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基于BIM的装配式建筑智慧建造

2022-07-08 16:55

来源:住房和城乡建设信息化

       装配式建筑是时代变迁的产物,它符合如今社会各界所提倡的环保、无污染的理念,并且还能在一定程度上减少建设成本的支出,实现建筑企业利益的最大化,可以毫不夸张地说装配式建筑在我国具备巨大的发展潜力。文章阐述了基于BIM的信息管理技术在装配式建筑深度设计、BIM技术用于预制构件的信息标准化处理的应用。

       装配式建筑在我国发展时间尚短,会受到装配技术、施工工艺等多方面因素的制约,但是随着现代科技的发展和进步,装配式建筑的优势越发凸显,并且以其独特的环保优势受到广泛关注。BIM技术以其协调性和可视化等多方面特点,应用于装配式建筑智慧建造中有独特的价值和意义,发展前景广阔。

 

装配式建筑的意义所在

有利于体现社会效益

       如今的社会所提倡的低碳、环保、污染小是我国践行可持续发展方针的政策,而装配式建筑则刚好可以体现现在社会所提倡的低碳环保理念,体现了装配式建筑的社会效益。装配式建筑是一种新型的建筑模式,它告别了传统建筑模式中将钢筋混凝土作为建筑材料的时代,取而代之的是利用一种新型的环保材料作为建筑的原材料,不仅如此,它还改变了传统建筑模式中对周围环境产生污染的问题。装配式建筑中所使用的材料一般会在工厂流水线中被加工完成,不仅能够降低污染的发生,还能够避免传统建筑模式中常常出现的安全事故的问题,从而有效保证施工人员的生命、财产安全。

 

有利于体现经济效益

       装配式建筑与传统的建筑模式相比,除了可以体现社会效益以外,可以获得更大的经济效益。在装配式建筑未出现以前,传统的施工技术是通过手工作业的方式进行施工的,而由于建筑工程本身的工程量大,工期时间长,导致人力成本的支出占据总支出的近一半,大大地降低了建筑企业的经济收益,而有的建筑企业为了保证自身的利益,就在其他方面采取办法,导致建筑质量得不到保证,导致建筑安全事故频频发生,给社会各界造成了恶劣的影响。但是,现在有了装配式建筑,彻底改变了传统的施工方式,人工成本的支出只占据总支出的不到百分之十左右。装配式建筑模式的出现,彻底实现了对人力成本的控制,提高了企业经济利益的同时,促使建筑行业朝着更加环保的方向进行发展,改变了原有大家对于建筑工程能耗大、污染多的看法,在满足人们的要求的同时,推动我国现代经济建设的发展。

 

装配式建筑的优势

提升建筑质量

       装配式混凝土构件均是在工厂预制完成,通过现代化的生产工艺和科学的生产管理方式进行标准化的生产。运送至现场后进行安装即可。对于装配式建筑,其质量控制点相对较少,且控制过程相对简单,通过控制生产过程的材料选择和预制过程,可保证生产出合格的构件,从而保证整体建筑的施工质量。

 

优化空间利用与房屋格局

       预制混凝土墙板、叠合板的强度均高于现浇施工的同类混凝土结构,使用装配式构件进行施工的房屋通常具有跨径大、开间大的特点,对于房屋空间分割、功能分区等室内设计的约束减少,能够优化空间利用,使房屋格局更合理。

 

BIM技术在装配工程中的应用

设计层面的优化升级

       在建筑行业的发展进程中,传统的装配式建筑设计需要有相关设计人员按照业主的需求绘制二维平面图,并向其表达设计理念,进行设计细节的勾画。但是此类单一的二维平面图结构模式难以显著体现装配式建筑的实际设计价值和内涵,容易在设计过程中出现数据信息错误或存在偏差等问题,在最终的装配式建筑施工过程中难以实现最好的效果,因此,应用BIM技术能够有效化解装配式建筑的传统设计模式误区和阻碍问题。在装配式建筑智慧建造的设计层面,需要以BIM技术实现设计层次的优化和升级。首先,要合理进行碰撞检测,因为装配式建筑的施工和建设需要设计不同结构层次,例如,水暖、结构设计等等。

