科普培训
科普培训
当前位置:首页 > 科普培训 >

科普知识|基于 BIM 基础下的装配式建造智慧分析

发布时间:2022-05-11 12:40:00
导语

近年来,随着我国经济的快速发展带动了许多行业的发展,其中就包括建筑行业。而基于BIM技术下装配式建筑在建筑行业的应用,使得建筑行业的发展进入一个全新的智慧建造阶段。本文章将以BIM技术为核心,围绕装配式建筑在设计、施工、监理、规划管理等多角度建设的智慧建造进行研究分析,可以多方面的体现并论证BIM技术下装配式建筑在建筑设计施工中的应用与其智慧建造的便利。

图片

BIM技术下的装配式建筑智慧建造

在建筑建设和投入使用的过程中,会造成很多社会性问题,比如:施工管理困难、浪费大量资源、噪音粉尘污染等等。基于此,建筑物智慧建造模式应运而生。其中,智慧建造作为智能化装配式建筑的重要组成部分,渐渐受到各个行业的关注重视。

BIM技术下装配式建筑设计

BIM的工程项目信息集成与三维模型仿真模拟等功能使用于装配式建筑设计过程中,能够保证其设计工作更加完善与有效。两者的结合会在工程的管理、设计与纠错发挥双向促进的作用,从而保证工程的质量。


在基于BIM技术下的装配式建筑智慧建造的过程中,可以实现对构件的信息模拟和分析,将其与传统的建筑结构对比,从而确定是否符合设计要求,同时也为后期的保修维护工作提供了有效的保障。在其设计阶段,利用BIM技术构建的三维虚拟模型建筑,能够有效避免由于建模失误而造成在其施工过程中的碰撞问题。一方面减少了因为人为的因素而导致的安全隐患,另一方面也避免了二次返工现象,从设计之初便提高建筑工程的安全性与有效性。


以实际设计角度来看,在装配式建筑设计的过程中,预制构件的实体与设计中的预制构件会因为信息的不对等而产生或多或少的误差,而在其进场拼装的过程中也会出现一些埋件布置工作的不严格情况。基于BIM技术下的装配式设计过程可以为实际的装配式设计提供一个高度的信息交流平台,使其不仅在预制构件设计精度方面得到提高,还在其预制部品部件的组装上提供了技术的保障。


而以建筑信息模型的设计角度来看,以REVIT软件可构建的仿真模型为例,通过对建筑结构分析从而构件其分析模型,在计算机的三维模型中对装配式设计、生产、安装等一系列过程进行预分析,对其实际的规模和布局进行仿真模拟,在此过程中利用云计算对装配式建筑的整个建筑设计方案进行集成整合,从而筛选出最优的设计方案。


上述两个角度分别从BIM技术应用于装配式设计的狭义和广义方面,论证了基于BIM技术下装配式建筑在设计过程中的应用价值,而从建筑项目整体的规划角度来说,将建筑的实际数字信息作为基础,在二维图纸与施工方案之上进行可行性分析研究,可以发现设计中所存在的诸多问题,从而提高了装配式建筑的设计效率和设计精度,使其设计更加标准,更加符合实际施工要求。在装配式建筑概念中,已经讲述装配式建筑主要包括的内容,以其结构性部件为例(如楼板、预制柱、阳台预制结构等),它们在实际设计过程需要拆分、拼装。BIM技术软件将它们以参数化、信息化的形式表达,同时结合软件中的族类构件对其进行参照分析,从而可集成系统性、全面性的装配式预制构件数据信息库。以此数据库为基础,在装配式建筑设计过程中进行不断地协调优化,能够进一步提高设计精度。


而基于BIM技术下的装配式建筑智慧建造的设计过程中,设计人员需要遵循以下几个原则:其一,就是在设计过程中就装配式建筑预制构件可拼装的特别性给与一定的重视,要保证其在设计阶段的合理性与准确性,这就要求相关设计人员在BIM技术应用于装配式建筑的设计中,充分发挥BIM技术软件的集成优势。其二,在装配式建筑的结构分析模型转化为BIM技术模型时,会出现数据信息失真情况,这就需要设计人员对这种问题有一定的处理经验,借助人工检索的方法对其进行维护。


BIM技术下装配式建筑施工

由于我国在装配式建筑上的发展时间还比较短暂,所以在技术上与发达国家相比有许多不足之处,这些问题导致了人们对BIM技术的使用并不是很广泛,因此BIM技术的推广也变得困难。随着科技的不断进步,在建筑信息模型的分析指导下,装配式建筑在工程施工中的应用也逐渐全面。通过对三维建模与数字模型仿真模拟的方式实现装配式建筑的设计和施工,这样能够使设计师的想法与实际的方案更加符合施工要求,也能够使得装配式建筑的施工更加有效与精确。


基于BIM技术下的装配式建筑智慧建造在施工阶段,施工单位与监理单位可以通过BIM技术软件所构建的数字信息模型对工程的质量方面进行协调管理,也可以对工程进度进行宏观调控。在装配式建筑建造期间,可充分利用BIM技术可视化的优势,在构建的数字信息模型中对装配式建筑工程进行全方位的仿真模拟。以REVIT仿真软件为例,可模拟施工过程中的材料堆放、道路规划进场、施工人员的进场、装配式预制构件的安装等基础的施工条件,预防其中可能出现的施工问题,针对其中的问题及时做出施工方案上的调整。例如,可以将建筑施工过程中的天气气象、昼夜温差等信息参数进行集成与整合,将这些数据参数应用于BIM技术软件所构建的建筑模型,更好的规划施工过程中装配式预制构件的拼接流程。


