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BIM技术在装配式建筑设计中的研究与探索
摘要:在建筑行业的数字化浪潮中,装配式建筑作为一种高效、环保的建筑方式,正逐渐成为行业的主流选择。装配式建筑的核心在于其设计与施工的模块化和标准化,这要求设计与施工过程必须高度协同和精确。建筑信息模型(BIM)技术,作为一种先进的数字化工具,为装配式建筑的设计与实施提供了前所未有的可能性。
关键词:BIM技术;装配式建筑设计;有效应用
1 BIM技术的定义和基本原理
建筑信息模型(BIM)是一种数字化工具,其核心原理在于创建、管理和协调建筑工程项目信息的全生命周期。它以一个集成的数字模型为基础,包括建筑物的几何形状、构建细节和多种属性数据。这个模型提供了清晰的三维可视化效果,使各方更容易理解项目的空间结构和构建细节。同时,BIM模型整合了多种信息,如材料、成本、进度、性能等,实现了信息的统一管理。多个部门可以共同使用BIM模型,实现实时协作和信息共享,确保项目的一致性和准确性。此外,BIM技术还支持各种可视化分析,如碰撞检测、能源分析和成本估算,有助于项目决策的支持。总而言之,BIM技术以数字模型为核心,为建筑和工程项目提供了高效的信息管理和协同工作平台,从而提高了项目的质量和效率。
2 基于BIM技术的装配式建筑设计优势分析
2.1 可以更加直观地呈现设计方案
利用BIM技术进行模型构建,可以直观形象地展示出建筑结构,并且这种结构模式更加地符合现实场景,建筑工作人员在观察时可以了解得更加全面和清晰,方便建筑工作人员理解,最终达到提高建筑工程质量的目的。BIM技术除了本身的模型构建功能之外,还可以整合数据资源,形成资源库。工作人员可以通过查看BIM技术中的信息,清晰可靠地了解装配式建筑设计中需要用到的人员、材料等。在确保信息准确度的同时,还能避免丢失信息。
2.2 可以有效地提升设计装配式建筑的效率
装配式建筑设计中,设计人员需要对各项数据进行采集、整理和分析,这些繁冗复杂的工作不仅工程量大,而且容易出错,还有可能延长设计工程项目的周期,增加施工的人力和物力成本。然而,如果将BIM技术与装配式建筑设计相融合,不仅在收集信息时更加方便、准确,降低人力和物力成本,还能在短时间内制订出比较合适的设计方案。BIM技术的可视化功能,可以方便施工人员与设计人员的沟通与交流,减少理解上出现的失误,从而避免返工,在施工过程中可以一步到位,缩短整个建筑工期的时间,有效地提升设计装配式建筑的效率[1]。
2.3 以BIM为基础构建工业工程资源库
要实现BIM在装配式建筑生产中的高效应用,就必须建立一个完整的建筑资源库,这是BIM技术应用的前提。工业建设的资源库由零件库、构件库等组成。BIM技术将建筑物中的各个要素的信息都包括在内,能够按照自己的需要进行建造,从而节约了很多的时间,还能够对各个部分的型号信息、尺寸大小、形状特征等进行更好地了解,从而为施工提供了很大的方便。此外,在BIM技术的基础上,也可以实现对建筑材料库等的大量信息的输入。BIM在装配式施工中具有很大的方便性,同时也为其奠定了坚实的基础。
3 BIM技术在装配式建筑设计中的应用
3.1 BIM模型建立及绘制
利用BIM技术建立了数字化装配楼信息模型,所有后续设计工作围绕模型展开。首先,通过可视化辅助图形编辑软件进行装配式建筑建模,根据测绘、地质等基础数据建立参数数据库,对装配式建筑各构件的尺寸和规格等参数进行标注;从而使装配式建筑构件设计更加智能化、便捷化。同时,由于模型中某个参数数据的变化,与之相关的所有组件信息都会随着更新而变化。BIM模型相关性的特点可以有效地解决由于图纸之间的错误和遗漏而导致的信息不一致问题。另外,在开放接口的帮助下,建立了预制房屋各种结构的参数化构件配置模块,为以后的系统自动生成构件匹配和安装步骤打下了良好的基础[2]。
