淺談BIM技術在裝配式建筑設計中的應用

【摘要】本文簡述了BIM的概念，對裝配式建筑的作用與現階段存在的問題進行了說明，同時探討了BIM技術與裝配式建筑的協同設計，以供參考。

【關鍵詞】BIM技術；裝配式建筑設計；應用

隨著BIM技術的不斷完善和我國建筑業的蓬勃發展，BIM技術因應用于建筑工程領域的先進性、適用性和高效性而受到工程師、承包商和業主的廣泛關注和認可。近年來我國裝配式建筑迅猛發展，新型建造方式需要各專業間高度協調配合，各個階段有機銜接，管理也更為精細嚴格，BIM技術為裝配式建筑項目提供一個協調工作的平臺，提高工作效率，減少設計錯誤，避免返工作業，降低工程成本，成為推動建筑工業化可持續發展的必然要求。

1、BIM的相關概述

BIM為建筑信息模型（Building InformationModeling）的簡稱，該模型的創建以建筑項目中的各類數據、信息為基礎，再通過數字信息虛擬仿真建筑物的實際真實信息，呈現的方式是數據庫和三維模型，具有可視化、模擬性、協調性、優他性、可出圖性等特點。其概念最初起源于1975年，由美國喬治亞理工大學建筑與計算機學院（GeorgiaTech Collecle of Architecture and ComputinQ）的查克伊士曼（Chuck Eastman）博士提出。該概念一直沒有得到足夠的關注。直至2002年，歐特克公司正式提出BIM的概念，隨后BIM技術在發達國家開始廣泛應用于各類建筑工程。我國于2002年引進BIM技術，但發展較為緩慢，直至去年住建部發布“十三五”建筑業信息化發展綱要中多次提到BIM技術的應用，以及很多城市出臺BIM相關政策，BIM技術的應用現已在全國范圍大面積推廣。很多高校、企業開始成立BIM研究中心，積極進行BIM人才的相關培養。 2、裝配式建筑的作用與存在的問題

2.1裝配式建筑的作用

隨著國家提出未來建筑業的發展中要大力推廣裝配式建筑的戰略目標，我國裝配式建筑發展的形勢非常好，這是難得的機遇，也是必然選擇。相比傳統的建筑形式，該建筑模式可以改善結構精度、滲透、開裂等質量通病，提高隔聲、保溫、防火等性能便于系統維護、更新，有著巨大的節能減排作用，還能大大提高施工效率和縮短施工工期。

2.2當前裝配式建筑存在的問題

目前我國新型裝配式建筑尚處在嬰兒階段，各個環節之間還在相互磨合和協調，存在著許多認識上的誤區。例如，在設計環節，主要的設計思路還是先按照熟悉的現澆結構進行設計，然后按照一定的原則拆分成預制構件，這樣就無法貫徹標準化設計和兼顧考慮生產、施工一體化的設計思路。也是因為這個原因，生產環節大多僅僅是將原本現場完成的作業搬到預制工廠進行，構件模數化、標準化水平低，很難實現大批量流水線生產。同時，施工環節缺乏適用于裝配式建筑的管理機制，忽略工藝的重要性，技術工人的培養效果差等因素均對裝配式建筑的健康發展產生不利影響，甚至可能造成結構的安全隱患。

裝配式建筑要求在建筑的設計階段，既需要有對各個專業高度配合的要求，也需要對后續的施工、裝修等階段的許多因素進行集成考慮。因為在裝配式建筑中的裝配層中的主要構件，均是在工廠的預制構件。施工時只是對這些構件進行組裝，無法對這些構件進行設計變更或者修改。所以在安排這些構件，進入加Tf-進行加工前，所有的設計意圖均已實施，這其中就包括在構件上的埋件、開洞、裝修和施工方案、施工組織上考慮。

3、BIM技術與裝配式建筑的協同設計

裝配式建筑的協同設計應從建筑設計、生產建造、運營維護等建筑全生命周期進行考慮。BIM技術可以有效的滲入到裝配式建筑協同設計的各個階段：

3.1方案設計階段協同設計

方案設計階段前期，在建筑、結構、設備、裝修等各專業BIM技術的三維數據模型上進行密切配合，對預制構件、配件制作的可能性、經濟性、標準化設計以及安裝要求等做出策劃。方案階段，根據技術策劃要點做好平、立、剖面設計，在滿足使用功能的基礎上，通過模數協調的手段，以提高模板使用率和提高體系集成度為目標進行設計。依據裝配式建造的特點，平面設計上要考慮墻板的組合，實現建筑方案對立面的要求，通過專業間協同實現建筑設計的模數化、標準化、系列化和功能合理，實現預制構件及部品的“少規格、多組合”。

3.2初步設計階段協同設計

初步設計階段，結合各專業的工作進一步優化和深化。通過確定建筑的外立面方案及裝飾材料，結合立面方案和墻板組合設計方案，實現需要的立面效果，并反映在BIM技術的立面效果圖上。在預制的墻板構件上開始考慮電氣專業的強、弱電箱、預埋管線和開關點位的技術方案。同時，裝修設計也需要提供詳細的設施布置圖。在BIM技術的數據模型中進行碰撞檢查，從而確定布置方案的可行性。還需要根據BIM技術數據模型中提供的經濟性信息，評估并分析建造成本對技術方案的影響，并確定最終的技術路線。

3.3施工圖設計階段協同設計

施工圖階段需要繼承初步設計確定的技術路線，并進行深化設計。各專業與建筑部品、裝飾裝修、構件廠等上下游廠商加強配合，在統一的BIM技術數據平臺上，做好構件組合和深化設計，提供能夠茌構件加工廠加工的預制構件尺寸控制圖，做好構件的預留預埋和連接節點設計，重點還要做好節點的防水、防火、隔聲設計和系統集成設計。相比于現澆結構，裝配式結構還需要在建筑工程設計文件編制深度規定的基礎上，增加構件尺寸控制圖、墻板編號索引圖和連接節點構造詳圖等。建筑師的工作主要是協助結構專業做好預制構件加工圖的設計，確保預制構件買現設計意圖。

3.4內裝修協同設計

裝配式建筑的全裝修設計，應遵循建筑、裝修、部品一體化的設計原則，部品體系應滿足現行國家標準要求，滿足安全、經濟、節能、環保要求，部品體系宜實現以集成化為特征的成套供應，部品安裝宜采用干法施工。

裝配式建筑內裝修的主要標準構件應根據施工圖階段從BIM技術數據平臺上分解的標準構件數據采用工廠化加工的方法制作。部分非標準或特殊的構配件，可在現場安裝時統一處理。構配件應滿足構件和部品制造工廠化、施工安裝裝配化的要求，執行優化參數、公差配合和接口技術等有關規定，以提高其互換性和通用性。

結語：

綜上所述，目前我國對BIM技術的了解還處于初級階段，裝配式建筑的實施又具有很強的技術性和專業性。所以，今后我國建筑業的發展不僅需要對BIM技術作深入的研究，而且還要著重培養這方面的專業技術人才。