【學習園地】多圖詳解!裝配式建築設計如何應用BIM?
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裝配式建築是設計、生產、施工(gōng)、裝修和管理“五位一(yī)體”的體係化(huà)和集成化的建築,而不是“傳統(tǒng)生產方式+裝配化”的建築,用(yòng)傳統的設計、施工和管理模式進行裝(zhuāng)配化施工不是建築工業化。
裝配式建築的核心是(shì)“集成(chéng)”,BIM方法是“集成”的主線。這條主(zhǔ)線串聯起設(shè)計、生產(chǎn)、施工、裝修和管理的全過程,服務於(yú)設計、建設、運維、拆除的全(quán)生命周期,可以數字化虛擬,信息化描述各種係統要(yào)素,實(shí)現信息(xī)化協同設計、可視化裝配,工(gōng)程量信息的交(jiāo)互和節點連接模擬及檢驗等全新運用,整合建築全(quán)產業鏈,實現全過程、全方位的信息化集(jí)成。
一、BIM與標準化設計
1.標準化BIM構件庫的建立(lì)
裝配式建築的典型特征是(shì)采用(yòng)標準(zhǔn)化的預製構件或部品部件。裝配式(shì)建築設計要適(shì)應其特點,通過裝配式(shì)建築BIM構件庫的建立,不斷增(zēng)加BIM虛擬構件(jiàn)的(de)數量、種類和規格,逐步構建標準化預製構件庫(kù)。
2.可視化設計
BIM應用有利(lì)於通(tōng)過可視化的設(shè)計實現人機友好協同和更(gèng)為精細化的設計。
外牆板(bǎn)可視(shì)化設計
3.BIM構件拆分及優化設計
鋁模板係統(tǒng)組裝簡單、方便,平均重量在20kg左(zuǒ)右,完全由人工搬運和(hé)拚裝,不需要任(rèn)何機械(xiè)設備的協助,而且係統設計簡單,工人上手速度和模板翻轉速度很快。熟練的安裝工人每人每(měi)天可安裝20-30平方米,大大節約人工成本。
外牆板數量優化
加工圖
4.BIM協同設計
BIM模型以三(sān)維信息模型(xíng)作(zuò)為集成平台,在技(jì)術層麵上適合各專業的協同工作,各專業可以基(jī)於同一模型進行工作。
BIM模型還(hái)包含(hán)了建築的材料信息、工藝設備(bèi)信息、成本信息等,這些信息可以用來進行數據分析,從而使各專業的協同達到更高層次。
協同設(shè)計—碰撞檢查
5.BIM性(xìng)能化分析
通過對項目日照、投影的分析模(mó)擬,可(kě)以幫助設計師調整設計(jì)策略(luè),實現綠色目標,提高建築性能。
CFD流場模擬
Ecotect日照模擬
二(èr)、BIM與工廠化生產
主要從(cóng)兩個方麵分析:鋁模板租賃(lìn)與購買哪個更經濟;鋁模板、木模板、大鋼模板成(chéng)本對比(bǐ)。
1.構(gòu)件加工圖設計
通過BIM模型對建築構件的信息化表達,構件加工圖在BIM模型上直接完成和生成,不僅能清楚地傳達傳統圖紙的二維關係,而(ér)且對於複雜的空間剖麵關係也可以清(qīng)楚表達,同時還能夠(gòu)將離(lí)散的二維圖紙信息(xī)集中到一個模型(xíng)當中(zhōng),這樣的模型能夠更加緊密地(dì)實現(xiàn)與預製工廠的協同和(hé)對接。
構件加工圖
構件生產(chǎn)模擬(nǐ)
2.通過CAM實現預(yù)製構件的數字化製(zhì)造
借助工廠化(huà)、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(xī)數據輸入設備,就可以實現機械的自動化生產,這種數字(zì)化建造的方式(shì)可以大大(dà)提高工作效率和生產質量。
比如現在(zài)已經實現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、自動成形、自(zì)動焊接(綁紮),形成標準化的鋼筋(jīn)網片。如果能打通設計信息模型和工(gōng)廠(chǎng)自動化生產(chǎn)線之間的協同瓶頸,實(shí)現CAM將指(zhǐ)日可待。
三、BIM與裝配化施工
1.施(shī)工現場組織及工序模(mó)擬
將施工進度計劃寫(xiě)入BIM信息模型,將空間信(xìn)息與時間信息整合在一個(gè)可視的4D模(mó)型(xíng)中,就可以直觀、精確地反映整個建築的施工(gōng)過程。提前預知(zhī)本(běn)項目(mù)主要施工的控製方法(fǎ)、施工(gōng)安排是否均衡,總體計(jì)劃、場地布置是否合理,工(gōng)序是(shì)否正確,並可以進行及時優(yōu)化。
