BIM技術(shù)在裝配式建筑深化設(shè)計中的應(yīng)用

張余

前言

在建設(shè)項目中，其核心管理技術(shù)是BIM技術(shù)。其中，BIM技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在建筑設(shè)計過程中各專業(yè)的協(xié)調(diào)以及建設(shè)項目的數(shù)據(jù)管理。BIM管理所有建筑物的數(shù)據(jù)，并提供分析軟件界面，數(shù)據(jù)導(dǎo)入和建模計算，分析建筑物的整體或部件。

1 BIM與標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

1.1 標(biāo)準(zhǔn)化BIM構(gòu)件庫的建立

預(yù)制建筑的一個典型特征是標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)制組件或部件在工廠生產(chǎn)，然后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進行組裝和裝配成為一個整體。預(yù)制建筑設(shè)計必須適應(yīng)其特點。在預(yù)制建筑物的BIM應(yīng)用中，應(yīng)該模擬工廠加工的方法，并以“預(yù)制構(gòu)件模型”的形式進行系統(tǒng)集成和表達。這需要為預(yù)制建筑物建立BIM組件庫。通常BIM組件庫基于大數(shù)據(jù)核心，運用虛擬運營和高端科學(xué)技術(shù)，建立預(yù)制建筑BIM組件庫，BIM虛擬組件的數(shù)量，類型和規(guī)格可以不斷增加，并且可以逐步構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制組件庫。

1.2 可視化設(shè)計

與使用BIM的傳統(tǒng)建筑類似，預(yù)制建筑的BIM應(yīng)用通過視覺設(shè)計促進了人機友好的協(xié)作和更精致的設(shè)計?？梢暬O(shè)計將實現(xiàn)模型與設(shè)計的實際結(jié)果相對比，能夠有效避免設(shè)計中的失誤或是檢測誤差所造成的損失?？梢暬O(shè)計提前將設(shè)計結(jié)果通過模型的方式展現(xiàn)出來，便于低成本檢測和修改設(shè)計方案。

1.3 BIM構(gòu)件拆分及優(yōu)化設(shè)計

在預(yù)制建筑中，預(yù)制組件的“分體設(shè)計”通常被稱為“組件拆卸”。大多數(shù)傳統(tǒng)方法是在施工圖完成之后，然后組件工廠執(zhí)行“組件分離”。事實上，正確的方法是讓專業(yè)人士參與初步規(guī)劃階段，并確定預(yù)制建筑物的技術(shù)路線和工業(yè)化目標(biāo)。在方案設(shè)計階段，根據(jù)既定目標(biāo)，按照組件分離原則創(chuàng)建方案，以避免方案不合理造成的技術(shù)非理性的不合理性，避免由于前后脫節(jié)造成的設(shè)計失誤。由于自身拆分優(yōu)化的能力較強，BIM信息化有助于建立上述工作機制。

1.4 BIM協(xié)同設(shè)計

BIM模型采用三維信息模型作為一個集成平臺，適合各個行業(yè)技術(shù)層面的協(xié)同工作。BIM模型還包括建筑物的材料信息，工藝設(shè)備信息和成本信息。

2 BIM與工廠化生產(chǎn)

2.1 構(gòu)件加工圖設(shè)計

通過BIM模型，可以直接在BIM模型上生成與建筑構(gòu)件的信息表達和構(gòu)件處理圖紙，這不僅能夠清晰地傳達傳統(tǒng)圖紙的二維關(guān)系，而對于復(fù)雜的空間輪廓關(guān)系也可以清晰地表達出來，還可以將離散的2D繪圖信息轉(zhuǎn)化為模型，這樣的模型可以更加緊密地實現(xiàn)與預(yù)制工廠的協(xié)作和接口。構(gòu)建加工圖的多樣化設(shè)計保障源于BIM技術(shù)的實時性對接，模型時刻反饋著設(shè)計結(jié)構(gòu)的改變，加工圖隨之變化，將原本復(fù)雜多變的設(shè)計方案轉(zhuǎn)化成隨時可看的實體沙盤，有利于構(gòu)件加工的高效運轉(zhuǎn)。

2.2 構(gòu)件生產(chǎn)指導(dǎo)

BIM建模是架構(gòu)的真實反映。它可以自動生成組件下料訂單，調(diào)度訂單和模具規(guī)格參數(shù)等生產(chǎn)形式，調(diào)整構(gòu)件生產(chǎn)，并且可以幫助工人更好地通過視覺表達來理解設(shè)計意圖?？梢孕纬葿IM生產(chǎn)模擬動畫，流程圖，說明圖等輔助培訓(xùn)資料，有助于提高工人生產(chǎn)的準(zhǔn)確性和質(zhì)量效率。

2.3 通過CAM數(shù)字化制造預(yù)制組件

在工廠化和機械化生產(chǎn)方式的幫助下，集中式和大型生產(chǎn)設(shè)備只需要將BIM信息數(shù)據(jù)輸入設(shè)備。機械生產(chǎn)的自動化可以實現(xiàn)。

