【學(xué)習園地】多圖詳解!裝配式建築設計如何應用BIM?
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裝配式建築(zhù)是設計、生產、施工、裝修和(hé)管理(lǐ)“五位一體”的體係化和集(jí)成化的建築(zhù),而不是“傳統生產方式+裝配化(huà)”的建築,用傳(chuán)統(tǒng)的設計、施工和管理模式(shì)進行裝配化(huà)施工不(bú)是建築工業化。
裝配式建築的核心是“集成”,BIM方(fāng)法是“集成”的(de)主線。這條主線串聯起設計、生產、施工、裝修和管理的全過程,服(fú)務於設計(jì)、建設、運維、拆除(chú)的全生命周期(qī),可以(yǐ)數字化虛擬,信息(xī)化描述各種係統(tǒng)要素(sù),實現信(xìn)息化協同設計(jì)、可視化裝配,工程量信息的交互和節點連接模擬(nǐ)及檢驗等全新運用,整合建築全產業鏈,實現全過程(chéng)、全方(fāng)位(wèi)的信息化集成。
一、BIM與(yǔ)標準化設計
1.標準化BIM構件庫的建立(lì)
裝配(pèi)式建築的典型特征是采用標準化的預製構件或部品部件(jiàn)。裝配式(shì)建築設計要適應其特點,通過裝配式建築BIM構件庫的建立,不斷增加BIM虛擬構(gòu)件的數量、種類和規格,逐步構(gòu)建標準化預製構件庫。
2.可視化設計
BIM應用有利於通過可視化的設計實現人機友好協同和更為精細化的設計。
外牆(qiáng)板可視化設計
3.BIM構件拆(chāi)分及優(yōu)化設計
鋁模板係統組裝簡單、方便,平均重量在20kg左右(yòu),完全由人工搬運和拚裝,不需要任何機械設備的協助,而且係統設計簡(jiǎn)單,工人上手速度和模板(bǎn)翻轉速度很快(kuài)。熟練(liàn)的安裝工人每人每天可安裝20-30平方米,大(dà)大節約人工成本(běn)。
外牆板數量優化
加工圖(tú)
4.BIM協同設計
BIM模型以三維信息模型作為集成平台,在技術層麵上(shàng)適合各專業的協同工作,各專業可以基於同一模型進行(háng)工作。
BIM模型還包含(hán)了建築的材料信息、工藝設備信息、成本信息等(děng),這些信息可以用來進行數據分析,從而使各(gè)專業的協同達到更高層次。
協同設計—碰撞(zhuàng)檢查
5.BIM性能化分析
通過對項目日(rì)照、投影的分(fèn)析模擬,可以幫助(zhù)設計(jì)師調整設計策略,實現綠色(sè)目標,提高建築性能。
CFD流場模擬
Ecotect日照模擬
二、BIM與工廠(chǎng)化生產
主要從兩個方麵分析:鋁模板租賃與購買哪個更(gèng)經(jīng)濟;鋁模板、木模(mó)板、大鋼模板成(chéng)本對比。
1.構件加工圖設計
通過BIM模型對建築構(gòu)件(jiàn)的信息化表達,構件加工圖在BIM模型上(shàng)直接(jiē)完成和生成,不僅能清楚地傳達傳統圖紙的二維關係,而且對於複雜的空間剖麵關係也可以清楚表達,同時還能夠將離散的二維圖紙信息集(jí)中到一個模(mó)型當中,這樣的模(mó)型能夠更加緊密地實現與(yǔ)預製(zhì)工廠的協同和對接(jiē)。
構件加工圖(tú)
構件生產模擬
2.通過CAM實現預製構件的數字化製造
借助工廠化、機械化的生產方式,采用集中、大型的生產設備,隻需要將BIM信息數據輸(shū)入設備,就可以實現(xiàn)機械的自動化生產,這種(zhǒng)數字化建造的方式可以大大提高工作效率和生產質量。
比如現在已經實現(xiàn)了鋼筋網片的商品化生產,符合設計要求的鋼筋在工廠自動下料(liào)、自動成形、自動焊接(綁紮),形(xíng)成標準化的鋼筋網片。如果能打通設計信息模型和工廠自動化生產線之間的協同瓶頸,實現(xiàn)CAM將指日可待。
三、BIM與裝配化施工
1.施工現(xiàn)場組織及(jí)工序模擬
