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装配式建筑中BIM到底用在哪?

来源:admin发布日期2019-04-11 09:07浏览:

1:什么是BIM?
定义:
BIM(Building Information Modeling)技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具,通过对建筑的数据化、信息化模型整合,在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递,使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对,为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础,在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。
这里引用美国国家BIM标准(NBIMS)对BIM的定义,定义由三部分组成:
(1)BIM是一个设施(建设项目)物理和功能特性的数字表达;
(2)BIM是一个共享的知识资源,是一个分享有关这个设施的信息,为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程;
(3)在设施的不同阶段,不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息,以支持和反映其各自职责的协同作业。[2]
特点
BIM具有以下四个特点:
可视化
可视化即“所见所得”的形式,对于建筑行业来说,可视化的真正运用在建筑业的作用是非常大的,例如经常拿到的施工图纸,只是各个构件的信息在图纸上采用线条绘制表达,但是其真正的构造形式就需要建筑业从业人员去自行想象了。BIM提供了可视化的思路,让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前;现在建筑业也有设计方面的效果图。但是这种效果图不含有除构件的大小、位置和颜色以外的其他信息,缺少不同构件之间的互动性和反馈性。而BIM提到的可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视化,由于整个过程都是可视化的,可视化的结果不仅可以用效果图展示及报表生成,更重要的是,项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。
协调性
协调是建筑业中的重点内容,不管是施工单位,还是业主及设计单位,都在做着协调及相配合的工作。一旦项目的实施过程中遇到了问题,就要将各有关人士组织起来开协调会,找各个施工问题发生的原因及解决办法.然后作出变更,做出相应补救措施等来解决问题。在设计时,往往由于各专业设计师之间的沟通不到位,出现各种专业之间的碰撞问题。例如暖通等专业中的管道在进行布置时,由于施工图纸是各自绘制在各自的施工图纸上的,在真正施工过程中,可能在布置管线时正好在此处有结构设计的梁等构件在此阻碍管线的布置,像这样的碰撞问题的协调解决就只能在问题出现之后再进行解决。BIM的协调性服务就可以帮助处理这种问题,也就是说BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调,生成协调数据,并提供出来。当然,BIM的协调作用也并不是只能解决各专业间的碰撞问题,它还可以解决例如电梯井布置与其他设计布置及净空要求的协调、防火分区与其他设计布置的协调、地下排水布置与其他设计布置的协调等。
模拟性
模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型,还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。在设计阶段,BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验。例如:节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等;在招投标和施工阶段可以进行4D模拟(三维模型加项目的发展时间),也就是根据施工的组织设计模拟实际施工,从而确定合理的施工方案来指导施工。同时还可以进行5D模拟(基于4D模型加造价控制),从而实现成本控制;后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式,例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。
优化性
事实上整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程。当然优化和BIM也不存在实质性的必然联系,但在BIM的基础上可以做更好的优化。优化受三种因素的制约:信息、复杂程度和时间。没有准确的信息,做不出合理的优化结果,BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息,包括几何信息、物理信息、规则信息,还提供了建筑物变化以后的实际存在信息。复杂程度较高时,参与人员本身的能力无法掌握所有的信息,必须借助一定的科学技术和设备的帮助。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。
 

 

