一种基于BIM和大数据的装配式建筑深化设计及施工方法

技术领域

本发明属于装配式建筑技术领域，具体涉及一种基于BIM和大数据的装配式建筑深化设计，还包括有一种基于BIM和大数据的装配式建筑深化设计的施工方法。

背景技术

装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作好建筑用构件和配件(如楼板、墙板、楼梯、阳台等)，运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。装配式建筑主要包括预制装配式混凝土结构、钢结构、现代木结构建筑等，因为采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理、智能化应用，是现代工业化生产方式的代表，BIM技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用，在BIM三维设计模型的运用中，越来越受到广大建筑设计的喜好，对建筑模型的时候提供了较大的便捷性，然而市面上各种的BIM软件对装配式建筑的运用仍存在各种各样的问题。

如授权公告号为CN107967399A所公开的一种基于BIM软件的装配式建筑深化设计方法，其虽然实现了现有预制构件深化设计方法的缺陷，采用在绘制深化设计图纸前先进行三维模型的建模，使用三维碰撞检查方法，排除预制构件之间的空间冲突关系后再生成图纸，避免图纸的大量修改，而模型中的零件均具有准确的三维尺寸、材料信息、构件从属关系，这些信息传递出来，即可生成构件材料清单，从而达到准确高效的效果，但是并未解决现有三维模型设计无法与客户进行实时的沟通联系，实现对三维设计进行及时的问题对接和处理，以及无法实现大数据的信息连接，不能够有效的提高三维模型设计的速率等的问题，为此我们提出一种基于BIM和大数据的装配式建筑深化设计及施工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于BIM和大数据的装配式建筑深化设计及施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于BIM和大数据的装配式建筑深化设计，包括计算机，所述计算机上电性连接有通讯模块、辅助模块、存储模块和信息处理模块；

所述通讯模块通讯连接大数据库和客户终端，所述大数据库为装配式建筑的模型设计图和装配建筑的配件模型设计图，所述大数据库用于为客户和设计师提供基础的装配式建筑的模型设计图和设计理念，所述客户终端为客户计算机，所述客户终端可以实现在线与设计师共同进行装配式建筑的模型设计，所述客户终端用于客户辅助设计师进行装配式建筑的三维模型设计，并且使得设计师能够及时的知晓客户的想法便于对三维模型设计进行修改；

所述辅助模块包括有硬件辅助设备和软件辅助设备，所述硬件辅助设备为计算机的外设设备，使得计算机能够便于操作，所述软件辅助设备为BIM软件使用时候所需要使用到的辅助软件，所述软件辅助设备可以使得BIM软件在进行三维模型设计的时候便于操作，减少BIM三维模型设计消耗的时间；

所述信息处理模块用于对大数据库传输的三维模型设计图进行处理打开，并且对三维模型设计图进行修复和优化，所述信息处理模块还用于BIM软件与软件辅助设备之间的稳定连接，实现数据的快速的传输，帮助设计师能够快速的完成三维模型设计图的制作。

优选的，所述存储模块至少包括有两组，一组所述存储模块用于存储和运行所述计算机、所述BIM软件和所述辅助模块，另一组所述存储模块用于存储所述BIM模型建设的三维模型设计图。

优选的，所述通讯模块为5G通讯、4G通讯或者是以太网通讯连接，所述通讯模块内部包括有数模转换模块，所述数模转模块用于将模拟信号转化成数字信号。

优选的，所述硬件设备包括有键盘、鼠标、摄像头、音响、咪头和绘图画板，所述键盘、鼠标和绘图画板用于绘制三维模型设计图使用，所述摄像头、音响和咪头用于与所述客户终端进行通讯连接。

优选的，所述辅助软件设备包括有建模软件、动画设计、虚拟现实软件，所述建模软件包括有Sketchup、Revit和Rhino，所述动画设计包括有Twinmotion、Lumion、3Dmax和Navisworks，所述虚拟现实软件包括有Fuzor。

优选的，所述客户终端在使用的时候只能够进行观看和给出建议，不能够直接对BIM模型设计进行操作，且设计师可以通过所述计算机的远程操作赋予所述客户终端权利。

优选的，所述信息处理模块包括有对所述大数据库下载的三维设计图、辅助软件设备和BIM模型设计后的图纸进行处理，所述处理包括有对图像的优化、数据的简洁化、像素清晰化和彩现均匀化。

一种基于BIM和大数据的装配式建筑深化设计的施工方法，包括有以下步骤；

S1、BIM三维模型的建设；设计师与客户进行沟通，得到客户建筑的各项参数、户型设计、建筑材料深化和成本分析，设计师根据建筑材料深化和成本分析对柱、梁、版和墙进行设计，以及对户型设计和各项参数实现对模型的规格和样式进行设计，并且设计师从所述大数据库中选着与客户需求相近的设计方案给客户进行预览选择；