施工過程模擬
2.施工安裝培(péi)訓
通過虛擬建造,安裝和施工管理人員(yuán)可(kě)以非(fēi)常清晰地獲知裝配式建築的(de)組裝構成,避免二維圖紙造成的理解偏(piān)差,保證項目的如期進行。
3.施工模擬碰撞檢測
通過碰撞檢(jiǎn)測分析,可以對傳統二維模式下不(bú)易察覺的“錯漏碰缺”進行收集更(gèng)正(zhèng)。如預製構件內部(bù)各組成部分的碰撞檢(jiǎn)測,地暖管與電器管線潛在的交錯碰撞問題。
碰撞(zhuàng)檢測(cè)
4.複雜節點的施(shī)工模擬
通過施工模擬對複雜部位和關鍵施工節點進行提前預演,增加工人對施工環境和施工措施的熟悉度,提(tí)高施工效率。
關鍵(jiàn)節點(diǎn)施工模擬
四、BIM與一體化裝修
1.裝(zhuāng)修部品產(chǎn)品庫的建設(shè)
土建裝修一體化作為工業化的生產(chǎn)方式可以促進全過程的(de)生(shēng)產效(xiào)率提高,將裝修階段的標準(zhǔn)化設計集成到方案設計(jì)階段可以有效地(dì)對生產資源(yuán)進行合理配置。
精裝產(chǎn)品庫建設
2.可視(shì)化設計
通過可視(shì)化的便利進行室(shì)內渲染,可以保證室內的空間品質(zhì),幫助設計師(shī)進行精(jīng)細化和(hé)優化設計。整體衛浴等統一部品的BIM設計、模(mó)擬(nǐ)安裝,可以實現設計優化、成本統計、安裝指導。
家(jiā)居庫(kù)
3.信息化集成
產業鏈中各家具生產廠商的商品信息都集成到BIM模型中,為內裝部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,可以在方案階段就與生產廠家對接,實(shí)現家具的工廠批量化生產,同時預留好土建(jiàn)接口,按照模(mó)塊化集成的(de)原則確保其模數協調、機電支撐(chēng)係統協(xié)調及整體協調。
精(jīng)裝集成(chéng)衛(wèi)浴(yù)
4.裝配(pèi)式裝修
裝修設計工作(zuò)應在(zài)建築設(shè)計時同期開(kāi)展,將居室空間分解為(wéi)幾個功能區域,每個區域(yù)視為一個相對獨立(lì)的功能模塊,如廚房模塊、衛生(shēng)間模塊。在(zài)模塊化設計時,綜合考(kǎo)慮部品的(de)尺寸關係,采用標準模數對空間及部品進行(háng)設計,以利於部品(pǐn)的(de)工廠化生產。
一體化裝修流程
五、BIM與信息化管(guǎn)理
1.經濟算量(liàng)分析
經濟算量的主要原則是做(zuò)到“準(zhǔn)量、估算”,按照工業化建築的組成及計(jì)價原則分為預製構件部分和現澆構件部分。通過(guò)分類統(tǒng)計可以快速地對設計方案進行工程(chéng)量分析,從而進行方案比選,再由確定的工程量結合地區的定額計算出本項目的工程量清單,實現在方案策劃階段對成本的初步控(kòng)製。
2.RFID實(shí)現裝配式建築質(zhì)量(liàng)管理(lǐ)可追溯
實現在同一BIM模型上的建築信息集成,BIM服務貫穿整(zhěng)個工程全生(shēng)命周期過程。一方麵,可以實現住(zhù)宅(zhái)產業信息化(huà);另一方麵,可以將生產、施工及運維階段的實際需(xū)求及技(jì)術(shù)整合到設計階段,在虛擬環境中(zhōng)預演現(xiàn)實,真正實現(xiàn)BIM信息化應用的信息集成優(yōu)勢。通過在預製構件中(zhōng)預埋芯片等數字化標簽,在生產(chǎn)、運輸(shū)、施工(gōng)、管理的各個(gè)重要環節記錄(lù)相應的質量管理信息,可以實現建築質量的責任歸屬,從而提(tí)高建築質量。
BIM服務於全生命周(zhōu)期過程
3.利用(yòng)BIM雲平台實現適時、全球(qiú)化(huà)、數字(zì)化的管理
BIM信(xìn)息(xī)化技術與(yǔ)雲技術相結合,可以(yǐ)有效地將(jiāng)信息在雲端進行無縫(féng)傳(chuán)遞,打通各部門之間的(de)橫向(xiàng)聯係,通過借助移動設備(bèi)設置客戶端,可以實時查看項目所需要的信(xìn)息,真正實現項目合作的(de)可移動辦公,提高項目的完成精度。