關於裝配式建築發展的幾點思考

2022-11-08 11:54:04 字數 4907 閱讀 4685

丁勇(中國建築科學研究院,北京100013)

摘要:裝配式建築的統一制式,與建築資訊化的道路不謀而合,機械生產進入平台級的腳步是裝配式建築構件的生產所要跟隨的前瞻性目標。本文通過參考機械領域設計、製造的方式,**了裝配式建築未來發展的趨勢。

並行化的生產方式應用到裝配式建築設計、製作階段是未來發展的趨勢,併行工程的關鍵技術問題就是協同與資料的管理,bim的發展正好能完成這一任務,而射頻技術又為bim軟體資料從虛擬三維應用到現實世界提供了捷徑。整個裝配式建築將會與併行工程、bim與射頻技術一起發展起來。關鍵詞:

建築資訊模型(bim);裝配式建築;建築資訊化;併行工程

considerations on development of prefabricated construction

ding yong

(china academy of building research, beijing 100013, china )

abstract:..inthis*****, to explorethefuturedevelopmenttrendof . trend of the application design and production in the future.

the key technical problem ofconcurrent engineering is the collaborative and data management. the development of bim is able tocompletethistask. from the virtual 3d applications to real world.

the prefabricated construction will develop withconcurrent engineering, bim and rf technology.

keywords:building information model; prefabricated construction; building informational; concurrentengineering

20世紀60年代,世界大戰之後為解決「房慌」而興起於歐洲、日本的裝配式建築,並沒有與建築資訊相結合。進入20世紀80年代,隨著人口的增加以及對住房的改進需求,裝配式建築在我國也逐漸推廣開來,尤其是工業廠房、民用建築的生產更是大量採用裝配式,2023年還批准了《建築數模協調統一標準》和《廠房建築模數協調標準》。近兩年,隨著計算機技術的進步,國內bim(建築資訊模型)的普及,bim軟體對建築資訊資料的管理有了乙個質的飛越,資訊化會推動工業化發展,裝配式建築的標準化設計與生產有了統一制式,對bim的發展起到很好的促進作用。

機械領域的進步與研究近代從來就是土木建築的參考物件,這是一種領域與另一種領域各自發展後形成的關係,機械生產進入平台級的腳步是裝配式建築構件的生產所要跟隨的前瞻性目標。機械配件的資訊

**專案:國家「十二五」「863計畫」專案(ss2013aa041306)

作者簡介:丁勇,男,碩士,工程師,研究方向為建築設計軟體與軟體協同,e-mail:

1化在方案、設計、生產、裝配、維護階段的應用,更是裝配式建築構件未來所要達到的管理水平。機械領域軟體公司致力於為機械設計的機電一體化整合提供整套的解決方案,也是bim軟體追求的多專業協同的參考目標。

本文參照現階段機械領域的幾個資訊化、工業化關鍵概念,思考裝配式建築的發展方向。

1裝配式建築的方案設計

建築設計的過程是複雜的,涉及到方方面面的問題,但建築的作用一般只有乙個,是做住宅、辦公、商場、還是劇院。此過程一般都是建築外觀設計,明確設計任務,考慮到建築資訊化,主要是建立專案的工程資訊。最好還能給詳細設計軟體提供統一的設計模板,模板可以是乙個配置檔案,可以是乙個資料庫,裡邊規定了本專案中應用的一些構件屬性的限制值。

比如使用的入戶門寬不能小於多少,梁、柱的承載力不能小於多少等等。設計室負責人將從設計師的草圖中挑出相對較好的創意,通過各種繪圖軟體進行精細效果圖的繪製,建築專案的資訊化從這裡的開始。

2裝配式建築的詳細設計與並行化

設計精細的效果圖的目的是為了進行詳細設計,數字模型工程師能夠使用bim軟體使建築模型由精細效果圖變為三維建築資訊模型。這種模型包含各種基本的建築構件以及構件的尺寸、材料、強度等等物理特性。在裝配式建築的詳細設計的過程中,基本包括3個專業:

建築、結構、裝置。bim軟體的發展使建築、結構、裝置進行並行設計成為可能。

2.1構件的詳細設計、分析與製造流程

裝配式建築的模型的建立是乙個建築資訊模型,應包括裝配體、子裝配體和單個裝置等相關的所有資料,都會與三維模型的資料聯絡在一起,包含在乙個統一的建築資訊模型中,同時連裝配體如何裝配,裝配的順序都會有所說明。在裝配式建築的設計過程中,有包括建築構件設計、構件生產工藝、構件裝配工藝、後期的構件維護工藝人員參與其中。經過bim軟體系統**後獲得結果,知道滿足需要為止。

流程如圖1所示。

圖1裝配式建築構件的設計過程

2模型中使用的構件(也就是裝配體)分為兩部分:

