探究装配式建筑设计的 BIM方法

杨晶

摘要：目前我国建筑行业正在力求朝着环保化、信息化、工业化、绿色化的方向转变。在这样的背景下,绿色环保、节能减排的装配式建筑应运而生。同时,随着计算机网络与信息技术的不断发展,BIM技术也在日益成熟、完善。近年来,BIM技术在我国建筑行业得到了广泛应用,并在实际应用过程中表现出了突出的优势。在装配式建筑中应用BIM技术,可以为结构设计提供有效的指导,还可以避免预制构件设计不合理、生产不合格返工等现象的出现,有利于提高装配式建筑的结构设计水平。

关键词：BIM技术；建筑资源库；装配式建筑设计

1装配式建筑与BIM概述

1.1装配式建筑

在生产车间中预制好建筑的部品、构建、原料后,向施工现场运送加以安装,最后采用后浇筑砼或浆锚法相连而产生建筑产品称之为装配式建筑[1]。板材、砌块、盒式、升层升板、骨架板材等五种建筑类型均为装配式建筑。因为该类建筑有很多在车间加工完毕的建筑补品,因此导致原始现浇作业大大低于装配作业。采取建筑、装修相融合的设计,使功能现代化、设计多元化、生产车间化、施工装配化的模式形成,推动建筑行业转变成节省、集成、科技、环保等现代化形式,与绿色建筑的诉求相契合。

1.2 BIM技术

Building Information Modeling即建筑信息模型简称为BIM,其是通过数字技术对某一建筑项目的功能、物理信息进行表述,可以将BIM技术在项目各个阶段和参与方式各异的情况下完成录入、修正、输出项目信息等操作,拥有仿真性、可视性、改良性、协调化、可输出图等特征。作为项目信息协同、共享的载体-BIM技术,能够提供给项目从策划概念到维护拆掉整个生命周期决策根据。

2 BIM技术在装配式建筑中的应用现状

BIM技术具有可视化、协调性、模拟性等特征,在装配式工程项目建设中,可同步进行信息管理以及施工管理,有利于提升项目建设水平,缩短工期。BIM技术可对真实的建筑物进行模拟分析,进而实现建筑工程计量化以及可视化。随着科学技术的快速发展,BIM技术越来越完善,其在装配式建筑工程中的发展势头迅猛,并逐渐形成成熟的应用体系。我国已初步形成BIM技术在装配式建筑设计中的应用体系,并涵盖BIM相关软件、数据标准化等内容。

3预制装配式建筑设计的要求

3.1质量要求

该类建筑设计要求提升建筑工程中的生产质量、设计质量以及工作质量这三个部分。在预制装配式建筑施工中,也只有提高生产质量,才能更好的保证建筑施工的标准性、规范性,从而确保预制装配式建筑的整体质量和性能。

3.2进度要求

预制装配式建筑最为明显的特征就是有效的缩短了施工进度,因为在工程建设前,所需的零部件均由工厂生产制造,现场只需进行合理安装即可,大大的降低了时间的消耗。同时预制装配式建筑工程中很少应用预制基础,因此,在现场安装的过程中,工程可以同时开展构件等多个内容的生产作业。

3.3成本要求

同传统的工程建设相比,预制装配式建筑可以有效的减少人力、材料以及时间的消耗,进而降低相应的施工成本,不过如果是有具体要求的建筑工程,则需要结合实际情况合理的开展采购工作。

4 BIM技术在装配式建筑设计的应用

4.1基于BIM模型的建筑资源库设计

设计人员在利用BIM技术进行装配式建筑设计时,首先应构建建筑工程资源设计库。由于建筑工程资源库的内容比较广泛,因此,设计人员应从多角度出发,对各类资源构件进行统一整合,然后再利用BIM技术对建筑工程资源库的信息进行管理分层,提升资源构件的有序性。对于所有构件的设计信息,设计人员应采用报表的方式传递给建筑工程管理人员,以便进行材料资源表格绘制工作,为装配式建筑工程施工管理提供参考。

