BIM集成技術在現代化裝配式建筑中應用研究

林金輝 王斐迪 楊琪

摘要：借助BIM技術，可以有效地提高裝配式建筑的設計、生產和施工水平，使裝配式建筑從設計到運維的生產鏈條更加緊密、合理，在我國建筑業實現節能減排、減少污染、促進建筑行業發展轉型過程中，能夠發揮相當積極的作用。不過，要達到BIM技術與裝配式建筑更加緊密的結合，還要在實踐中進一步地磨合與完善，這仍需廣大建設行業的從業者的共同努力。

關鍵詞：BIM集成技術 現代化 裝配式建筑 應用

中圖分類號：U21 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1009-5349（2018）22-0256-02

BIM技術是一種數字化技術類型，可實現建筑工程的模型由二維向三維模型轉變，可改善建筑工程的設計和施工。借助BIM技術構建的建筑模型，可以對建筑內部的所有參數進行展示，并完成對建筑設計不合理的部分進行展示，達到優化建筑設計的目的。同樣裝配式建筑中，運用BIM技術可按照整個裝配流程進行展示，達到提升裝配效果的目的。但是，實際的BIM技術應用中，存在價值不明、應用效果不佳等問題，影響BIM技術的應用、繼續改進與完善?；诖耍疚膶IM技術在裝配式建筑的應用進行研究，并對具體的BIM技術在裝配式建筑中的應用價值進行闡述，具體內容如下。

一、BIM技術在裝配式建筑設計階段中的應用價值

（1）提高裝配式建筑設計效率。裝配式建筑設計中，由于需要對預制構件進行各類預埋和預留的設計，因此更加需要各專業的設計人員密切配合。利用BIM技術所構建的設計平臺，裝配式建筑設計中的各專業設計人員能夠快速地傳遞各自專業的設計信息，對設計方案進行“同步”修改。借助BIM技術與“云端”技術，各專業設計人員可以將包含有各自專業的設計信息的BIM模型統一上傳至BIM設計平臺，通過碰撞與自動糾錯功能，自動篩選出各專業之間的設計沖突，幫助各專業設計人員及時找出專業設計中存在的問題。

（2）實現裝配式預制構件的標準化設計。BIM技術可以實現設計信息的開放與共享。設計人員可以將裝配式建筑的設計方案上傳到項目的“云端”服務器上，在云端中進行尺寸、樣式等信息的整合，并構建裝配式建筑各類預制構件的“族”庫。隨著云端服務器中“族”的不斷積累與豐富，設計人員可以將同類型“族”進行對比優化，以形成裝配式建筑預制構件的標準形狀和模數尺寸。利用各類標準化的“族”庫，設計人員還可以積累和豐富裝配式建筑的設計戶型，節約戶型設計和調整的時間，更好地滿足居住者多樣化的需求。

（3）提高預制構件設計的專業化水平。提高專業化水平可以實現設計信息的開放與共享。通過把設計方案上傳到服務器上，設計人員能夠在服務器上進行尺寸和樣式等信息的整合，通過將不同類型的設計方案進行對比，從而能夠形成裝配式建筑預制構件的標準形狀和模型尺寸，對于優化積累，同時對于積累和豐富裝配式建筑的設計戶型，提高設計戶型的多樣性，提高裝配式建筑的設計水平有著重要的作用。

二、BIM技術在裝配式建筑設計中的應用

裝配式建筑是指用預制的構件在工地上直接裝配而成的建筑，這種建筑具有建造速度快、節約勞動力、施工成本低以及受氣候條件影響小的特點，使得其在世界各地得到了廣泛的推廣與實踐。BIM技術作為一種全新的建筑設計技術，將其應用于裝配式建筑設計中，不僅可以提升裝配式建筑的科技含量，確保裝配式建筑設計的可靠性和有效性，同時加快了裝配式建筑設計速度，降低了裝配式建筑設計成本，具有良好的經濟和社會效益。