1)軟體中已有的構件,軟體中使用的構件一部分是軟體中已經儲存的構件,這部分構件的物理特性在各種工況下已經得到驗證,或者已經應用到即有的實際工程中。

2)模型中要新增的新產生的構件資訊會在軟體中儲存(並可匯出到其他bim軟體),進入到其他的bim軟體進行整體與單體分析,流程如上圖所示,得到滿意結果後,新產生的構件變成已有構件。

整體建築模型完成後,所有的構件資訊,包括統計量都會發布到製造端。針對每乙個構件產生乙個***,記錄構件本身的全部建築資訊,包括樓層、尺寸、材料等建築資訊,等製造端完成構件後,構件貼上***,運輸到現場組裝。

2.2設計領域的改變——並行化

併行工程已經在製造業十分成熟了,但在建築行業,併行工程的提法還很少見,並行技術是綠色建築與市場競爭的必然選擇,建築設計的並行化是面對建築領域的綠色倡導,同時降低成本,縮短時間的唯一捷徑(圖2)。

圖2建築併行工程設計環境示意

實現併行工程,需要建立乙個併行工程整合管理環境。其中關鍵方面包括以下幾點:

1)建築軟體(包括建築、結構、裝置專業)的資訊化。bim軟體的大力發展,為併行工程提供統一的協同平台與資料管理平台,便於各個專業充分在資料層面表達自己的設計。

2)建築的詳細設計過程改變。詳細設計過程變成乙個類似敏捷開發的過程,逐次修正迭代。乙個專案在詳細設計階段由眾多專業的工程師參加,每個專業都會對模型做出本專業的修正,但每次修正表現在整體的模型上不一定總是積極的,出現消極衝突的時候,就需要相關專業的人員對修正進行討論迭代,趨向於共同解決消極修正,以此避免建設過程中的設計衝突返工。

3)分布式管理、統一協調、持續的跟蹤,也就是人的作用。隨著併行工程的進行,工程內部系統複雜程度進一步加劇,問題也多樣化,分布式管理便於資訊收集、統一協調,並與資訊整理,持續跟蹤便於問題的解決。

隨著bim(建築資訊模型)技術的大力推廣,併行工程一定會得到重用。

33裝配式建築的全壽命週期中的bim與射頻技術

裝配式建築的統一制式,有利於bim軟體的管理,同時裝配式建築的大空間的移動離不開bim(建築資訊模型)技術和射頻技術的大力支援,射頻技術是bim資料從虛擬三維計算機空間輸出到現實的捷徑,兩者都是裝配式建築轉向綠色全壽命週期建築的關鍵技術(圖3)。

圖3裝配式建築、bim、射頻技術示意

3.1bim技術

bim技術是建築工程全壽命週期的核心管理技術,避免在虛擬的三維空間中產生階段性的資訊孤島。建築設計多專業協同與建築全壽命週期的資料管理是bim技術的優勢,裝配式建築需要的管理系統正式這樣管理系統。bim以裝配式建築全壽命週期的資料為核心,對裝配體、子裝配體和單個裝置等相關的所有資料繼續管理,同時提供通用有限元分析軟體的介面,便於匯入資料到分析軟體進行建模計算,也可以實現一些耦合軟體,在整體與構件之間做分析。

3.2射頻技術與物聯網技術

射頻技術能隨時隨地的記錄構件的幾何、物理資訊。因裝配式建築是在工廠內生產,專案地組裝,會涉及到構件的生產、倉儲、物流、安裝與驗收,各個環節都需要能隨時識別出構件的身份,避免產生階段性的資訊孤島,減少人工資訊錄入出錯的可能性,有利於bim模型資訊及時更新。同時射頻技術有利於工程材料的物聯網監控管理,極大方便構件的動態運輸。

3.3維護的技術難點

在裝配式建築的全壽命週期中,建築的維護、加固是不可忽視的問題,輕型裝配式物流中心倉庫有過替換的實際工程,但是又太多裝配式建築還沒有發揮出這一優勢。如何找到那個合理的「千斤頂」是裝配式建築能夠像機械一樣做替換的關鍵。

4結論**了裝配式建築在發展方向以及在設計、維護與全壽命週期的過程中的幾個關鍵技術。參照機械領

4域現有的一些技術,提出了對裝配式建築發展的幾點看法,尤其是併行工程。併行工程用到建築領域以前幾乎是微乎其微的,可能是建築行業的先天優勢決定的,建築行業從最開始的搭建木棚就是序列,並沒有什麼不妥。隨著計算機在建築領域的應用,bim軟體與射頻技術的發展,併行工程未來會使裝配式建築得到極大的發展,希望裝配式建築的標準盡快到來,組合建築、製造建築已經不再是遙不可及的目標。

參考文獻

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(責任編輯樊毅飛)5

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