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装配式建筑设计中BIM技术的应用剖析

时间:2022-05-16 14:15:04 浏览次数:

摘要:本文概述了装配式建筑与BIM技术的涵义,对装配式建筑设计中BIM技术的应用价值进行了阐述,重点分析和探讨了装配式建筑设计中BIM技术的具体应用,以供参考。

关键词:BIM技术;装配式;建筑设计;应用

BIM技术依托于现代化信息技术,结合装配式建筑设计本身的固有特点,推动实现了装配式建筑物设计的数字化、自动化、智能化发展。BIM技术最突出的优点:①实现了建筑设计由二维制图到三维立体建模的有效转化;②它能够细化到建筑设计的每一个环节,涉及到装配式建筑设计及施工建造中的每一个结构部件。可以毫不夺张地说,BIM技术给装配式建筑设计带来了革命性的更新,使装配式建筑更加精准化、高效化、高质化。

一、装配式建筑与BIM技术的概述

(一)装配式建筑

装配式建筑的施工方法与传统建筑的施工方法相比有很大的差别,其主要差别表现在建筑构配件上,装配式建筑的生产方法比较工业化。生产结束后,这些配件被直接安装,其工业化特征尤为明显。这也体现出装配式建筑少现场作业、高效率生产以及季度因素影响小的特点。

(二)BIM技术

BIM技术的发展与三维数字技术的发展密切相关,它主要通过一些三维建模软件和建筑工程的原始数据来构建一个建筑模型。在建模过程中采用BIM技术的最大优势之一就是能够将建筑工程的某些数据信息准确地表达出来,其中包括建筑材料的性能质量和建筑的大概形状。由于建筑信息可能随时变更,BIM技术还具备通过数字技术改变已构建建筑模型数据的功能,以便建筑模型的数据能够随时建筑工程进度保持一致。

二、装配式建筑设计中BIM技术的应用价值

(一)加快装配式建筑物的设计效率

BIM技术的有效应用为装配式建筑设计过程中涉及到的各个领域各个部门搭建了一个高度共享的设计信息交流平台。建筑设计过程中,各个专业技术人员通过网络设计信息共享平台可以上传并获取本专业的设计信息、设计标准及设计情况,从而实现了装配式建筑物结构设计的同步性和共享性。不仅如此,云计算技术在装配式建筑中的有效应用增加了BIM技术三维虚拟建模系统对所建模型的纠错能力,能够自动筛选出各专业之间存在的设计摩擦,帮助各专业设计人员及时发现现存问题,及早寻找新的设计契合点。

(二)提高装配式建筑设计精度和部件预制精度

BIM技术实现了装配式建筑设计由二维设计向三维设计的巨大转变,使装配式建筑无论是在结构设计方面,还是在拼接组装预制结构部件方面,其建造精度都大幅提升。依托于BIM技术中的三维建模虚拟仿真系统,设计人员可以将自己拟定好的装配式建筑设计方案的规格、布局、尺寸、样式上传至三维建模虚拟仿真系统的内置服务器中。通过云计算技术对上传的设计方案中的相关参数及数据信息进行识别、整合、分析,对比各个不同的建筑设计方案,进行合理筛选,将装配式建筑的结构设计和结构部件的精度误差控制在合理范围之内。

(三)推动实现装配式建筑预制结构部件的设计标准化

装配式建筑物预制结构部件的设计标准化主要体现在预制结构部件的样式、规格及尺寸上。由于BIM技术具有建筑设计信息收集、整合、归类、存储、共享的功能,借助于BIM技术能够提高建筑设计信息的开放性与共享性,通过建立不同装配式建筑物预制结构部件的标准化"族”库,能够详细记录不同部件的设计性能要求及参数规范

三、装配式建筑设计中BIM技术的具体应用

装配式建筑现阶段已成为我国城市建筑行业的发展大势。BIM技术在装配式建筑中的有效使用有助于提高建筑项目设计及施工效率、降低建筑能耗、减少建筑施工对周边环境的污染、降低建筑项目设计及施工成本等。结合当下BIM技术在装配式建筑设计中的应用情况来看,主要涉及到以下几个方面:

(一)BIM三维建模及图纸设计

新兴的BIM技术既能够用于装配式建筑结构的三维立体化建模,也能够用于装配式建筑物预制部件的图纸设计,且设计效率和设计精度都有显著的提高。设计人员在使用BIM三维虚拟仿真系统设计装配式建筑物结构模型时,首先需要对建筑物待建区位进行地质勘测、集群布局、建筑测绘,以得到必须的设计参数。通过BIM设计系统建立的数据库,上传测绘得到的设计参数信息。BIM根據这些信息,在设计人员的操控下,能够快捷、精确地设计出装配式建筑结构部件的尺寸与规格,完善建筑物外在造型设计。此外,由于BIM设计系统能够准确区分数据之间的关联性,一旦有错误数据、遗漏数据、失真数据都会生产系统预警,提醒设计人员存在的数据讹误。

(二)建立BIM建筑设计数据库

将新兴的大数据技术和云计算技术融合到BIM设计系统中,可以形成BIM建筑设计5D关联数据库。该数据库能够大量存储装配式建筑设计及其预制部件设计相关技术参数,并实现参数的整合、归类、分析、甄别,使建筑设计更加高效化和标准化。不仅如此,BIM建筑设计5D关联数据库还广泛地使用在建筑项目施工、检测、管理等多个方面。如预算装配式建筑施工成本、核算装配式建筑工程量、实现建筑工程现场监督的可视化等。

(三)预制构件拆分

BIM建筑设计系统还具备结构分析模型。设计人员通过将结构分析模型导入到计算机工作系统中,能够准确地拆分出装配建筑预制构件的界面信息、轮廓信息、材质信息等构造信息。设计人员可以参考分析结构,结合装配式建筑设计建造的现实所需对预制构件进行局部调整和修改。

(四)施工阶段中的应用

BIM技术在建筑施工阶段中的应用主要体现在施工管理与现场质量检测两个方面。例如,通过利用RFID技术和BIM技术结合,可以准确控制预制部件的物流信息;再如,用BIM预先模拟施工流程,可以合理优化实际施工过程中的资源配置,为施工单位节约成本。

四、结束语

综上所述,在如今这个经济发展的时代,越来越多的新型技术得以发展,建筑行业装配式建筑以其自身的独特优势迅速发展了起来,正是它的蓬勃发展使它对设计人员的要求变得更高了。然而,传统的二维制图技术已经满足不了建筑业快速发展的需求,出现了效率低下和错误率高等一系列问题,BIM技术的运用使建筑模型立体化,使其在准确率和效率上都得到了较大改善,解决了设计人员的一些烦恼。

参考文献:

[1]崔乃夫,杨慧冉.BIM技术在装配式建筑设计中的应用实践分析[J].建筑技术开发,2018(17):60-61.

[2]胡瑛,裴利剑.装配式建筑设计施工中BIM技术的应用研究[J].价值工程,2018(28):212-213.

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