多圖詳解！裝配式建筑設(shè)計(jì)如何應(yīng)用BIM？

裝配式建筑是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、裝修和管理“五位一體”的體系化和集成化的建筑，而不是“傳統(tǒng)生產(chǎn)方式+裝配化”的建筑，用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工和管理模式進(jìn)行裝配化施工不是建筑工業(yè)化。

裝配式建筑的核心是“集成”，BIM方法是“集成”的主線。這條主線串聯(lián)起設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、裝修和管理的全過程，服務(wù)于設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維、拆除的全生命周期，可以數(shù)字化虛擬，信息化描述各種系統(tǒng)要素，實(shí)現(xiàn)信息化協(xié)同設(shè)計(jì)、可視化裝配，工程量信息的交互和節(jié)點(diǎn)連接模擬及檢驗(yàn)等全新運(yùn)用，整合建筑全產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)全過程、全方位的信息化集成。

01

—   BIM與標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)   —

1.標(biāo)準(zhǔn)化BIM構(gòu)件庫的建立

裝配式建筑的典型特征是采用標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)制構(gòu)件或部品部件。裝配式建筑設(shè)計(jì)要適應(yīng)其特點(diǎn)，通過裝配式建筑BIM構(gòu)件庫的建立，不斷增加BIM虛擬構(gòu)件的數(shù)量、種類和規(guī)格，逐步構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制構(gòu)件庫。

2.可視化設(shè)計(jì)

BIM應(yīng)用有利于通過可視化的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)人機(jī)友好協(xié)同和更為精細(xì)化的設(shè)計(jì)。

外墻板可視化設(shè)計(jì)

3.BIM構(gòu)件拆分及優(yōu)化設(shè)計(jì)

鋁模板系統(tǒng)組裝簡(jiǎn)單、方便，平均重量在20kg左右，完全由人工搬運(yùn)和拼裝，不需要任何機(jī)械設(shè)備的協(xié)助，而且系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，工人上手速度和模板翻轉(zhuǎn)速度很快。熟練的安裝工人每人每天可安裝20-30平方米，大大節(jié)約人工成本。

外墻板數(shù)量?jī)?yōu)化

加工圖

3.BIM協(xié)同設(shè)計(jì)

BIM模型以三維信息模型作為集成平臺(tái)，在技術(shù)層面上適合各專業(yè)的協(xié)同工作，各專業(yè)可以基于同一模型進(jìn)行工作。  

BIM模型還包含了建筑的材料信息、工藝設(shè)備信息、成本信息等，這些信息可以用來進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而使各專業(yè)的協(xié)同達(dá)到更高層次。

協(xié)同設(shè)計(jì)—碰撞檢查

4.BIM性能化分析

通過對(duì)項(xiàng)目日照、投影的分析模擬，可以幫助設(shè)計(jì)師調(diào)整設(shè)計(jì)策略，實(shí)現(xiàn)綠色目標(biāo)，提高建筑性能。

CFD流場(chǎng)模擬

Ecotect日照模擬

02

—   BIM與工廠化生產(chǎn)   —

主要從兩個(gè)方面分析：鋁模板租賃與購(gòu)買哪個(gè)更經(jīng)濟(jì)；鋁模板、木模板、大鋼模板成本對(duì)比。

1.構(gòu)件加工圖設(shè)計(jì)

通過BIM模型對(duì)建筑構(gòu)件的信息化表達(dá)，構(gòu)件加工圖在BIM模型上直接完成和生成，不僅能清楚地傳達(dá)傳統(tǒng)圖紙的二維關(guān)系，而且對(duì)于復(fù)雜的空間剖面關(guān)系也可以清楚表達(dá)，同時(shí)還能夠?qū)㈦x散的二維圖紙信息集中到一個(gè)模型當(dāng)中，這樣的模型能夠更加緊密地實(shí)現(xiàn)與預(yù)制工廠的協(xié)同和對(duì)接。

構(gòu)件加工圖

構(gòu)件生產(chǎn)模擬

2.通過CAM實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的數(shù)字化制造

借助工廠化、機(jī)械化的生產(chǎn)方式，采用集中、大型的生產(chǎn)設(shè)備，只需要將BIM信息數(shù)據(jù)輸入設(shè)備，就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械的自動(dòng)化生產(chǎn)，這種數(shù)字化建造的方式可以大大提高工作效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

比如現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了鋼筋網(wǎng)片的商品化生產(chǎn)，符合設(shè)計(jì)要求的鋼筋在工廠自動(dòng)下料、自動(dòng)成形、自動(dòng)焊接（綁扎），形成標(biāo)準(zhǔn)化的鋼筋網(wǎng)片。如果能打通設(shè)計(jì)信息模型和工廠自動(dòng)化生產(chǎn)線之間的協(xié)同瓶頸，實(shí)現(xiàn)CAM將指日可待。

03

—   BIM與裝配化施工   —

1.施工現(xiàn)場(chǎng)組織及工序模擬

將施工進(jìn)度計(jì)劃寫入BIM信息模型，將空間信息與時(shí)間信息整合在一個(gè)可視的4D模型中，就可以直觀、精確地反映整個(gè)建筑的施工過程。提前預(yù)知本項(xiàng)目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡，總體計(jì)劃、場(chǎng)地布置是否合理，工序是否正確，并可以進(jìn)行及時(shí)優(yōu)化。