      应用BIM技术可以针对装配式建筑的施工场地水暖结构等多方模型进行有效碰撞检测,特别是针对不同专业领域构件和不同结构中实现软硬或动态碰撞等多种形式,得出更有价值的碰撞检测结果,有效实现BIM技术应用之下装配式建筑的设计优化。这种模式能够有效提升装配式建筑设计建造的整体水平,提高设计方案的精准度和严谨性。其次,要做好深化设计,结合新时期背景下装配式建筑智慧建造的整体理念和相关要求,在设计环节强化不同阶段的有效衔接和关注,直接在设计中增加施工建设、装配安装等多个环节和阶段的相关内容预测,并广泛应用BIM技术的实际特点,全方位提高装配式建筑设计领域的工作效率与水平,优化装配式建筑构件的生产环节和施工环节整体效果。

 

BIM技术在装配式建筑安装中的应用

      通过智能设备扫描预制构件上绑定的二维码,可以掌握预制构件的运输情况。BIM信息数据模型预制构件可以在网络地图上快速找到与预制构件尺寸匹配的道路,计算出最优路径,并通过BIM模型在施工现场模拟构件放置最合适的场地位置。将构件的位置信息传输到BIM平台,管理人员可以检测预制构件的安装位置是否准确。大数据技术在安全管理中的应用最为广泛,涉及现场管理、结构安全、灾害预防、运营期安全管理等。大数据技术的核心特征是通过对海量数据的分析,发现和利用隐藏的规则,以数据科学的方式提高施工现场的安全管理。

      建立工人行为数据库,对工人不安全行为进行收集、分类和存储,为后续研究奠定了数据基础。使用BIM和大数据参数曲线进行分析和决策;使用BIM实现对建筑工地的安全预警可视化和现场实时监控。大型机械设备的管理一直是施工现场安全管理的关键环节,大型机械虽然是工程进度的保证,但也是事故频发的来源之一。综合运用物联网和大数据构建智能施工现场塔吊安全管理系统,大数据在施工安全管理过程中具有实时动态、科学高效地分析、预测和辅助决策能力。

 

多阶段协同深化

      该阶段BIM技术的应用,主要涵盖了三个方面。

      深化预制构件

      这是装配式建筑施工管理的核心所在,可最大程度地满足施工管理高效化、集中化要求,满足各个专业的最大需求。这就需要在装配式建筑施工中,综合建筑结构图要求,对其进行细致拆分,并综合考量设计图纸、电气图纸与结构图纸等,通过信息化技术与相关科技将其拆分为对应的专业设计图纸,以此促进其更加直观、精细。

 

      深化机电管线

      在深化机电管线进程中应用BIM技术,能够对各条管线的整体布置与分布置方案进行完善与优化,更加明确其铺设位置,以此解决以往管线铺设中的诸多问题,提升管线安装科学性与布局合理性、美观性。

 

      深化节点

      节点设计、完善与优化,同样是装配式建筑施工管理的核心环节,影响后续各个阶段的施工质量。为避免出现各种失误与问题造成的工程延期,有必要完善与深化节点方案设计,比如在捆扎现浇节点钢筋时,会出现各种钢筋绑扎困难、构件定位准确度不高的问题,此时可选择BIM技术构建三维模型,对绑扎整体过程实施可视化模拟,按照最科学的参数以及方式推进钢筋绑扎工作,以此缩短工期,维护工程质量。

 

     加大对BIM和装配式建筑的科研投入,研究开发更多节能、节材的施工方法,大力推广装配式建筑,使装配式建筑市场更加成熟,从而降低市场价格,促进装配式建筑市场的竞争力,提高装配式建筑的普及性,这对建筑业未来的发展有很大的帮助。研究结果可作为相关工程的参考,明确装配式建筑的发展思路。

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