2:装配式建筑是设计、生产、施工、装修和管理“五位一体”的体系化和集成化的建筑,而不是“传统生产方式+装配化”的建筑,用传统的设计、施工和管理模式进行装配化施工不是建筑工业化。
它通过BIM方法进行技术集成,贯穿包括设计、生产、施工、装修和管理的建筑全生命周期,最终目的是整合建筑全产业链,实现建筑产业链全过程、全方位的信息化集成。
装配式建筑的核心是“集成”,BIM方法是“集成”的主线。这条主线串联起设计、生产、施工、装修和管理的全过程,服务于设计、建设、运维、拆除的全生命周期,可以数字化虚拟,信息化描述各种系统要素,实现信息化协同设计、可视化装配,工程量信息的交互和节点连接模拟及检验等全新运用,整合建筑全产业链,实现全过程、全方位的信息化集成。
BIM与标准化设计
标准化BIM构件库的建立
装配式建筑的典型特征是采用标准化的预制构件或部品部件。装配式建筑设计要适应其特点,通过装配式建筑BIM构件库的建立,不断增加BIM虚拟构件的数量、种类和规格,逐步构建标准化预制构件库。
内墙板BIM构件库
可视化设计
BIM应用有利于通过可视化的设计实现人机友好协同和更为精细化的设计。
外墙板可视化设计
BIM构件拆分及优化设计
在装配式建筑中要做好预制构件的“拆分设计”。避免方案性的不合理导致后期技术经济性的不合理。BIM信息化有助于完成上述工作,单个外墙构件的几何属性经过可视化分析,可以对预制外墙板的类型数量进行优化,减少预制构件的类型和数量。
外墙板数量优化
构件加工图
BIM协同设计
BIM模型以三维信息模型作为集成平台,在技术层面上适合各专业的协同工作,各专业可以基于同一模型进行工作。 
BIM模型还包含了建筑的材料信息、工艺设备信息、成本信息等,这些信息可以用来进行数据分析,从而使各专业的协同达到更高层次。
协同设计—碰撞检查
BIM性能化分析
通过对项目日照、投影的分析模拟,可以帮助设计师调整设计策略,实现绿色目标,提高建筑性能。
CFD流场模拟
Ecotect日照模拟
BIM与工厂化生产
构件加工图设计
通过BIM模型对建筑构件的信息化表达,构件加工图在BIM模型上直接完成和生成,不仅能清楚地传达传统图纸的二维关系,而且对于复杂的空间剖面关系也可以清楚表达,同时还能够将离散的二维图纸信息集中到一个模型当中,这样的模型能够更加紧密地实现与预制工厂的协同和对接。
构件加工图
构件生产指导
BIM建模是对建筑的真实反映,在生产加工过程中,BIM信息化技术能自动生成构件下料单、派工单、模具规格参数等生产表单,并且能通过可视化的直观表达帮助工人更好地理解设计意图,可以形成BIM生产模拟动画、流程图、说明图等辅助培训的材料,有助于提高工人生产的准确性和质量效率。
构件生产模拟
通过CAM实现预制构件的数字化制造
借助工厂化、机械化的生产方式,采用集中、大型的生产设备,只需要将BIM信息数据输入设备,就可以实现机械的自动化生产,这种数字化建造的方式可以大大提高工作效率和生产质量。
比如现在已经实现了钢筋网片的商品化生产,符合设计要求的钢筋在工厂自动下料、自动成形、自动焊接(绑扎),形成标准化的钢筋网片。如果能打通设计信息模型和工厂自动化生产线之间的协同瓶颈,实现CAM将指日可待。
BIM与装配式施工
施工现场组织及工序化模拟
将施工进度计划写入BIM信息模型,将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D模型中,就可以直观、精确地反映整个建筑的施工过程。提前预知本项目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡,总体计划、场地布置是否合理,工序是否正确,并可以进行及时优化。
施工过程模拟
施工安装培训
通过虚拟建造,安装和施工管理人员可以非常清晰地获知装配式建筑的组装构成,避免二维图纸造成的理解偏差,保证项目的如期进行。
施工模拟碰撞检测
通过碰撞检测分析,可以对传统二维模式下不易察觉的“错漏碰缺”进行收集更正。如预制构件内部各组成部分的碰撞检测,地暖管与电器管线潜在的交错碰撞问题。
碰撞检测
负责节点的施工模拟
通过施工模拟对复杂部位和关键施工节点进行提前预演,增加工人对施工环境和施工措施的熟悉度,提高施工效率。
关键节点施工模拟
BIM与一体化装修
装修部品产品库的建设
土建装修一体化作为工业化的生产方式可以促进全过程的生产效率提高,将装修阶段的标准化设计集成到方案设计阶段可以有效地对生产资源进行合理配置。
精装产品库建设
可视化设计
通过可视化的便利进行室内渲染,可以保证室内的空间品质,帮助设计师进行精细化和优化设计。整体卫浴等统一部品的BIM设计、模拟安装,可以实现设计优化、成本统计、安装指导。
家居库
信息化集成
产业链中各家具生产厂商的商品信息都集成到BIM模型中,为内装部品的算量统计提供数据支持。对装修需要定制的部品和家具,可以在方案阶段就与生产厂家对接,实现家具的工厂批量化生产,同时预留好土建接口,按照模块化集成的原则确保其模数协调、机电支撑系统协调及整体协调。
精装集成卫浴
装配式装修
装修设计工作应在建筑设计时同期开展,将居室空间分解为几个功能区域,每个区域视为一个相对独立的功能模块,如厨房模块、卫生间模块。在模块化设计时,综合考虑部品的尺寸关系,采用标准模数对空间及部品进行设计,以利于部品的工厂化生产。
一体化装修流程
BIM与信息化管理
经济算量分析
经济算量的主要原则是做到“准量、估算”,按照工业化建筑的组成及计价原则分为预制构件部分和现浇构件部分。通过分类统计可以快速地对设计方案进行工程量分析,从而进行方案比选,再由确定的工程量结合地区的定额计算出本项目的工程量清单,实现在方案策划阶段对成本的初步控制。
工程量清单算量明细表
RFID等实现装配式建筑质量管理可追溯
实现在同一BIM模型上的建筑信息集成,BIM服务贯穿整个工程全生命周期过程。一方面,可以实现住宅产业信息化;另一方面,可以将生产、施工及运维阶段的实际需求及技术整合到设计阶段,在虚拟环境中预演现实,真正实现BIM信息化应用的信息集成优势。通过在预制构件中预埋芯片等数字化标签,在生产、运输、施工、管理的各个重要环节记录相应的质量管理信息,可以实现建筑质量的责任归属,从而提高建筑质量。

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