装配式住宅中的BIM应用分析

(整期优先)网络出版时间:2024-01-29
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装配式住宅中的BIM应用分析

黄超智

深圳市毕美科技有限公司       518129

摘要:随着近年来国家对BIM应用的推广力度加大,大众对BIM、装配式建筑、BIM正向设计等这些词汇也逐渐熟悉。BIM在商业、住宅、地下室的应用都已经有了成熟的方案,本文通过对装配式住宅项目中具体应用点的描述及重难点分析,让读者了解BIM在细分专业领域中的应用价值。

装配式住宅项目中的BIM应用目前主要发挥于设计阶段与施工阶段。设计阶段的BIM应用点有:预制构件的建模与布置、预制构件的碰撞检查、装配率的辅助计算、预制构件深化出图等。施工阶段的BIM应用点有:装配式BIM施工方案、运输分析模拟、塔吊分析模拟、预制构件吊装分析模拟等。

关键词:住宅装配式  BIM应用  BIM  BIM技术装配式 BIM正向设计

一、设计阶段

1、预制构件的建模与布置

在装配式住宅中,常见的预制构件有:预制楼梯、预制外窗、预制叠合楼板、预制空调板、预制外墙板等。设计师需要综合考虑业主需求、规范要求,确定户型内装配式构件的类型,及梁的位置、梁高、管线预埋,交接处理等问题。一般情况下,住宅装配式的图纸都是在施工图末期进行设计。可以利用BIM的三维建模技术,整合各专业的BIM模型进行,提前排查碰撞、错漏等情况,使设计更为完善。比如利用BIM模型的三维特性去思考、优化预制外窗与主梁搭接的部位,预制叠合楼板的管线预埋等问题。

2、预制构件的碰撞检查

碰撞检查是BIM的看家本领,所以利用BIM来做预制构件的碰撞检查是BIM应用的必选项。预留预埋件是碰撞检查中必须要关注的主要对象。如叠合楼板的碰撞检查,因设计功能上的需要,叠合楼板需要进行管线预埋。预埋套管、管线路由等必须要避开钢筋,预埋件不能布置在叠合楼板的接缝处。通过碰撞检查将这些问题暴露出来,通过会议讨论的方式来协调解决。利用设计协调会这样的流程、方式提前将问题消灭在施工前,避免了施工延误,返工等情况。

3、装配率的辅助计算

装配率是评价装配式建筑的重要指标之一,也是政府制定装配式建筑扶持政策的主要依据指标。住建部以及多地省市都出台了相应的《装配式建筑装配率计算细则》。设计师与甲方在设计阶段均需要重点考虑装配率的指标。在广东省的装配率指标计算方法中,与装配率息息相关的参数是Q1~Q6的值。Q1~Q6的得分值就是各类预制构件相关的指标分值,各种预制件只要达到比例要求就可以评到相应的分值,各种评价分值汇总起来就可以换算成装配率,而装配率的计算还需要涉及到各个预制构件所占的比例。而这个比例如何确定呢?原来计算各个装配构件的比例需要用到的是投影面积和表面积的。利用Revit软件中的明细表可以将各个构件的面积和表面积统计出来。然后汇总到EXCEL里进行统计。当Revit第一次把计算流程确定好后,后续调整装配构件则会联动统计,设计师则可以把更多精力用于思考设计,不断的调整,找到一个最优化的解决方案。所以,利用BIM的特性来辅助装配率的计算是一项减轻设计师工作量的应用。

4、预制构件出图设计

假如前面的三项应用都能真正的执行,那么第四个应用:预制构件出图设计则是可以达到实现的条件。利用前面的应用:预制构件布置以及Revit的视图特性(可见性、过滤器等),可以将模型平面绘制成:“叠合楼板平面布置图、ALC墙板平面图”等。

BIM绘制出来的预制构件详图,是碰撞检查及优化后的成果,避免了后期施工发现问题后的调整与返工。预制构件出图的优势是三维出图。预制构件一般都是较复杂的,平面与剖面结合很难表达清楚,所以需要BIM制作三维轴测图、三维剖视图等图纸来辅助预制厂的施工人员理解。不足之处是BIM出图的打印效果虽然很好,但文件图层命名要求、颜色要求、样式要求等却不相同,因此现阶段与CAD协同稍有不便。

