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建筑工业4.0视角下基于BIM的建筑集成设计方法研究

赵霞  
【摘要】:随着德国政府率先提出“工业4.0”战略,并在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出,在世界范围掀起了“工业4.0”的热潮,各国纷纷探讨本国信息时代的工业化道路发展。当今媒体时代,建筑异化为图形,建筑图景化的现象使建筑失去了一个相对清晰的本体内涵;同时,我国建筑业发展模式以粗放为主,设计与建造的过程中无法对接,造成资源的浪费,建筑品质的缺失。针对以上问题,建筑工业4.0将是对其的解答,也是未来建筑业发展的必然趋势。 论文通过文献研究以及实例分析,对建筑工业化进行概念解析与发展历程的梳理,总结其发展特点与规律,分析建筑工业1.0到3.0的发展趋势以及不足,并由此归纳出建筑工业4.0的特点:具有时代性和前瞻性;具有动态性和可变性;建筑进行精益化建造,避免粗放的建筑产业模式;从建造角度出发的个性化与定制化的设计。建筑工业化的本质即为工业化的设计与工业化的建造,探讨设计与建造的关系,以建造作为设计出发的原点,得出影响建造的主要物质因素为建筑材料与建筑结构。从材料和结构出发,去探讨面向建造的设计方法,通过理论的研究与实例的佐证,探讨了材料介入设计方法和结构介入的设计方法。材料介入的设计方法包括材料物理属性与知觉属性指导的设计方法;结构介入的设计方法包括结构理性主义与表现主义指导的设计方法。 传统的建筑设计中,建筑师把设计作为一种艺术的追求,导致不同专业的交流减少,各专业配合发展成了相对对立、隔离的一个线性设计流程;考虑的因素主要以艺术为出发点,忽视了新技术、新材料对建筑发展的影响;建筑完成度不高,造成建造品质的缺失。集成设计包括设计制约因素的迭代,是从建筑师角度出发,设计流程中的设计要素的集成,提高设计的准确性。 当今,BIM技术在建筑设计中的应用不断深入,为集成设计提供了技术支撑。在设计过程中,通过不同集成单元在不同时期介入设计的方法,集成各个方面的设计制约要素来设计建筑。本文将集成设计分为概念设计、初步设计、深化设计、后期设计几个阶段,将材料介入、结构介入的设计方法视作小的集成单元,不同层次、不同深度的集成到各个阶段中,完成建筑的集成设计。并通过鄱阳湖生态经济区规划展示馆这个实例对于集成设计方法的应用,去佐证集成设计方法。 建筑工业4.0视角下基于BIM的集成设计方法,将建造作为设计出发的原点,通过影响建造的物质因素,材料与结构介入设计方法的集成,体现了建筑工业4.0的建造本质。BIM技术的支持,不仅实现了设计制约因素的集成,同时实现了建筑信息的集成,赋予建造信息的建筑构件可以被工业化加工生产,实现定制化、个性化的建筑工业4.0。 借助BIM平台的强大集成功能,工业4.0的建筑设计将真正实现其目标。但基于BIM的建筑集成设计方法的完善,还需更多实践与探索支持,其前景是光明的。


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