施工過程模擬

2.施工安裝培訓(xùn)

通過虛擬建造，安裝和施工管理人員可以非常清晰地獲知裝配式建筑的組裝構(gòu)成，避免二維圖紙?jiān)斐傻睦斫馄睿ＷC項(xiàng)目的如期進(jìn)行。

3.施工模擬碰撞檢測(cè)

通過碰撞檢測(cè)分析，可以對(duì)傳統(tǒng)二維模式下不易察覺的“錯(cuò)漏碰缺”進(jìn)行收集更正。如預(yù)制構(gòu)件內(nèi)部各組成部分的碰撞檢測(cè)，地暖管與電器管線潛在的交錯(cuò)碰撞問題。

碰撞檢測(cè)

4.復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的施工模擬

通過施工模擬對(duì)復(fù)雜部位和關(guān)鍵施工節(jié)點(diǎn)進(jìn)行提前預(yù)演，增加工人對(duì)施工環(huán)境和施工措施的熟悉度，提高施工效率。

關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)施工模擬

04

—   BIM與一體化裝修   —

1.裝修部品產(chǎn)品庫的建設(shè)

土建裝修一體化作為工業(yè)化的生產(chǎn)方式可以促進(jìn)全過程的生產(chǎn)效率提高，將裝修階段的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)集成到方案設(shè)計(jì)階段可以有效地對(duì)生產(chǎn)資源進(jìn)行合理配置。

精裝產(chǎn)品庫建設(shè)

2.可視化設(shè)計(jì)

通過可視化的便利進(jìn)行室內(nèi)渲染，可以保證室內(nèi)的空間品質(zhì)，幫助設(shè)計(jì)師進(jìn)行精細(xì)化和優(yōu)化設(shè)計(jì)。整體衛(wèi)浴等統(tǒng)一部品的BIM設(shè)計(jì)、模擬安裝，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化、成本統(tǒng)計(jì)、安裝指導(dǎo)。

家居庫

3.信息化集成

產(chǎn)業(yè)鏈中各家具生產(chǎn)廠商的商品信息都集成到BIM模型中，為內(nèi)裝部品的算量統(tǒng)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。對(duì)裝修需要定制的部品和家具，可以在方案階段就與生產(chǎn)廠家對(duì)接，實(shí)現(xiàn)家具的工廠批量化生產(chǎn)，同時(shí)預(yù)留好土建接口，按照模塊化集成的原則確保其模數(shù)協(xié)調(diào)、機(jī)電支撐系統(tǒng)協(xié)調(diào)及整體協(xié)調(diào)。

精裝集成衛(wèi)浴

4.裝配式裝修

裝修設(shè)計(jì)工作應(yīng)在建筑設(shè)計(jì)時(shí)同期開展，將居室空間分解為幾個(gè)功能區(qū)域，每個(gè)區(qū)域視為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的功能模塊，如廚房模塊、衛(wèi)生間模塊。在模塊化設(shè)計(jì)時(shí)，綜合考慮部品的尺寸關(guān)系，采用標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)對(duì)空間及部品進(jìn)行設(shè)計(jì)，以利于部品的工廠化生產(chǎn)。

一體化裝修流程

05

—   BIM與信息化管理   —

1.經(jīng)濟(jì)算量分析

經(jīng)濟(jì)算量的主要原則是做到“準(zhǔn)量、估算”，按照工業(yè)化建筑的組成及計(jì)價(jià)原則分為預(yù)制構(gòu)件部分和現(xiàn)澆構(gòu)件部分。通過分類統(tǒng)計(jì)可以快速地對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行工程量分析，從而進(jìn)行方案比選，再由確定的工程量結(jié)合地區(qū)的定額計(jì)算出本項(xiàng)目的工程量清單，實(shí)現(xiàn)在方案策劃階段對(duì)成本的初步控制。

2.RFID實(shí)現(xiàn)裝配式建筑質(zhì)量管理可追溯

實(shí)現(xiàn)在同一BIM模型上的建筑信息集成，BIM服務(wù)貫穿整個(gè)工程全生命周期過程。一方面，可以實(shí)現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)信息化；另一方面，可以將生產(chǎn)、施工及運(yùn)維階段的實(shí)際需求及技術(shù)整合到設(shè)計(jì)階段，在虛擬環(huán)境中預(yù)演現(xiàn)實(shí)，真正實(shí)現(xiàn)BIM信息化應(yīng)用的信息集成優(yōu)勢(shì)。通過在預(yù)制構(gòu)件中預(yù)埋芯片等數(shù)字化標(biāo)簽，在生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工、管理的各個(gè)重要環(huán)節(jié)記錄相應(yīng)的質(zhì)量管理信息，可以實(shí)現(xiàn)建筑質(zhì)量的責(zé)任歸屬，從而提高建筑質(zhì)量。

3.利用BIM云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)適時(shí)、全球化、數(shù)字化的管理

BIM信息化技術(shù)與云技術(shù)相結(jié)合，可以有效地將信息在云端進(jìn)行無縫傳遞，打通各部門之間的橫向聯(lián)系，通過借助移動(dòng)設(shè)備設(shè)置客戶端，可以實(shí)時(shí)查看項(xiàng)目所需要的信息，真正實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目合作的可移動(dòng)辦公，提高項(xiàng)目的完成精度。  

（責(zé)任編輯：奚雅青）