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Summary:基于BIM技术的装配式住宅建筑设计是决定住宅工业化程度高低的关键所在,是更好的实现工厂化生产、装配化施工、一体化装修和信息化管理的基础。在设计过程中,通过BIM技术的运用,可将建筑物的信息高度集成,有利于下一阶段的信息传递。
关键字:BIM技术、装配式住宅建筑、设计流程、模块化设计
引言
我国的经济发展与社会进步对于建筑施工业化的要求不断增加、环境可持续发展要求、市场劳动力资源成本上升、一线从业者对于健康良好的工作环境需求不断增加,传统建造方式相对落后、工业化程度低已不再适应市场的需求,所以目前建筑业亟待向产业化转型升级。
BIM技术在装配式住宅建筑设计中的应用
装配式建筑已经成为我国现代建筑行业发展的主要潮流,而作为建筑信息化主要工具的BIM技术也大大促进了建筑业的发展。BIM技术在预制装配式住宅设计中的应用实现了虚拟建筑的构建,解决了传统建筑设计中存在的难题,有利于节约资源和保护生态环境。对于预制装配式住宅,在其设计和施工过程中,如果将BIM技术应用其中,不仅可以实现设计与管理的优化,而且还能减少其管理成本。
基于BIM技术的装配式住宅建筑的设计流程
基于BIM的组合式设计方法是针对装配式住宅所提出的一种新的设计方法。在满足装配式住宅设计原则的基础上,利用BIM技术手段,对传统装配式设计流程进行优化。运用模块组合的思想,在进行系统功能分析基础上,将整个建筑物拆分为不同层次、不同深度、不同功能的模块单元,基于标准化BIM模型库,在BIM数据平台上进行标准化基础上的多样化组合设计,经过一系列后续的计算分析,保证设计的合理性和实用性,形成基于BIM的装配式结构组合设计流程,提高设计效率,推动住宅产业化的快速发展。
目前我国装配式住宅建筑设计是在考虑装配式拆分体系、预制及施工要求的基础上进行的。根据建筑师提供的建筑设计图纸,进行下一步的结构施工图设计及水暖电等专业的施工图设计,期间各专业若发现冲突问题,可通过协调解决。结构设计是先按照传统现浇结构进行设计,然后按照拆分规范及要求进
行拆分设计,最后对拆分构件进行进一步深化,生成预制构件加工图纸送至工厂进行加工生产,运至施工现场由施工企业进行现场装配施工。这种装配式的设计流程是在传统现浇设计方法的基础上增加了构件的拆分及深化设计。
虽然设计方法比较成熟,但是仍存在设计精细度不够、过程繁琐、协调难度大等问题。基于BIM技术的装配式住宅模块化设计方法是在继承传统设计方法的基础上对设计流程进行优化,其最大的特点就是通过BIM模型库的应用,将整个设计流程串联起来,达到提高设计效率的目的。首先运用BIM技术对建筑物进行采光通风等建筑性能分析,选择最佳的户型及住栋平面、立面组合方式。根据建筑模型进行结构部分以及MEP部分的组装,通过BIM与其他专业软件的结合应用,计算分析整体模型的合理性。最后,在BIM模型库中选出相匹配的构件模型进一步深化修改,传递至相关生产厂商进行加工生产。模块化设计运用的是逆向设计思维,设计师直接按照装配式结构进行组装设计,从户型到住栋平面再到建筑物整体,不同于传统设计的先整体后拆分思想。BIM技术贯穿模块化设计的全过程,其数据高度集成的特点增加了设计的精细度,减少了设计错误的出现,解决了装配式设计的繁琐性,极大的提高了设计效率。
基于BIM技术的模块化设计
模块化设计方法适合重复率较高的建设项目,与建筑工业化相结合降低建造成本,符合保障性住房的设计要求。将BIM技术与模块化设计方法相结合,可起到优化设计流程、提高产业系统运行质量、降低工程建设成本的作用,为现代建筑的多样化、标准化发展开辟一条新的道路。
模块化可以分成两部分,模块是指构件或组件,化是指标准化、系列化,模块化指对模块依据规范进行标准化、系列化的过程。模块化作为一种新的标准化理念,己经进军了服务业以及非制造行业。尤其值得一提的是,循环经济和绿色设计的理念使得建筑行业也慢慢应用模块化设计。模块化是住宅产业化设计的基础,将标准模块和非标准模式的优势、特点等结合起来,制定合理的建筑方案的过程。
构件的生产采用工厂预制的方式,建筑工程可以现场和工厂同时展开,基础工程和主体工程可以实现非现场同步建造,工业生产与现场“积木式”安装搭接进行,非现场建造速度比现场建造的速度更快。国外成熟经验表明,预制装配式建造方式与现场浇筑方式相比,节约工期30%以上。
模块化建筑安全稳固,具有很强的保温、防风、防雪、防火、抗震、抗压等性能,外观及内部均可根据不同风格进行定制和装修,各模块单元也可根据要求随意组合。
在住宅建筑设计的过程中,模块化设计强调对各类功能空间进行类型的划分,将具有相同功能的空间组织在一个单元内,通过单元模块化集成的组合方式来实现建筑从单元到整体的转变。
BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化性及可出图性等特点。将BIM技术与当前装配式建筑设计方法相结合,实现信息在设计与生产、施工之间的完整传递。
模块化是预制装配式的高级形式。首先将建筑整体划分为若干层,根据功能需求分解为若干个户型模块,再将户型模块分成不同类别构件,逐级按照“搭积木”式组合成整体建筑。
装配式户型设计是完成户型内部功能的划分,各个户型既具有相对的独立功能,相互之间也有一定的联系。保证户型内建筑、结构及设备专业之间正确的协调设计,构成一个有序整体。
标准化和模块化的设计模式,实现住宅空间支撑体系与填充体系的分离,形成开放式格局,达到了空间可变及高度的适应性,实现“百年住宅”和全客户群覆盖。
在BIM技术的基础上实施模块化设计,可增强项目各专业活动间的协调性,对建筑各项性能进行模拟、优化,进而为设计审查、组织流程管理等提供有效的解决途径。同时,基于BIM技术的住宅产业化模块化设计,可为住宅产业上游阶段提供强有力的保障,创造更加健康、安全和舒适的居住环境,进而推动住宅产业的可持续发展。
结束语:
借助BIM技术,避免装配式建筑“错、漏、碰、缺”等施工问题,实现装配式建筑从设计到运维的一体化协同管理,有效的提升装配式建筑整体建造及管理水平。BIM技术作为21世纪建筑业发展的重要变革,将有力推动装配式建筑发展,促进建筑业转型升级,实现建筑产业工业化、信息化。但在装配式建筑BIM技术应用过程中,还存在很多困难,如相关技术标准不完善、行业认可度低等,要达到BIM技术与装配式建筑完全无缝结合,还需在实践中进一步完善。
Reference
[1]韩进宇,张德海,赵青,[J].建筑,2014(22).
[2]胡珉,.《建筑技术》2016,47(8).
[3]陈强,[J].建筑工程技术与设计,2018,000(004):1168.
 
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