3.2 BIM集成化协同设计
在装配式建筑工程项目中,牵涉到了很多不同的专业,在设计的时候就会由于涉及不同专业和不同工序环节,导致设计时顾此失彼。但借助BIM技术构建可视化模型,并通过网络信息技术进行不同施工专业间的信息共享,综合不同专业的需求,达到集成协同设计的目的。
在集成协同设计时,各专业要有一定的权衡与取舍,不仅要在建筑功能、质量、成本之间保持平衡,如一味降低成本而降低质量,同时也要考虑不同专业,不能只为了方便一个工种,而没有考虑其他工种。这就需要建立一个囊括不同专业的集成设计模型,整合各个专业各施工阶段的信息,进行一体化的设计。这种整合不同专业的一体化设计,势必会让设计工作变得更加复杂与困难,在传统的设计工作中很难达到兼顾,所以在后续时常会有冲突,并需要不断调整,导致成本、施工时间都随之增加。但利用BIM技术仿真模拟,就可以在设计阶段提前模拟出设计方案存在的不同专业冲突问题,在未施工前就及早加以预判,并及时调整,避免了施工过程中的矛盾冲突,以及设计变更、返工等带来的资源浪费,提高设计效率。
3.3 施工安全中应用
目前,我国建筑业的安全生产现状不容乐观,安全事故频发,给人民群众的人身和财产带来了重大的经济和社会危害,采用BIM技术进行工程建设能够很好地解决这一问题。通过BIM模型,可以达到视觉交底的作用,在进行仿真施工的过程中,可以使工人对安全隐患有一个清晰的认识,提高他们的安全意识和作业技巧,从而使他们可以更有针对性地进行安全施工。运用BIM技术,可以对建筑的布局做出一个合理的计划。在此基础上,还可以将建筑仿真与真实的进度相融合,从而对整个工地进行动态的计划。
3.4 建筑性能的持续监测
BIM技术支持对装配式建筑性能的持续监测。通过集成传感器和监控系统,BIM模型可以实时收集建筑的性能数据,如温度、湿度、光照和空气质量等。这些数据可以帮助运维团队了解建筑的实际运行状况,及时发现性能下降或异常情况。基于BIM的监测系统还能够预测建筑部件的寿命和维护需求,提前规划维护活动,延长建筑的使用寿命。通过持续监测和分析,BIM技术有助于确保装配式建筑的长期性能和可持续性[3]。
3.5 施工现场布置优化
将参与建设的企业给出的初步现场布置图扫描录入到BIM系统中,之后在BIM系统例调取各相关元素的模型,如吊装设备、构件堆场、现场加工棚、模板堆场、运输通道等,按照入场的顺序,在现场布置图中依次对应模拟,进行提前演练,观察是否会发生冲突,提早发现问题,并加以细化调整,得到最佳的现场布置方案,使装配式建筑施工现场设计得更加规范有序。
4 结束语
综上所述,当前时期,为了推动中国建筑业的可持续发展,建筑行业领域中装配式建筑的发展速度不断提高,装配式建筑效益提升日益明显。由此可见,设计单位应自觉顺应市场环境的发展变化,主动改革设计理念,保证装配式建筑工程设计质量,让整体建设成本不断降低,缩短建设周期。这个过程中,BIM技术特点比较突出,如可视化、模拟化和动态化,必须以此为基础科学设计装配式建筑,全面发挥该技术的价值。
参考文献:
[1]王云松. BIM技术在装配式建筑深化设计中的应用研究 [J]. 科学技术创新, 2024, (16): 179-182.
[2]汪逢阳. BIM技术在装配式建筑深化设计中的应用 [J]. 新城建科技, 2024, 33 (06): 16-18.
[3]郭飞,李二要,丁丹娟. BIM技术在装配式建筑设计中的关键问题研究 [J]. 智能建筑与智慧城市, 2024, (06): 64-66.