信息、材料组成、几何尺寸等,方便后续工作。该工程外墙为夹层结构,可通过BIM软件输入壁板厚度、材料信息,并将模型导入Revit软件进行完善设计,突出建筑设计的智能性。
        
        图1.BIM建筑模型
3施工阶段的应用
        3.1质量安全管理
        在建设阶段,保证工程施工的稳定、安全,减少事故发生概率是建设阶段的重要任务。借助BIM技术,可帮助施工人员对施工现场环境进行细致的分析,从而有针对性地实施安全控制措施,维护工程的安全性。如利用BIM技术可对多种施工模式进行仿真仿真,检验工作安全性。如有安全隐患,则能深入分析问题的原因,总结预防措施,并加强对全体员工的监督和防范。采用BIM技术可以对施工工艺、材料的完成质量进行评估和管理,利用其中的平面布局模块,整合工程施工材料,帮助建设部门快速找到所需材料,对比设计过程和施工建筑材料的特性,从而加强施工材料的管理。利用BIM技术中的模拟演练模块,可以制定出合理的技术标准,从而提高建筑施工的规范性和科学性。
        3.2加强交通管制
        运载构件时,可将RFID芯片安装在车辆上,实时跟踪收集情报信息,分析构件尺寸,确定运输路线。多数工程建设项目在施工阶段由于场地限制,可存放的构件较少。与此同时,储运环境中存在着诸多不利因素,厂家将材料运输到现场需要一定的时间,因此借助BIM技术可以在信息共享平台上实时监控部件数量,设计运输车辆的车型,制定最佳的装车方案,提高运输效率,避免部件运输时发生碰撞,降低运输成本,提高运输安全性。
        3.3探测碰撞
        借助于BIM技术软件构建建筑工程的三维模型,能有效地优化建筑图纸、结构图纸的内容。仿真了多个子工程的吊装管线布置,避免了管线交叉、水暖交叉等问题,减少了安全事故的发生,避免了资金浪费。采用BIM技术在建筑工程变更设计过程中的应用,可以通过调整模型,提高工程造价,节约人力、时间,提高工程施工效率,避免因施工造成的数据变量重复计算,从而提高施工效率和质量。
        3.4生产制造
        组装式建筑工程的关键在于构件的制作,这项工作实际上就是设计与吊装的衔接模块,通过BIM信息系统,制造商可以得到构件的具体材料、规格和尺寸结构[3]。根据具体标准完成有针对性的生产制造,将生产数据实时传送到BIM系统,从而掌握施工构件的制作流程,加强施工过程的指导。利用RFID和BIM技术,对实际情况进行扩展编码,提高建筑工程构件制造的精度。组件制造阶段对装配式建筑的要求比较高,需要结合规范来操作,但传统的设计图一般都是二维的,很容易出现读图失误的情况。利用BIM技术建立三维立体模型,可帮助施工人员从多角度观察和分析建筑物的结构模型,显示实际参数尺寸,从构件库中收集构件信息,反馈给生产厂家,防止构件误判影响施工质量,降低施工风险。
        3.5进行模拟仿真
        组装式工程项目自动化、机械化程度高,生产工艺复杂,安全防护标准和要求也比较高。为此,在施工前期,模拟装配提升过程,完善施工方案和流程,提高构件的生产精度。采用BIM技术,对临时设施、构配件设施、立式机械等施工场地进行布设规划,以降低成本和二次浪费,优化提升施工效率。装配前期可针对BIM技术进行可视化对接,通过三维展示过程,完成多部门的沟通与协调,模拟安全突发事件,提前制定并完善应急预案,做好安全管控,降低施工风险。
        3.6构件运行阶段
        项目施工结束后,需对预制构件进行检测与控制。通过BIM信息共享系统,查询装配式建筑中构件的信息及位置,对构件施工的安全性、耐久性及其它性能进行科学分析,以便于后续的抢修和维修工作,突出装配式工程的数字化运营管理。借助于BIM系统的数据库,可以收集和反馈建筑的实际运行情况,当建筑达到预期的使用寿命时,通过对构件的质量检测,判断其是否能继续投入使用,从而节约资源,实现建筑的可持续建设与发展。
4 结束语
        BIM技术性在装配式住宅中的运用,能够提升工程建设的实效性,使施工队伍能快速发觉装配式住宅在设计方案、工程施工和检修全过程中发生的问题,详细分析工程项目,提升工程建设品质。从而借助BIM技术对装配式建筑的全生命周期进行监控,使其与安全管理要求相匹配,促进建筑工程的信息化和产业化。

参考文献
[1]刘博.装配式建筑过程中BIM技术的应用探析[J].绿色环保建材,2020,(06):186-187.
[2]卢睿.基于BIM的装配式建筑一体化协同设计[J].安徽建筑,2020,27(05):159-160.
[3]李菁.BIM技术在装配式建筑中的应用[J].居舍,2020(14):55.
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