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裝配式建筑應用BIM技術要點

時間:2020-08-09 10:47來源:未知 作者:一百一教育 點擊:
裝配式建筑應用BIM技術要點

隨建筑行業發展,裝配式建筑應用已較為廣泛,雖然其有明顯的好處,但對技術和管理也提出更高要求。而BIM技術可以對施工組織各方面進行模擬、優化、管理,提高信息化、可視化在施工組織的應用程度。

預制裝配隨著BIM的興起,結合自身的優勢,能提高生產效率。通過改變以往的合作模式,施工單位能夠提前介入項目,提前獲得項目設計資料,更合理的劃分模塊,并提前準備材料采購,預留更多的時間進行工廠加工。預制裝配的推廣,提升經濟效益同時,減少現場工作量和工作難度,現場 預制件廠同步施工,還能縮短工期,提高效率。下面分別從設計、施工階段并結合實際應用做進一步介紹。


一、設計階段  

裝配式的建筑構件生產來源于工廠。在設計階段,各個專業之間的聯系緊密,一個數據的改變可能引起其他很多構件的尺寸產生變化。傳統方法需要各專業逐一進行調整,工作繁復,難免會出現疏漏之處。利用BIM模型進行設計,可有效減少設計方案中出現信息不一致和沖突的問題。

BIM模型控制所有構件的參數,模型中的每一個構件尺寸、材質及模型之間的相互關聯。一個參數發生變化,其他構件的參數也會自動做出相應的變化。 

另外由于裝配式建筑的特殊性,需要對預制構件的預埋跟預留進行準確定位,這需要很多專業人員合作,在BIM平臺進行信息溝通和信息修改,進行碰撞檢查,找出設計中存在的問題。各個專業之間還可以互通設計資料,避免造成圖紙誤差等問題,有利于設計方案的調整及高效溝通,提高設計效率。 
  最后由BIM模型導出圖紙和構件的型號及數量表,利用這些數據和施工方、建設方、構件生產廠家進行溝通,可以根據各方情況隨時調整設計方案,實現協同工作。除此之外還可以快速地計算出工程量,減少傳統計算的誤差。 


1.戶型預制構件的標準化設計

BIM技術可以實現設計信息的開放與共享。設計人員可以將裝配式建筑的設計方案上傳到項目的服務器上,在其中進行尺寸、樣式等信息的整合,并構建裝配式建筑各類預制構件(例如門、窗等)的數據庫。隨著服務器中數據的不斷積累與豐富,設計人員可以將同類型數據進行對比優化,以形成裝配式建筑預制構件的標準形狀和模數尺寸。預制構件數據庫的建立有助于裝配式建筑通用設計規范和設計標準的設立。利用各類標準化的數據庫,設計人員還可以積累和豐富裝配式建筑的設計戶型,節約設計和調整的時間,有利于豐富裝配式建筑戶型規格,更好地滿足居住者多樣化的需求。 


2.實施模擬,實時調整計劃  

經過對構件的拆分獲取有關信息,為構件出產提供準確的資料。在BIM模型中可將構件從出產、運輸到吊裝等進程與相對應的時間尺度相關聯,對構件吊裝計劃進行三維動態模仿,再將BIM模型與項目計劃相關聯,完成項目多層面的應用。將模擬計劃與實際進展進行比照,剖析完成對項目進展的操控與優化。

BIM技術能夠模仿施工現場環境,提早規劃起重機方位及途徑,有助于出產準確度,并能直接影響施工裝置的精確度,達到提供優選施工計劃的目的。


3.協同作業及問題查看  

BIM技能最大價值在于信息化和協同辦理,為參加各方提供了一個三維規劃信息交互的渠道,將不一樣專業的規劃模型在同一渠道上交互合并,使各專業、各參加方協同作業成為可能。問題查看是針對全部建筑規劃周期中的多專業協同規劃,各專業將建好的BIM模型導入BIM問題軟件,對施工流程進行模仿,展開施工問題查看,然后對問題點仔細剖析、掃除、評論,處理因信息不互通形成的各專業規劃抵觸,優化工程規劃,在項目施工前預先處理問題,減少不必要的設計變更與返工。


 