4.2基于BIM数据链接技术的装配式建筑设计

在装配式建筑工程施工全过程中都可应用BIM技术,设计人员可利用BIM技术对施工流程进行分解,然后对各个分解部分进行仔细分析,进而了解建筑工程结构件的尺寸信息、质量信息、形状信息等内容,为装配式建筑施工的顺利进行奠定基础。在装配式建筑设计中,BIM技术可充分展现出三维设计理念以及四维设计理念,对于建筑信息的整合以及施工方案各个环节的整合更加准确,能够有效避免施工过程中施工人员与管理人员之间的协调问题,同时还可避免出现数据不匹配、数据丢失的问题。

4.3埋件布置

预制构件中,埋件布置同样要严格遵循相应规范,其中梁柱埋件本身存在内嵌式梁柱。在梁柱当中,钢筋吊钩环以及木板钢筋吊钩环需要结合建筑和工程构造作出适当的调整,这种情况下,能够促使建筑工程结构更加科学合理。预制柱埋件时,还需要应用到专门的预制柱进行具体设置,同时还需要结合钢板高度对墙以及柱连接位置进行具体设置,对参数进行明确。此外,结合建筑物具体结构,针对建筑模型进行科学调整,促使参数可以充分符合模型基本需要,这样就能够极大提升工作效率。此外,需要将参数关联类型设定为全局参数,通过这种形式,能够促使工作人员能够站在整体角度对参数进行检查,判断其是否合理。

4.4装配式建筑深层设计

(1)构件拆分设计。设计人员在利用BIM技术进行建筑设计时,应重点考虑装配式建筑工程结构设计深度,具体体现在建筑楼板结构设计、建筑墙体结构设计中,设计人员可利用BIM技术,将装配式建筑各个结构件组合成为一个整体。需要注意,在利用BIM技术进行建筑深度设计时,设计人员应充分利用BIM技术的拆分功能,对各个深度的建筑结构进行拆分,将建筑结构分为多个独立的部分,然后再对各个独立部分进行仔细分析,明确装配式建筑工程结构件的数量、施工质量控制标准等。(2)图纸生成。装配式建筑设计人员在利用BIM技术形成建筑结构的模型后,对于三维图纸需进行二次深化,具体而言,需将建筑工程的生产加工类别信息数据转化为二维工程设计图纸,然后再利用二维设计图纸进行装配式建筑结构生产以及加工,而通过对深化设计图纸,可保证结构件信息更加明确。现如今,建筑工程建设规模逐渐增大,装配式建筑的各个构建数量比较大,如果采用传统的施工方式,可能无法满足客户实际需要,也不利于建筑施工,通过将BIM技术应用于装配式建筑设计中,能够保证设计数据信息的准确性,同时,通过对三维模型进行分析以及调整,可有效提升建筑工程内部结构指标的协调性,尽量避免在施工过程中,施工操作与施工方案相偏离的问题。

4.5实现了预制构件的标准化设计

BIM技术在实际的应用过程中通过建立一个共同的平台,使数据信息更具开放性和共享性,要求设计人员在设计过程中需要充分利用BIM技术,将建筑设计方案上传至项目“云端”服务器中,通过服务器来实现对数据信息的整合和处理。随着“云端”服务器的不断完善和发展,设计人员在实际的设计工作中,需要与云端服务器中的“族”进行对比优化,结合建筑物的尺寸,确保装配式建筑预制构件形状和模数尺寸的合理设计,确保装配式建筑设计的规范性和标准型。但并不意味着装配式建筑是单调的或者说是重复的,设计人员在日常的设计过程中,积累了大量的经验,确保了装配式建筑的优化设计,结合实际的使用需求,对建筑进行优化设计,同样可以产生丰富的平面和多样的立面,满足了使用者的多样化使用需求。

5结束语

随着建筑工业化进程的日益加快,我国预制装配式建筑得到了快速的发展,其结合了建筑设计的重点要求,考虑多方面因素的影响,并合理的优化整合了相关资源,进而提高预制装配式建筑的设计水平,为其进一步发展奠定基础。借助BIM技术,还可以适当减少不可再生能源的施用量,这样为我国建筑行业可持续发展起到推动作用。

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,2016,3(11):28-32.

[2]董苏然,许晓文,付素娟.BIM技术在装配式建筑设计中的应用实践[J].建设科技,2017,4(3):37-39.