S2、BIM模型设计成型；设计师在和客户沟通完毕之后，通过所述大数据库中提取客户较为中意的三维模型设计图，并且通过辅助软件设备和BIM模型建设实现对装配式建筑进行三维模型建设生成，且进行三维模型建设的时候使用到信息处理模块对图像进行优化处理；

S3、客户终端对设计方案进行审查；客户终端对三维设计模型进行审查确定，并提出修改意见，设计师进行定向修改，在客户终端确定方案之后，设计师在明细表中进行材料和计算公式进行补充；

S4、实地施工和装配式建筑的安装；最后根据三维设计模型进行装配式建筑的安装，施工人员可以根据明细表中的信息参数，直接获取该构件的数据参数，并通过大数据库的构件数据库内调出该构件在BIM模型的安装节点信息、施工视频和注意事项，并且根据每个构件所对应的编号进行顺序拼装，从而实现对构件的安装。

优选的，所述S1中的柱、梁、版和墙在进行绘制的时候，需要根据建筑物的房屋总高度和位置信息，确定所述待建建筑物的柱构件的轴压比限值和墙构件的轴压比限值，确定当前的待建建筑物模型的每个房间的梁和墙的第一受荷值，然后根据当前的待建建筑物模型的每个房间的支撑构件的第一受荷值和该支撑构件的轴压比限值，确定该房间的支撑构件的截面尺寸，支撑构件的截面尺寸计算公式为bc*hc＝N/(fc*μ),其中，bc为支撑构件的截面宽度；hc为支撑构件的截面高度；N为第一受荷值；fc为混凝土抗压强度；μ为支撑构件的轴压比限值

优选的，所述S2中的信息处理模块的优化的具体步骤为：a、将建立完的BIM模型，进行根据属性进行彩现填充；b、对三维BIM模型进行立体演示，根据BIM真实三维模型的架构进行设计数据的立体验证和校正；c、在进行立体验证和校正之后，选取设计数据中的若干个关联点进行BIM模型的耦合；d、根据数据验证、校正和耦合的结果对设计数据进行缺陷修正和优化。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过大数据实现对BIM模型设计提供基础图纸，能够有效的加速BIM模型设计的速率，并且能够实现将图纸上传，实现多地同时观看，以及能够使得设计师直接与客户进行沟通，使得BIM三维模型的设计更加符合客户的需求，以及多种辅助软件设备的同时运行，增加BIM三维模型设计的便捷性和可行性，以及图像优化，增加三维设计的可视性。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明的步骤结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于BIM和大数据的装配式建筑深化设计，包括计算机，所述计算机上电性连接有通讯模块、辅助模块、存储模块和信息处理模块；

所述通讯模块通讯连接大数据库和客户终端，所述大数据库为装配式建筑的模型设计图和装配建筑的配件模型设计图，所述大数据库用于为客户和设计师提供基础的装配式建筑的模型设计图和设计理念，所述客户终端为客户计算机，所述客户终端可以实现在线与设计师共同进行装配式建筑的模型设计，所述客户终端用于客户辅助设计师进行装配式建筑的三维模型设计，并且使得设计师能够及时的知晓客户的想法便于对三维模型设计进行修改；

所述辅助模块包括有硬件辅助设备和软件辅助设备，所述硬件辅助设备为计算机的外设设备，使得计算机能够便于操作，所述软件辅助设备为BIM软件使用时候所需要使用到的辅助软件，所述软件辅助设备可以使得BIM软件在进行三维模型设计的时候便于操作，减少BIM三维模型设计消耗的时间；

所述信息处理模块用于对大数据库传输的三维模型设计图进行处理打开，并且对三维模型设计图进行修复和优化，所述信息处理模块还用于BIM软件与软件辅助设备之间的稳定连接，实现数据的快速的传输，帮助设计师能够快速的完成三维模型设计图的制作。

为了实现对计算机的运行和存储进行分开，不会造成计算机的运行缓慢以及存储的混乱，本实施例中，优选的，所述存储模块至少包括有两组，一组所述存储模块用于存储和运行所述计算机、所述BIM软件和所述辅助模块，另一组所述存储模块用于存储所述BIM模型建设的三维模型设计图。

为了实现快速有效的数据信息的传输，并且不会通过多种网路形式，不会造成网络的断连，本实施例中，优选的，所述通讯模块为5G通讯、4G通讯或者是以太网通讯连接，所述通讯模块内部包括有数模转换模块，所述数模转模块用于将模拟信号转化成数字信号。

为了实现对计算机的运行操作，并且实现对客户端进行实时的通讯连接，本实施例中，优选的，所述硬件设备包括有键盘、鼠标、摄像头、音响、咪头和绘图画板，所述键盘、鼠标和绘图画板用于绘制三维模型设计图使用，所述摄像头、音响和咪头用于与所述客户终端进行通讯连接。

