【學習園地】多圖詳解!裝(zhuāng)配式建築設計如何應(yīng)用BIM?
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裝配式建築是設計、生產、施工、裝(zhuāng)修和管理“五位一體”的體係化和集成化(huà)的建築,而不是“傳統生產(chǎn)方式+裝(zhuāng)配化”的建築,用傳統的設計、施工(gōng)和管理模式(shì)進行裝配化施(shī)工不是建築工業化。
裝配式建築的核心是“集(jí)成(chéng)”,BIM方法是“集成”的主線。這條(tiáo)主線串聯起設計、生產、施工、裝修(xiū)和(hé)管理的全過程,服(fú)務於設計、建(jiàn)設、運維、拆(chāi)除(chú)的全生命周期,可以數字化虛(xū)擬,信息化(huà)描述各種係統要素,實現信息化協同設(shè)計、可視化裝配,工程量信息的交互和節點連接模擬及檢驗(yàn)等全新運用,整(zhěng)合建(jiàn)築全產業鏈,實(shí)現全過程、全方(fāng)位的信息化集成。
一、BIM與標準化設計
1.標準化BIM構件庫的建立
裝配(pèi)式建築的典型特征是采用標(biāo)準化的預製構件或部品部件。裝配式建築設計要適應其特點,通過裝配式建(jiàn)築BIM構件庫的建立,不斷增(zēng)加BIM虛(xū)擬構件的數(shù)量、種類(lèi)和規(guī)格,逐步構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(jīng)細化的設計。
外牆板可視化設計
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(liàng)在20kg左右,完全由(yóu)人工搬運和拚裝,不需要任何(hé)機械設備的協助,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(ān)裝工人每人每天可安裝20-30平方米,大大節約人工成本(běn)。
外牆板數量優化
加工圖
4.BIM協同設(shè)計
BIM模型以三(sān)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(mó)型進行工作。
BIM模型還包含了建築的材料信息、工藝設備信息、成本信息(xī)等(děng),這些信息可以用來進行數據分析(xī),從而(ér)使各專業的協同達到更高層次(cì)。
協同設計(jì)—碰撞檢查
5.BIM性能化分析(xī)
通過對項目日照、投影的分析模(mó)擬,可以幫助設計師調整設計策略,實現綠色目標,提高建築性能(néng)。
CFD流場模擬
Ecotect日照模擬
二、BIM與工廠化生產
主要從兩個方麵分析:鋁模板租賃與購買(mǎi)哪個更經濟;鋁(lǚ)模板、木模板、大鋼模板成本對比。
1.構件(jiàn)加工圖設計
通過BIM模型對建(jiàn)築構件的信息化表(biǎo)達,構件加工圖在BIM模型上直接完成和生成,不(bú)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(lí)散的二維圖紙信息集中到一個模型當中,這樣(yàng)的模型能夠更加緊密(mì)地實現與預製(zhì)工廠的協同和對接。
構件加工(gōng)圖
構件生產模擬
2.通過CAM實現預製構件的數字化製造
借(jiè)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(xī)數據輸入設備,就可以實現機械的自動化生產,這種數字化建造的方式可以大大提(tí)高工(gōng)作效率和生產質量。
比如現在已經實(shí)現了鋼筋(jīn)網片的商品化生產,符(fú)合設計要求的鋼筋在工廠自動下料、自動成形、自動焊接(綁紮),形成標準化的鋼筋網片。如果能(néng)打通設計信息模型和工廠(chǎng)自動化生產線之間的協同瓶頸,實現CAM將指日可待(dài)。
三、BIM與裝配化施工
1.施工現場組織及工(gōng)序模擬(nǐ)
將(jiāng)施工進(jìn)度計(jì)劃寫入BIM信息模型,將空間信息與時間信息整合在一個可視的4D模型中,就(jiù)可以直觀、精確地反映整個建築(zhù)的施工過程。提前預知本項目主要施工的控製(zhì)方法、施工安排是(shì)否均衡,總體計劃、場地布置是否合理,工序是(shì)否正確,並可以進行及時優化。
