BIM+3D打印技术的装配式建筑研究进展

BIM+3D打印技术的装配式建筑研究进展

李俊 安雄宝 马泽琛 张壮壮 孙佳玮

中建二局第三建筑工程有限公司 北京 100070

摘要：随着国家和各省市相关政策的大力扶持，装配式建筑、BIM技术应用领域风起浪涌，很多设计和研究单位都开始积极促进新型建筑工业化与信息化、智能化的深度融合。文章对BIM+3D打印技术的装配式建筑进行了研究分析，以供参考。

关键词：BIM+3D打印技术；装配式建筑；进展

1前言

随着我国市场经济的快速发展，建筑业已成为我国经济的支柱性产业。在全国经济建设的热潮下，早期的建筑行业一直是粗放式的发展模式，污染大、资源消耗多和施工混乱是这一时期的典型特征。装配式建筑是以精细化设计、智能化生产、机械化总装和信息化集成的绿色建筑，可以助推住宅业供给侧改革，以高科技制造业模式引领传统住宅业的转型升级，助推中国制造。

2采用BIM进行装配式建筑深化设计的难点

2.1BIM深化装配式建筑设计难点

BIM的深化设计需要与预制构件的生产厂家、施工单位以及设计单位进行沟通，信息量大，需要沟通的工作量大，如果没有统一的流程和优先化信息的策略，很容易会造成深化设计过程中信息的混乱和重复，导致设计与施工沟通不畅。另外由于当前国内常见的BIM软件为Revit软件，这个软件在建模方面是比较成熟的，但是出图与相关的国内出图标准差距较大，没有相关的族库和样板，而且无法按照国家的相关标准进行修改，因此出图也是进行BIM深化设计需要面对的重要问题。

2.2设计的工作量大

进行装配式建筑施工时，需要用到大量的标准化构件，在设计中也需要对这些标准化的构件进行设计归并，这样能够减少需要用到的构件种类和数量，对于简化施工难度有着重要的作用。对设计图进行深化的过程中，当与其他的专业进行协调的时候可能会设计出很多外形不同但是作用相同的构件。这样如果用个人工的方法对这些构件进行建模设计就会导致产生很大的工作量，也是一种浪费。当前主流的BIM软件在单个模型内部传递信息是很容易的，但是不同的模型之间数据传递较差，而且Revit软件对于项目的数据传递和整合有着比较大的影响，因为这个软件并不支持链接文件的信息调取。因此为了实现装配式建筑中BIM的应用，需要对这款软件进行二次开发，结合管理与技术两个方面一起。

3 BIM技术在装配式建筑深化设计中的具体应用

3.1建立建筑信息模型

在我国建筑行业的不断发展下，对其设计施工要求逐渐增多，在装配式建筑的深化设计中，通常会应用BIM技术，建立建筑信息模型，可有效为设计人员提供有效的参考依据。在传统的建筑设计过程中，采用二维图纸的方式，促使设计人员针对较为细节的内容难以进行准确设计，因而，在实际工作中，施工现场的实际情况与图纸存在较大偏差，继而影响装配式建筑施工的整体质量。为此，在我国技术的不断发展下，对BIM技术进行充分研究，并使其应用在装配式建筑设计中，利用三维模型的方式，能够有效规划建筑的整体内容，明确各个环节的施工情况。并且，在模型的创建过程中，涉及较多的专业，如水电、施工等，在三维模型中，有利于设计人员充分了解建筑施工方案设计中存在的问题，继而能够对其进行有效的修改。同时，在某一处修改时，需对整体进行重新修改设计，若采用传统的方法，则会增加大量的工作。然而，采用BIM技术则缩短修改的时间，可以直接在模型中进行相应的修改，以此可提高装配式建筑设计的效率。同时，在模型的创建过程中，需根据具体的建筑数据参数，继而配置相应的模块，有利于系统能够根据参数进行自动分配，明确具体的安装步骤，以此在实际施工过程中能够有效缩短施工工期，提高施工效率，并保障建筑工程的施工质量。