二、施工階段  

裝配式建筑最大的優點在于模塊化與機械化。所以,裝配式建筑在構件生產、安裝過程中,對施工工藝與進度管控等方面的要求較高。構件定位須精確,并有高質量的安裝技術支持。而BIM技術應用可以很好契合這一特點。

在BIM模型屬性中,還可以通過輸入構件的時間屬性,從而滿足施工進度要求,還可以通過4D模型對工程進度進行可視化管理,給項目各參與方制訂統一的進度要求,有利于項目的進度順利實施。另外通過BIM技術的模擬功能,可以優化施工現場的平面布置,制定合理的施工方案,確定預制構件的堆放、安裝順序以及吊裝方案等。通過可視化模擬,讓各參與方可以更高效地協調工作,讓建造方能夠進行直觀的技術交底,業主方也可以通過BIM平臺隨時對項目進度進行監督。 


1.改進預制構件庫存和現場辦理  

使用BIM技能,經過在預制構件出產的過程中嵌入富含裝置部位及用處信息等構件信息的RFID芯片,存儲查驗人員及物流配送人員能夠直接讀取預制構件的有關信息,實現電子信息的主動對照,減少傳統的人工查驗和物流方式下常出現的查驗數量誤差、構件堆積方位誤差、出庫記錄不精確等問題發生概率,有效節省成本。


2.吊裝及長途可視化監控  

構件現場吊裝和可視化監控施工方案確定后,將儲存構件吊裝方位及施工時序等信息導入BIM模型,傳輸至移動設備中,根據三維模型施工方案,輔助施工方案,使其無紙化、可視化。構件吊裝前須進行查驗確認,移動設備更新當日施工方案,然后對工地堆場的構件進行掃描,確認構件信息后進行吊裝,并記錄構件施工時間。構件裝置就位后,現場安排專人校核吊裝構件的方位及其他施工細節,檢查合格后通過現場手持設備掃描構件芯片,確認構件施工完結,同時記錄構件完成時間。有效避免施工中出現錯誤,提高施工效率。


3.在預制構件安裝中的運用 

在構件生產過程中,陸續出廠的產品先后發往工地,從工廠精確、順利地把不同類型標準和數量的預制構件運送到項目施工現場,可通過BIM技術完成。使用信息控制體系與各個部門進行聯動,完成信息實時共享。施工現場項目部根據工期計劃,通過BIM平臺提出項目現場待安裝的預制構件需求,發至預制構件公司信息控制系統,工廠管理人員及時配合,了解庫存,實時反映到系統中,根據系統進行生產、堆積等工作,然后發貨,直接送達項目現場。并對每一塊構件進行編碼,預制構件每件都有唯一的標簽代碼,經過信息控制體系記載每一塊預制件的運送狀況,施工單位管理人員可依據代碼隨時檢查構件情況,施工進度在系統平臺上虛擬化模型將內容可視化,項目經理可通過此方法隨時把握施工進度。

依靠BIM技能,在施工前可以進行構件吊裝施工模擬。依據吊裝計劃,制訂構件吊裝施工模型,在施工前合理優化施工計劃。因構件尺度不宜過大,拆分后的預制構件品種數量較多,安裝較復雜。吊裝模仿動畫可形象地表達一個施工標準層的施工工藝流程,作為實際施工的輔導。另外,在模擬過程中也能發現問題,有利于項目部在現場吊裝前對施工計劃進行調整。


三 、常見BIM技術應用

以上是BIM技術在項目設計和施工階段,相較傳統模式的一些優勢,下面介紹幾種常見的BIM技術應用。


1.裝配式建筑協同設計應用

(1)編制建筑設計方案應用

在建筑方案設計的前期準備階段,基于BIM技術可促進工程裝修、工程設備與工程架構的系統化整合,且按照預制結構構件的安裝要求、規范要求、經濟要求與可執行性要求完成設計。在方案設計過程中,將安全技術作為基礎依據,深入建筑立面、平面與剖面的設計工作中,提升模板應用率,加快進度。在平面施工過程中,促進墻面與地板的整合,滿足建筑立面設計的標準要求。同時依托各專業協同特性,保證建筑設計的合理性。 