施(shī)工過程模擬
2.施工安裝培訓
通過(guò)虛(xū)擬建造,安裝和施工管(guǎn)理人員可以非常清晰地獲知裝配式建築的組裝(zhuāng)構成,避免二維圖紙造成的理解偏差,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,可以對傳統二維模式下不易察覺的(de)“錯漏碰缺”進行收集更正。如預製構件內部各組成部(bù)分的碰撞檢測,地暖管與電器管線潛在的交錯碰撞問題(tí)。
碰撞檢測
4.複雜節點的施工模(mó)擬
通過施工模擬對複雜部位和關鍵施工節點進行(háng)提前預演,增加工人對(duì)施工(gōng)環(huán)境和施工(gōng)措施的熟悉度,提高施工效(xiào)率。
關鍵節點施(shī)工模擬
四(sì)、BIM與一體化裝修
1.裝修部品產品庫的(de)建設
土(tǔ)建裝修一體化作為工業化的生產方式可(kě)以促進全過程的(de)生產效率提高,將裝修(xiū)階段的標準化設計集成到方(fāng)案設(shè)計階段可(kě)以有效地(dì)對生產資源進行合理配置。
精裝產品庫建設
2.可視化設計
通過可(kě)視(shì)化的便利進行室內渲染,可以保證室內的空間品質,幫助設計師進行(háng)精細化和優化設計。整體衛浴等統一(yī)部品的BIM設計、模擬安(ān)裝,可(kě)以實現設計優(yōu)化、成本統計、安裝(zhuāng)指導。
家居庫
3.信息化(huà)集成
產業鏈中各家具生產廠(chǎng)商的商品信息都集成到BIM模(mó)型中,為內裝部品的算量統計提(tí)供(gòng)數據支持。對裝修需要定製的部品和家具,可以在方案階段就與生產廠家對(duì)接,實現家具的工廠批量化生產,同時預(yù)留好土建接(jiē)口(kǒu),按照模塊化(huà)集成的原(yuán)則確保其模數協調、機電支撐係統協調及整體協調。
精裝集成衛浴
4.裝配式裝修(xiū)
裝修設計工作應在建築設計時同期開展,將居(jū)室空間分解為幾個功能區域,每個區域視為一個相對獨(dú)立的功能(néng)模塊,如廚房模塊、衛(wèi)生間模(mó)塊(kuài)。在模(mó)塊化設計(jì)時,綜合考慮部品的尺寸關係,采用標準模(mó)數(shù)對空間及部品進行設計,以利於(yú)部品的工(gōng)廠化生產。
一體化裝修(xiū)流程
五(wǔ)、BIM與信息化管理
1.經濟算量分析
經濟算量的主要原則是做到“準量、估算”,按照工業化(huà)建築的組成及計價原則分為預製(zhì)構(gòu)件部分和現澆構件部分。通過分類統計可以快速地對設計方案進行工程量分析,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(suàn)出本項目的工程(chéng)量清單,實現在方案策劃(huá)階段對成本的初(chū)步控(kòng)製。
2.RFID實現(xiàn)裝配式建築質量管理可追溯
實現在同一BIM模型(xíng)上的建(jiàn)築信(xìn)息(xī)集成,BIM服務貫穿整個(gè)工程全生命(mìng)周期過程。一方麵,可以(yǐ)實(shí)現住宅產(chǎn)業信息化;另一方麵,可以將生產、施工(gōng)及運維階段的(de)實際(jì)需求及技術整合到設計階段,在虛擬(nǐ)環境中預演現實,真(zhēn)正實(shí)現BIM信息化應用的信息集(jí)成優勢。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、施工(gōng)、管理的各個重要環節記錄相應的質量管理信息,可以實(shí)現建築(zhù)質量的責任歸屬,從而提高建築質量。
BIM服務於全生命周期過(guò)程
3.利用BIM雲平台實現適(shì)時、全球化、數字化的管理
BIM信息化技(jì)術與雲技術(shù)相結合,可以有效地將信息在雲端進行無縫傳遞,打通各部(bù)門之(zhī)間的橫向聯係,通過借助移動設備(bèi)設置客戶(hù)端,可以實時查看項目(mù)所需要的(de)信息,真(zhēn)正實現項目合作的可(kě)移動辦公,提高項目的完成精度。