3.2协助构件拆分工作

在装配式建筑深化设计过程中，需使用相应构件，其中常用的构件为框架柱、阳台、楼梯等，通过各项构件继而能够完善整体的建筑内容，在构件的拆分过程中，也需采用BIM技术。在模型应用的基础上，需对其内部的构件进行合理拆分，有利于确保建筑工程的连贯性，可以有效保证数据信息的完整性。同时，在构件拆分的过程中，有利于设计人员对建筑整体构件之间存在的关系进行充分掌握，有助于对各个节点进行全面观察。在实际的拆分过程中，需减少构件的数量，由于装配式建筑的构件相对复杂，在加工过程中，产生的成本相对较高。因此，需将构件进行不断的优化。例如，在叠合板拆分的过程中，设计人员需结合板宽的不同情况，并利用BIM技术能够快速了解其具体的数量以及相关的数据。根据实际情况对板宽进行合理的调整，以此减少构件的类型。同时，在BIM技术在应用的过程中，需不断深化装配式建筑的设计，根据技术的应用效果，对其进行逐渐优化，并完善完善的工艺流程，提高技术的应用水平，继而促使该技术发挥自身的优势，促进我国建筑工程的不断发展，提高建筑企业的经济效益，推动BIM技术的广泛应用。

3.3优化构件埋件布置

在装配式建筑深化设计过程中，应当结合构件拆分原则，并对构件埋件布置进行合理的规划设计，充分应用BIM技术，以此可对埋件布置进行有效的优化。例如，在梁柱的埋件过程中，需采用内嵌式梁柱，该构件本身具有相应的埋件，然而，设计人员在实际的设计过程中，针对钢筋吊钩环需进行单独的设计。由于该构件在设计过程中，需根据建筑整体结构展开有效的调整，继而能够确保埋件的合理性。同时，在预制柱埋件过程中，设计人员应当将该构件上墙与柱之间衔接的地位进行设置，使其与钢板高度保持一致，并为其设置具体的参数。在模型的创建过程中，可结合装配式建筑的实际结构进行科学调整，继而使其满足建筑模型的实际需求，充分提高建筑施工效率，以此能够对建筑中的参数进行有效观察，确保建筑数据信息的准确性，促使建筑工程的整体结构符合我国规定的标准。因此，当前BIM技术应用较为广泛，在建筑工程的设计过程中得到有效应用，在模型的创建过程中，可为施工人员提供在后续的施工中奠定良好的基础。

3.4创建建筑信息数据库

装配式建筑在设计过程中，通常会产生大量的数据信息，设计人员需根据相应的数据信息完成对建筑的整体设计。但是，由于建筑设计的数据信息相对繁多，并且较为复杂，若采用人工的方式对数据进行整理，则会产生较大的工作量，在人工数据统计中还出现相应的误差，影响建筑方案设计的准确性。因此，在数据信息的应用中，应当采用BIM技术，创建建筑信息数据库，通过数据库系统可有效收集装配式建筑工程的各类信息。在收集完成后，并自动将其进行有效整理，便于设计人员对数据信息进行有效分析，提高数据的使用效率。并且，BIM技术还具有自动化的功能，利用该技术可准确计算实际的建筑工程量，有益于计算装配式建筑施工过程产生的成本，对建筑工程整体进行预算，能够有效对成本进行良好的把控。同时，在实际的建筑施工过程中，通过BIM技术创建的数据库，能够对数据信息进行充分保存，便于工作人员在后期施工过程中对数据信息进行全面分析，促使建筑施工的内容更加全面，进一步提高装配式建筑工程质量。

4结语

通过BIM技术的应用，实现了装配式建筑设计的可视化，可以准确直观地表达设计意图，显著提高装配式建筑深化设计的质量，为后续构件生产、施工安装的顺利进行建立了很好的设计基础。BIM技术的应用增强了装配式建筑产业化优势，将极大地促进我国建筑工业化的发展。

参考文献：

[1]刘业金.BIM技术在装配式建筑深化设计中的应用研究[J].中国房地产业,2020,(15):54,56.

[2]杨博.BIM技术在装配式建筑设计中的研究与实践[J].建筑·建材·装饰,2020,(2):197,202.

[3]李伟,程琳,何晓宇.BIM技术在装配式混凝土结构深化设计中的应用[J].土木建筑工程信息技术,2020,12(4):85-91.