二、施工阶段

1、装配式BIM实施方案

装配式BIM实施方案的作用是对设计阶段BIM应用的成果做一个梳理,结合现场施工情况、施工组织方案而制定出来的装配式BIM实施方案。大家可能会觉得这是一个Word文档而已,复制粘贴就行了。其实并不如此,每个项目都有项目本身的特点,装配式的内容也不尽相同。有些项目的装配式构件有预制凸窗、预制楼梯、预制叠合楼板,而有些项目又多出预制空调板、预制沉箱等,这些都与前文所说的装配率有关。因此,装配式的BIM实施方案需要考虑的就是所在项目有哪些装配式构件,这些装配式构件的尺寸是多少?有多重?如何运输,如何堆场、如何吊装等这方面的问题。而写这个装配式BIM实施方案则需要一个与施工单位进行讨论与协调沟通的过程。比如场地布置的冲突、施工计划中的时间节点冲突、吊装方案的风险点控制等。因此,装配式的BIM实施方案的重要性在于协调安排以及对施工安全的把控。

2、运输方案

运输方案需要考虑预制构件的尺寸,预制工厂的位置与施工地点的距离,还要考虑运输路线以及运输时间。比如某项目的预制构件包含预制凸窗,预制凸窗的尺寸与重量则需要参考设计图纸与BIM实施方案的内容,确定好尺寸和重量之后再来确定用什么类型的车辆进行运输。 确定好车辆的选型后就需要考虑运输的问题,如东莞某预制工厂到深圳某工地的距离为多少公里,货车运输的路线是否可行(部分路段货车限行)、运输所用的时间以及接车堆场的放置等问题。这些问题的解决都是在施工组织方案、BIM实施方案的基础上深化而来的。通过运输方案而衍生出来的另一个BIM应用则是运输模拟。通常情况很多方案文件都是通过文字来进行描述的。而BIM则可利用模型+Navisworks动画+视频剪辑的方式制作出一个清晰明了的模拟分析视频。这样便于讨论方案的可行性,分析方案可能会出现的风险点。也可以清晰的给施工人员进行说明,在施工前进行三维可视化交底,尽量避免施工人员因理解偏差带来的疏漏。

3、塔吊方案

塔吊方案主要考虑的是群塔作业的防碰撞的施工安全要求。首先需要根据各预制构件的尺寸及重量以及所安装的楼层高度,确定塔吊的选型。比如,某预制凸窗重量为3.2吨,尺寸为3*3米,需要安装至84米的高度。经过计算可采用WA7025-12KA的塔吊型号。而隔壁同样尺寸同样重量的但安装楼层为45米的预制凸窗,则可以采用型号为T6515。确定好塔吊选型后则需要关注各塔吊的群塔交叉关系。需确定个塔吊之间的高度差,上下错开,以防塔吊运行当中发生碰撞,避免塔吊因大幅度旋转塔臂碰撞的安全事故发生。确定好塔吊的交叉关系之后可以采用BIM进行模拟,通过观察垂直方向、时间节点上各塔吊的交叉范围,分析其可能会出现的安全隐患。

4、预制构件吊装方案

预制构件的吊装在BIM的工作中需要解决预制构件的吊运与安装问题,需要明确预制构件吊点位置、预制构件的拆模吊装、装车捆扎、预制构件起吊与安装等问题。如预制构件的吊装模拟要确保利用吊点位置实现平衡起吊,起吊时吊具和钢丝绳保持垂直。预制构件在堆场上采用的竖向堆放方式。BIM还需要对预制构件的起吊与安装进行模拟演示,模拟预制构件的吊点吊运,吊索与水平夹角在45~60°的范围内,保证各根吊索长度与角度一致,不出现偏心受力情况,并标识出吊索与吊具的起重重量,防止起吊超过负荷。

三、结语

本文的主旨在于给广大读者介绍BIM在住宅装配式中的应用,分析其中的做法及要点。通过介绍其可行的前瞻应用,让读者了解BIM在住宅装配式中所处的位置以及优势,便于各位广大工作者在项目中发挥BIM的优势,将项目更好的进行实施,做到更好的质量、成本方面的控制。诚然,对于住宅装配式的BIM应用,本文仅起到一个指引作用,很多的细节部分如塔吊方案中的应急预案、预制构件安装的施工方法、ALC内墙板的工艺流程等并未提及,但实际工作中BIM也能发挥其作用。随着BIM技术的发展,其细部应用才是体现项目的落实情况,希望通过BIM的全生命周期应用,形成高效、节能、降本的集成与创新发展。