（1）BIM模型建立及圖紙繪制。利用BIM技術建立數字化的裝配式建筑信息模型，后續所有的設計工作全部圍繞該模型展開。首先通過可視化的輔助圖形編輯軟件進行裝配式建筑建模，根據測繪、地質等基礎數據建立參數化的數據庫，對裝配式建筑各種構件結構的尺寸、規格等參數進行標注，使裝配式建筑構件設計更加智能和便捷。同時由于模型中的某一參數數據發生改變，與之相關的所有構件信息都會隨著更新變化，而BIM模型關聯性的特點可以有效解決圖紙之間的錯、漏等導致的信息不一致的問題。此外，借助開放接口建立裝配式建筑各種結構的參數化構件配置模塊，為后期系統自動生成構件匹配與安裝步驟奠定良好的基礎。

（2）BIM數據庫創建。由于裝配式建筑設計需要各種數據信息資源的支持，而這些數據資源數量眾多且復雜，如果僅僅依靠傳統的人工收集和管理，不僅增加了人力工作量，同時使數據信息資源的利用率降低。而利用BIM技術可以創建5D關聯數據庫，對裝配式建筑設計所需要的各種信息資源進行全面的收集，為裝配式建筑設計提供各種所需的數據信息，不僅提升了數據信息資源的管理效率，同時提高了資源的利用率。此外，BIM技術可以自動計算出裝配式建筑的工程量，對裝配式建筑實際施工成本進行預算，確保裝配式建筑工程項目的經濟效益。

（3）構件拆分。將結構分析模型導入到計算機系統中，并借助BIM技術形成包含構件的界面輪廓、材質和鋼筋信息，并依據工程需要對局部進行調整和修改，在此基礎上進行構件的拆分工作。首先將結構分析模型中的現澆構件拆分成若干個零件，再將多個零件組合成組件，最終完成構件拆分的全過程。

（4）鋼筋創建。借助BIM技術，并依照裝配式建筑構件中的鋼筋的構造要求和拆分原則，建立構件中鋼筋布置的流程，通過調用BIM系統中的相關程序，形成鋼筋相關參數信息和鋼筋的布置規則。縱筋在梁跨中后澆段中斷開，后澆段甩出長度應滿足套筒安裝的實際尺寸。設計人員應嚴格按照鋼筋設計規則確定縱筋的斷開位置、箍筋間距以及數量等參數，確保裝配式設計的合理性。

（5）埋件布置。首先設計人員應根據拆分細則，并利用BIM軟件對預制構件埋件的相關布置規則進行編輯，例如，梁柱埋件可以使用建立包含埋件的內嵌，到那時梁、板中的鋼筋吊鉤應需要重新進行吊鉤形狀設計和位置的布置工作。預制柱上的埋件可以建立專門的預制柱進行布置，要將預制柱的墻與柱連接處的鋼筋的高度參數進行合理的設計，并結合工程需要，適時調整鋼筋高度參數。

（6）施工階段的BIM技術應用。BIM技術同樣可以應用到裝配式建筑的施工階段。首先BIM技術可以用于預制件的管理工作，實現對預制件的管理。通過RFID技術和BIM技術結合，完成對預制件嵌入位置和物流信息進行控制，從而提升預制件的管理效果和管理質量的目的。

對于裝配式建筑施工中，需要對各類機械設備進行應用，具有較高的機械化程度。如果傳統施工管理，可能會存在施工控制效果不佳，制約工程質量。實際施工階段運用的BIM技術，可預先模擬施工流程，進而發現施工流程中存在問題，保障施工的規范性和質量性。

此外，運維階段，裝配式建結合BIM技術，可構建運營維護系統，并直接從BIM模型中提取預制構件，附屬設備型號等內容，達到提升運維效率的目的。

三、結語

BIM技術在裝配式建筑中具有較高的應用價值，對改善裝配式建筑的施工效率和施工質量具有直接的影響。BIM技術可直接應用到裝配式建筑的各個階段，滿足裝配式建筑的基本需求，降低安全隱患和質量隱患，推動裝配式建筑順利建成，實現裝配式建筑功能與服務水平提升。

參考文獻：

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責任編輯：楊國棟