將施工進度計(jì)劃寫入(rù)BIM信息模型,將空間信息與時間信息整合在一個可視的4D模(mó)型中,就(jiù)可以直觀、精(jīng)確地反映整個建築的(de)施工過程。提前預知本項目主要施工的控(kòng)製方法(fǎ)、施工安排是否均(jun1)衡,總體計(jì)劃、場地布置是否合理(lǐ),工序是(shì)否正確,並可以進行及(jí)時優化。
施(shī)工過程模擬
2.施工安裝培訓
通過虛擬建造,安裝和施工管理人員可以非常清晰地獲知(zhī)裝配式建築的組裝構成,避免(miǎn)二維圖紙造成的理解偏(piān)差,保證項目(mù)的如期進行。
3.施工模擬碰撞檢測
通過碰撞檢測分析,可以對(duì)傳統二維模(mó)式下不易(yì)察覺的(de)“錯漏碰缺(quē)”進行收集更正。如預製(zhì)構件內部各(gè)組成部分的碰(pèng)撞檢測,地暖管與電器管線潛在的交錯碰撞問題。
碰(pèng)撞檢測
4.複雜節點的施工模擬
通過施工模擬對複雜部位和關(guān)鍵施工節點進行提前預演,增加(jiā)工人(rén)對施工環境和施工措施的熟悉(xī)度,提高施工效率。
關鍵節點施工模擬
四(sì)、BIM與(yǔ)一體化裝修
1.裝修(xiū)部品產品庫的建設
土建裝修一體化作為工業化的生產方式(shì)可以促進全過程的生產效率提高,將裝修階段的標準化設計集成到方案設計(jì)階段可以有效地對生產資源進行合理配(pèi)置。
精裝產品庫(kù)建(jiàn)設
2.可視(shì)化設計
通過可視化的便利進行室內渲染,可以(yǐ)保證室內的空間品質,幫助設計師進行精細化和(hé)優化設計。整體衛浴等統一部品的BIM設(shè)計、模擬安裝,可以實現設計優化、成本統計、安裝指導(dǎo)。
家居庫
3.信息化集成
產業鏈中各家(jiā)具生產廠商的商品信息都(dōu)集成到BIM模型中,為內裝部(bù)品的算量統計提供數據支持。對裝修需要定製的部(bù)品和家具,可以在(zài)方案階(jiē)段就與生產廠家對接,實現家具的工廠批量化生產,同時預留好土建接口,按(àn)照模塊化(huà)集成的原則確保其模數協調、機電支撐係統協調及整體協調(diào)。
精裝(zhuāng)集成衛浴
4.裝(zhuāng)配式裝修
裝修設計工作應在建築設計時同期開展,將居室(shì)空間分解為幾個功能(néng)區域,每個區域視為一個相對(duì)獨立的功能模塊,如廚房模塊、衛生間模塊。在模塊化設(shè)計時,綜(zōng)合考慮部品的尺寸關係,采用標準模(mó)數(shù)對空(kōng)間及部品進行設計,以利於部品的(de)工廠化生產。
一(yī)體化裝修流程
五、BIM與信息(xī)化管理
1.經濟算(suàn)量分析(xī)
經濟(jì)算量的主要原則是做(zuò)到“準量、估算”,按照工業化建築的組(zǔ)成及計價原則分為預製構件部分和現澆構件部分。通(tōng)過分類統計可以快速地對設計方案進行工程量分析(xī),從而進行方(fāng)案(àn)比選,再由(yóu)確定的工程量結合地區的定額計算出本項(xiàng)目的工程量清單,實現在方案策劃階段對成本的初步(bù)控製。
2.RFID實現裝配式建築質量管理可追溯
實現在同一BIM模型上的建築信息集成,BIM服務(wù)貫穿整個工程全生命周期過程。一(yī)方麵,可以實現住宅產業信息化;另一(yī)方麵,可以將生(shēng)產、施工及運維階段(duàn)的實際需求及(jí)技術整合到設計階段,在虛擬(nǐ)環境中預演現實,真正(zhèng)實現(xiàn)BIM信(xìn)息化應用的信息集成優勢。通過在(zài)預製構件中預埋芯片等數字化(huà)標簽,在生產(chǎn)、運輸(shū)、施工、管理的各個重要環節記錄相應(yīng)的質量管理信息,可以實現建築質量的責任歸屬,從而提高建築質量(liàng)。
BIM服務於全生命周期過程
3.利用BIM雲平台實現適時、全(quán)球化、數字化(huà)的管理
BIM信息(xī)化技術與(yǔ)雲技(jì)術相結合,可以有效地將信(xìn)息在雲端進行無縫傳遞,打通各部門之間的橫(héng)向聯係(xì),通過借助移動設備設置客戶端,可以實時查看(kàn)項目所需(xū)要的(de)信息,真正實現項目(mù)合作的可移動辦公,提高項目的(de)完成精度。