(2)編制設計方案初期階段應用 

在建筑工程方案設計初期,要加強各專業基礎深化設計工作。選擇合理的建筑裝飾材料,編制完整的外立面設計方案,保證墻面設計方案、地板設計方案和立面設計方案的協同規劃,保證整體建筑立面設計效果。 

在提前預制的墻面構件時,應充分考慮機電、暖通專業的管線路由,在建筑工程裝修設計時繪制完整的工程設計圖紙;贐IM技術對現有的數據模型進行排查,以保證建筑工程設計圖紙的可行性。 

(3)編制施工圖紙階段應用 

在建筑工程施工圖紙設計階段,以預先完成的設計工作作為基礎,進一步深化設計工作。針對各專業的基本需求,協調配合構件制作廠、裝飾廠與材料廠的工作。與現澆架構相比,裝配式建筑結構以建筑工程設計文件作為基礎保障,完成連接部位構造圖與墻面構件圖的參數組合。設計人員須嚴格履行職責,保證預制構件設計圖紙的完整性與合理性,滿足建筑工程設計的需求。 


2.標準化設計應用 

裝配式建筑是標準化預制構件的整體裝配產物。傳統建筑主要依靠平面圖紙進行預制構件的加工制造,而基于BIM技術可以整合預制構件模型系統,實現預制構件庫的裝配。 

相比傳統的建筑設計方式,基于BIM技術的建筑設計更加精細化,且能夠合理應用BIM技術的可視化特征。此外,BIM技術的人機交互功能,可以更好的修改建筑設計方案。 

結構構件拆分是裝配式建筑設計的重要環節。通常情況下,建筑圖紙設計完畢后,方可開展結構構件拆分工作。 

首先需專業技術人員進行前期策劃,確保建筑設計方案滿足實際需求。后按照既定的設計方案進行結構構件拆分,并對設計方案中不合理部分進行調整。 然后進行建筑設計,BIM技術對單個外墻構件具有極大的影響。依靠BIM技術的可視化功能,可有效調節建筑外墻板與構件數量,實現理想化設計目標。 


3.戶型設計應用 

設計人員可結合戶型功能需求,在結構庫中篩選對應的戶型結構,同時避免預制構件與原有的建筑結構構件發生沖突。在戶型設計工作中,剪力墻模塊化設計整體設計品質息息相關。而采用系統化、標準化的戶型結構庫,不僅可以提高協同設計效率,還能充分保證模塊化設計的精確性。 

在戶型設計過程中,要明確劃分戶型的內部功能,協調處理各方面的關系。戶型設計需要設計人員采用合理的設計方法,組建完整且獨立的建筑單元。將建筑有機整合后形成的一個完整的、獨立的、可靠的整體。設計中所用的接口也是構建完整的建筑模型的必要條件。 

在設計過程中,需要重點關注接口問題。按照構件的共享部位差異,接口問題包括連接接口和重合接口兩種。連接接口是指協同共享的構件,需要依靠外部構件進行無重合連接。而重合接口則是指構件共享位置的重合性。通常戶型的接口多為連接接口,剪力墻結構的戶型間多為重合接口。此外,由于專業方面的差異,重合構件間也體現出較大的差異。結構戶型間的重合部分主要包括剪力墻和暗柱。

一般情況下,戶型間接口問題的處理方法主要是刪除重合接口的重疊部分,保證建筑體系的完整性。如果兩戶型構件重合出現長度差異,刪除構件時,應遵循“留長去短”原則。 


4.施工模擬方面的應用   

在建筑工程施工階段,通過三維立體模型,可保證各空間和時間的精細化管理,更加直觀化、精確化的了解各施工階段的具體情況。

這就要求設計人員具備明確的預見意識,嚴格控制裝配式建筑的施工進度,合理規劃施工工序和施工場地。察覺特殊情況,立即進行調整處理。 

將裝配式建筑施工環節的各項復雜性內容進行整合,提前開展模擬演練,確保施工人員全面掌握施工環境以及突發狀況的處理措施,進一步提高建筑工程的施工效率。同時基于BIM技術,創建可視化、互動化與共享化平臺,可以全方位動態監督整個裝配式建筑的設計與施工流程,并且將裝配式建筑的各類多元化信息導入云端操控系統,快速調取工程信息,增強整體施工精確性。 


(責任編輯:一百一教育)
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