3 BIM與裝配化施工

3.1 施工現(xiàn)場組織及工序模擬

將施工進度表寫入BIM信息模型，并將空間信息和時間信息整合到可視化4D模型中，可以直觀而準(zhǔn)確地反映整個施工過程。預(yù)先預(yù)測項目主體施工的控制方式和施工安排是否平衡，總體規(guī)劃、場地布局是否合理，過程是否正確，能否及時優(yōu)化。

3.2 施工安裝培訓(xùn)

通過虛擬施工，安裝施工管理人員可以非常清楚預(yù)制房屋的裝配結(jié)構(gòu)，避免了二維圖紙造成的理解偏差，確保項目按計劃進行。

3.3 施工模擬碰撞檢測

通過碰撞檢測分析，可以收集和糾正在傳統(tǒng)的二維模式中不容易察覺的“錯誤缺失丟失”。如預(yù)制構(gòu)件內(nèi)部構(gòu)件的碰撞檢測，地板采暖管道與電力線路之間潛在的交錯碰撞。

3.4 復(fù)雜節(jié)點的施工模擬

通過施工模擬預(yù)復(fù)雜件和關(guān)鍵施工節(jié)點，增加工人對施工環(huán)境和施工措施的熟悉程度，提高施工效率。

4 BIM與一體化裝修

4.1 裝修部品產(chǎn)品庫的建設(shè)

民用建筑裝飾作為一種工業(yè)化生產(chǎn)方式的整合，可以促進整個生產(chǎn)過程中生產(chǎn)效率的提高，并將進入裝修階段。將標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計集成到項目的設(shè)計階段可以有效地配置生產(chǎn)資源。

4.2 可視化設(shè)計

通過便捷的可視化室內(nèi)渲染可確保室內(nèi)空間質(zhì)量，并幫助設(shè)計人員優(yōu)化設(shè)計。統(tǒng)一浴室和其他部件的BIM設(shè)計和仿真安裝可實現(xiàn)設(shè)計優(yōu)化，成本統(tǒng)計和安裝指導(dǎo)。

4.3 信息化集成

將產(chǎn)業(yè)鏈中每個家具制造商的商品信息集成到BIM模型中，為計算內(nèi)部組件的數(shù)量提供數(shù)據(jù)支持。對于用于裝飾的定制零件和家具，可以在項目階段與制造商聯(lián)系以實現(xiàn)家具廠的大規(guī)模生產(chǎn)。同時，保留了良好的土建工程界面，按照模塊化集成的原則，保證了機電系統(tǒng)的模塊化協(xié)調(diào)，協(xié)調(diào)和全面協(xié)調(diào)。

5 BIM與信息化管理

5.1 經(jīng)濟算量分析

經(jīng)濟計算的主要原則是實現(xiàn)“準(zhǔn)量，估計”。結(jié)合工業(yè)化房屋的特點，組裝設(shè)計插件是自主開發(fā)的。通過分類統(tǒng)計，可以快速進行設(shè)計方案的工程分析以比較選項。在計劃的計劃階段實現(xiàn)對成本的最初控制。

5.2 RFID等實現(xiàn)追溯裝配質(zhì)量管理

為了將建筑信息集成到同一個BIM模型中，BIM服務(wù)貫穿整個項目生命周期過程。一方面，可以實現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)信息化；另一方面，可將生產(chǎn)，建設(shè)，運營和維護階段的實際需求和技術(shù)融入設(shè)計階段，并在虛擬環(huán)境中預(yù)覽現(xiàn)實，真正實現(xiàn)BIM信息應(yīng)用的信息集成優(yōu)勢預(yù)嵌入芯片和其他數(shù)字標(biāo)簽嵌入預(yù)制組件中，以在生產(chǎn)，運輸，施工和管理的每個重要步驟中記錄相應(yīng)的質(zhì)量管理信息?？梢詫崿F(xiàn)建筑物質(zhì)量的責(zé)任，從而提高建筑物的質(zhì)量。

5.3 使用BIM云平臺實現(xiàn)及時，全局和數(shù)字化管理

BIM信息技術(shù)和云技術(shù)的結(jié)合可以有效地在云中傳輸信息。打開部門之間的橫向連接，通過移動設(shè)備建立客戶端，實時查看項目需要的信息。真正實現(xiàn)項目移動辦公的合作，提高項目的準(zhǔn)確性。

6 結(jié)語

從以上可以看出，預(yù)制建筑設(shè)計能夠在工業(yè)BIM信息化的背景下融入信息化浪潮，并利用其自身的研發(fā)，設(shè)計和整合優(yōu)勢。產(chǎn)業(yè)鏈的擴張和流程延伸的實現(xiàn)必將成為新時期工業(yè)化建設(shè)的創(chuàng)新潮流。圍繞這一創(chuàng)新趨勢，BIM對于設(shè)計行業(yè)將有很多東西可以提供。