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[分享]装配式建筑设计的BIM方法

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设计是核心,设计院转型在即

与传统建造方式不同,装配式建筑使设计的龙头作用突显,给设计提出了更高的要求。面对逐步升温的装配式建筑,设计院必须步履紧跟、超前准备、精细研究。装配式建筑是一个高度集成的产品,设计是核心。设计对构件加工生产、施工工艺、维护保养等整个产业链的每个环节都要考虑到,并且要用BIM信息技术三维精细化设计。目前,在装配式这条产业链上,设计仍是比较薄弱的环节。国内具有丰富的相关设计经验,能独立、高质量完成装配式建筑全过程设计的企业可能不会超过十几家。

装配式建筑设计的BIM方法

新型装配式建筑是设计、生产、施工、装修和管理“五位一体”的体系化和集成化的建筑,不是“传统生产方式+装配化“的建筑,它应该具备新型建筑工业化的五大特点:”标准化设计、工厂化生产、装配式施工、一体化装修和信息化管理“,用传统的设计、施工和管理模式进行装配化施工不是建筑工业化。装配式建筑核心是”集成“,BIM方法是集成的主线。


BIM与标准化设计


1、标准化BIM构件库的建立

新型装配式建筑的典型特征是标准化的预制构件或部品在工厂生产,然后运输到施工现场装配、组装成整体。在装配式建筑BIM应用中,应模拟工厂加工的方式,以预制构件模型的方式来进行系统集成和表达,这就需要建立装配式建筑的BIM构件库。通过装配式建筑BIM构件库的建立,可以不断增加BIM虚拟构件的数量、种类和规格,逐步构建标准化预制构件库。

装配式建筑设计的BIM方法_2

装配式建筑设计的BIM方法_3

2、可视化设计

与传统建筑方式采用BIM类似,装配式建筑的BIM应用有利于通过可视化的设计实现人机友好协同和更为精细化的设计。

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3、BIM构件拆分及优化设计


传统方式下大多是在施工图完成以后,再由构件厂进行构件拆分。实际上,正确的做法是在前期策划阶段就专业介入,确定好装配式建筑的技术路线和产业化目标,在方案设计阶段根据既定目标依据构件拆分原则进行方案创作。

BIM信息化有助于建立上述工作机制,单个外墙的几何属性经过可视化分析,可以对预制外墙的类型数量进行优化,减少预制构件的类型和数量。

装配式建筑设计的BIM方法_5

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4、BIM协同设计

BIM模型以三维信息模型作为集成平台,在技术层面上适合各专业的协同工作。BIM模型还包含了建筑的材料信息、工艺设备信息、成本信息等,这些信息可以用来进行数据分析,从而使专业的协同达到更高层次。

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5、BIM性能化分析

运用CFD软件分析模拟出建筑物周围行人区1.5m处的风速小于5m/s,冬季建筑物前后压差不大于5pa,夏季建筑前后压差保持在2pa左右。此外,通过项目日照、投影的分析模拟,可以帮助设计师调整设计策略,实现绿色目标,提高建筑性能。

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BIM与工厂化生产

1、构件加工图设计

通过BIM模型对建筑构件的信息化表达,构件加工图在BIM模型上直接完成和生产,不仅能清楚表达传统图纸的二维关系,而且对于复杂空间剖面关系也可以清楚表达,同时还能将离散的二维图纸信息集中到一个模型当中,这样的模型能够紧密的实现与预制工厂的协同和对接。

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2、构件生产指导

在生产加工过程中,BIM信息化技术可以直观的表达构件空间关系和各项参数,能自动生成构件下料单、派工单、模具规格参数等,并且通过可视化的直观表达帮助工人更好的理解设计意图,可以形成BIM生产模拟动画、流程图、说明图等辅助材料,有助于提高工人生产的准确性和质量效率。

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3、通过CAM实现预制构件的数字化制造

将BIM信息数据输入设备,就可以实现机械的自动化生产,这种数字化建造的方式可以大大提高工作效率和生产质量。比如现在已经实现了钢筋网片的商品化生产,如果能打通设计信息模型和工厂自动化生产线之间的协同瓶颈,实现CAM指日可待。

BIM与装配化施工

1、施工现场组织及工序模拟

将施工进度计划写入BIM信息模型,将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D模型中,就可以直观、准确的反映整个建筑的施工过程。

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2、施工模拟碰撞检测

通过碰撞检测分析,可以对传统二维模式下不易察觉的错漏碰缺进行收集更正。如预制构件内部各组成部分的碰撞检测,地暖管与电器管线潜在的交错碰撞问题。

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3、复杂节点施工模拟

通过施工模拟对复杂部位和关键施工节点进行提前预演,增加工人对施工环境和施工措施的熟悉度,提高施工效率。

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BIM与一体化装修


1、装修部品产品库的建设

土建装修一体化作为工业化的生产方式可以促进全过程的生产效率提高,讲装修阶段的标准化设计集成到方案阶段可以有效的对生产资源进行合理配置。

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2、可视化设计

通过可视化的便利进行室内渲染,可以保证室内的空间品质,帮助设计师进行精细化和优化设计。整体卫浴等统一部品的BIM设计、模拟安装,可以实现设计优化、成本统计、安装指导。

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3、信息化集成

对装修需要定制的部品和家具,可以在方案阶段就与生产厂家对接,实现家具的工厂批量化生产,同时预留好土建接口,按照模块化集成的原则确保其模数协调、机电支撑系统协调及整体协调。

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4、装配式装修

装修设计工作应在建筑设计时同期开展,将居室空间分解为几个功能区域,每个区域视为一个相对独立的功能模块,如厨房模块、卫生间模块。由装修方设计几套模块化的布局方案,建筑设计时可直接套用。

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BIM与信息化管理

1、经济算量分析

按照工业化建筑的组成及计价原则分为预制构件部分和现浇构件部分。结合工业化建筑的特点自主开发了装配式设计插件,通过该插件可以将预制构件与现浇构件进行分类统计。通过分类统计可以快速对设计方案进行比选,实现在方案策划阶段对成本的初步控制。

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2、装配式建筑质量管理可追溯

实现在同一BIM模型上的建筑信息集成,BIM服务贯穿整个工程全生命周期过程。一方面,可以实现住宅产业信化另一方面,可以将生产、施工及运维阶段的实际需求及技术整合到设计阶段,在虚拟环境中预演现实,真正实现BIM信息化应用的信息集成优势。通过在预制构件中预埋芯片等数字化标签,在生产、运输、施工、管理的各个重要环节记录相应的质量管理信息,可以实现建筑质量的责任归属,从而提高建筑质量。

3、利用BIM云平台实现适时、全球化、数字化的管理

BIM信息化技术与云技术相结合,可以有效地将信息在云端进行无缝传递,打通各部门之间的横向联系,通过借助移动设备设置客户端,可以实时查看项目所需要的信息,真正实现项目合作的可移动办公,提高项目的完成精度。

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装配式建筑必将依托BIM信息化技术,开拓出一条依托于虚拟构件库、BIM信息化集成的BIM云平台的全产业链、全生命周期的创新应用之路 。      


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装配式建筑设计的BIM方法_1

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