为了实现对BIM模型建设进行辅助连接，加快BIM模型建设的多样性和可能性，本实施例中，优选的，所述辅助软件设备包括有建模软件、动画设计、虚拟现实软件，所述建模软件包括有Sketchup、Revit和Rhino，所述动画设计包括有Twinmotion、Lumion、3Dmax和Navisworks，所述虚拟现实软件包括有Fuzor。

为了设计师的设计稳定性，以及对客户意见的有效接纳，本实施例中，优选的，所述客户终端在使用的时候只能够进行观看和给出建议，不能够直接对BIM模型设计进行操作，且设计师可以通过所述计算机的远程操作赋予所述客户终端权利。

为了实现对三维模型设计的图像优化处理，使得图像更具有观看性，本实施例中，优选的，所述信息处理模块包括有对所述大数据库下载的三维设计图、辅助软件设备和BIM模型设计后的图纸进行处理，所述处理包括有对图像的优化、数据的简洁化、像素清晰化和彩现均匀化。

请参阅图2，一种基于BIM和大数据的装配式建筑深化设计的施工方法，包括有以下步骤；

S1、BIM三维模型的建设；设计师与客户进行沟通，得到客户建筑的各项参数、户型设计、建筑材料深化和成本分析，设计师根据建筑材料深化和成本分析对柱、梁、版和墙进行设计，以及对户型设计和各项参数实现对模型的规格和样式进行设计，并且设计师从所述大数据库中选着与客户需求相近的设计方案给客户进行预览选择；

S2、BIM模型设计成型；设计师在和客户沟通完毕之后，通过所述大数据库中提取客户较为中意的三维模型设计图，并且通过辅助软件设备和BIM模型建设实现对装配式建筑进行三维模型建设生成，且进行三维模型建设的时候使用到信息处理模块对图像进行优化处理；

S3、客户终端对设计方案进行审查；客户终端对三维设计模型进行审查确定，并提出修改意见，设计师进行定向修改，在客户终端确定方案之后，设计师在明细表中进行材料和计算公式进行补充；

S4、实地施工和装配式建筑的安装；最后根据三维设计模型进行装配式建筑的安装，施工人员可以根据明细表中的信息参数，直接获取该构件的数据参数，并通过大数据库的构件数据库内调出该构件在BIM模型的安装节点信息、施工视频和注意事项，并且根据每个构件所对应的编号进行顺序拼装，从而实现对构件的安装。

为了使得模型建设能够更加的符合实际的建筑建造，本实施例中，优选的，所述S1中的柱、梁、版和墙在进行绘制的时候，需要根据建筑物的房屋总高度和位置信息，确定所述待建建筑物的柱构件的轴压比限值和墙构件的轴压比限值，确定当前的待建建筑物模型的每个房间的梁和墙的第一受荷值，然后根据当前的待建建筑物模型的每个房间的支撑构件的第一受荷值和该支撑构件的轴压比限值，确定该房间的支撑构件的截面尺寸，支撑构件的截面尺寸计算公式为bc*hc＝N/(fc*μ),其中，bc为支撑构件的截面宽度；hc为支撑构件的截面高度；N为第一受荷值；fc为混凝土抗压强度；μ为支撑构件的轴压比限值

为了实现对图像进行优化处理，本实施例中，优选的，所述S2中的信息处理模块的优化的具体步骤为：a、将建立完的BIM模型，进行根据属性进行彩现填充；b、对三维BIM模型进行立体演示，根据BIM真实三维模型的架构进行设计数据的立体验证和校正；c、在进行立体验证和校正之后，选取设计数据中的若干个关联点进行BIM模型的耦合；d、根据数据验证、校正和耦合的结果对设计数据进行缺陷修正和优化。

本发明的工作原理及使用流程：

第一步、BIM三维模型的建设；设计师与客户进行沟通，得到客户建筑的各项参数、户型设计、建筑材料深化和成本分析，设计师根据建筑材料深化和成本分析对柱、梁、版和墙进行设计，以及对户型设计和各项参数实现对模型的规格和样式进行设计，并且设计师从所述大数据库中选着与客户需求相近的设计方案给客户进行预览选择；

第二步、BIM模型设计成型；设计师在和客户沟通完毕之后，通过所述大数据库中提取客户较为中意的三维模型设计图，并且通过辅助软件设备和BIM模型建设实现对装配式建筑进行三维模型建设生成，且进行三维模型建设的时候使用到信息处理模块对图像进行优化处理；

第三步、客户终端对设计方案进行审查；客户终端对三维设计模型进行审查确定，并提出修改意见，设计师进行定向修改，在客户终端确定方案之后，设计师在明细表中进行材料和计算公式进行补充；

第四步、实地施工和装配式建筑的安装；最后根据三维设计模型进行装配式建筑的安装，施工人员可以根据明细表中的信息参数，直接获取该构件的数据参数，并通过大数据库的构件数据库内调出该构件在BIM模型的安装节点信息、施工视频和注意事项，并且根据每个构件所对应的编号进行顺序拼装，从而实现对构件的安装。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。