传统的装配式建筑的建造主要以混凝土的制作为基础,而BIM基础下的装配式建筑的施工主要以构件的加工安装为核心。在对装配式建筑的施工现场的布置时,传统装配式建筑难以全方面全方位的管控全局,而BIM技术下的装配式建筑在对施工现场布置的同时还能够协调到建筑物的耐久性、可持续应用性与其安全稳定性。


基于数字信息模型下的装配式建筑,在对预制梁柱、预制板件的构件的安装施工时,要注意各个预制构件间节点的拼装,要防止拐角的产生;在T型与L型构件的拼接施工时,应该严格按照相应的施工规范进行施工,使其能够精确且标准得完成施工任务;在装配建造时,要利用数字信息模型合理化确定装配式方式。比如,对墙体而言,它的主要承重部位是梁柱,而其砌块却是砖块,同时也有钢筋预留与预埋孔、混凝土的浇筑缝和预埋的预埋管。很多装配式建筑的预制墙板厚度较小,所以需要信息模型分析其承重部分,从而可以更好地将其承重部位放置于梁柱上,而非梁柱的底端。这样不仅能够使建筑楼板的性能与耐久得到提升,而且还能够提高楼板的抗震强度。


基于BIN技术下装配式建筑智慧建造的施工阶段也应该严格遵循以下几个原则:

第一,在装配式建筑施工过程中难免会出现外在或内在的因素从而影响到其施工,这就要求相关工作人员要结合BIM技术所构建的三维模型模拟施工。模拟施工可以一定程度的避免资源的浪费与确保施工进程的良好发展。

第二,就是要严格的检查装配式建筑项目中预留预埋管线、预制构件节点位置的碰撞问题,然后将这些问题进行集成整合,再从建筑模型中仿真模拟出可行性的施工方案。可以利用BIM技术模型中的吊装模型进行装配式预制构件的吊装过程的模拟,以此来完善施工中吊装环节的安全性与有效性。

第三,施工单位应该通过BIM技术对装配式建筑工程中关键线路上的施工环节整合起来,以确保施工时每个施工人员能够安全有效的进行施工作业。

第四,应该加强建筑工作人员对基于BIM技术下装配式建筑智慧建造的理解,使其对智慧建造的施工流程有基本的认识。如预制剪力墙在拼装施工时,采用的钢筋连接套筒较多,而这种情况就导致施工时钢筋在插入套筒时施工时间较长,导致施工进度变慢。这就要求工作人员对钢筋直径有所了解,可以在BIM技术支持下减少钢筋数量,增大钢筋直径,减少钢筋套筒的数量,从而提高其施工速度。


BIM技术下装配式建筑在建设期的管理与维护

基于BIM技术下装配式建筑智慧建造过程中可以明显发现,其施工效率比传统建筑施工效率要高,且其质量也有很好的保证。而在BIM技术下装配式建筑在建设期的管理与维护方面,BIM技术的集成作用、可视作用、协调作用以及优化作用都得到了很好的发挥。


BIM作为信息科技的一流技术,其信息集成作用在装配式建筑建设的前、中、后期都充分做到了信息的整合、分析、纠错与转化。装配式建筑的建设周期较长,所涉及的各类学科的专业知识也比较多,在其建设过程中BIM技术软件能够对建筑模型进行数据化处理,整合不同的专业知识,然后较为清晰和规范的表达出来。作为直观的立体的装配式的数字模型,在其整个建设期能够为工作人员提供良好的管理方式和方法,从而降低了生产成本,提高了生产效率。


可视化作为BIM的基本特性,其作用是显而易见的。在装配式建筑建设期间,于管理者角度而言,立体的仿真模型不仅为其提供了生动而形象的建筑信息,还为其在建设各方面提供了实时调控建设环节、实时共享信息的可行性管理。于业主方而言,可以为业主提供所需要的建筑信息,让业主在建设期间就能够对建筑的质量与安全有充分的了解。


在装配式建筑智慧建造时,难免会遇到各种突发状况。例如预制构件拼装时尺寸不对称、预留预埋管线与其他结构冲突等问题,这就需要发挥BIM技术的协调作用,在装配式建筑建设前期对各专业的问题进行统一协调,从数据库中提出行之有效的解决方法这样就大大缩减了装配式建筑在后期维护的成本。


众所周知,一个建筑项目从开始到结束必然是极为复杂的。其中装配式建筑的应用便在一定程度上对建筑的建设作出了简化,而BIM技术应用于装配式建筑便再次优化了这种性能。现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限,BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能[3]。再以REVIT技术软件为例,其中的协作功能、视图功能、管理功能都可以在装配式建筑建设期充分利用所整合的信息参数对装配式建筑的设计、管理、施工、维护方面做出系统性优化管理。


最后,BIM技术的特点在装配式建筑建设过程中得到实际应用的建造系统,便是其构建的现代化管理系统。而此管理系统主要由三大部分组成:首先,是对装配式建筑的三维建模;其次,是建设协作过程的动态管控平台;最后,便是此项工程的信息数据库。基于这三大部分所形成的的智慧建造模式,优化了装配式建筑的管理流程,可以实时控制施工质量,也能够在工程完工后再次进行对其质量的管控与维护,实现了从建设源头到建设结束再到建设使用等阶段的全方位管控。


建筑行业是一个十分特殊的产业,它是随着我国社会不断发展而不断进步的产物之一,并且在我们的生产生活中十分重要;同时它也为我国的经济建设作出了巨大贡献。所以,在当下的时代背景中,对其进行研究具有非常重大的现实价值和长远的历史意义。本文通过对BIM技术与装配式建筑相结合的发展现状和各自的特点进行了分析研究,并结合我国经济的发展状况对其提出了一些看法和建议,希望能为以后智慧城市的建设提供参考。


>