基于BIM的模塊化設計方法在裝配式建筑中的應用探究

江旻華

（樟樹市建筑設計院）

引言

裝配式建筑是現代新興的一種建筑方式，應用中首先由生產廠家預先購置建筑配件，同時對配件進行裝修，之后直接在建筑場地內，將各配件相互搭建，再采用相應的工藝來進行連接即可，此建筑方式具有成本低、效率高、工作量小的優點。但在應用此建筑方式時，需要重視結構設計問題，如果結構設計不當，不但會影響建筑的美觀，還可能影響建筑的質量所以在傳統的應用當中，需要先對結構進行設計，再依靠設計指示來進行搭建，而傳統方式的工作效率較低，同時因為人工能力所限，很容易出現設計不合理的問題，因此在現代視角下，利用BIM技術來幫助設計具有一定的現實意義。

1 裝配飾建筑原理

因為傳統的土木工程類建設工藝流程較為漫長，同時可能造成一定程度上的資源浪費，所以為了避免此類現象，裝配式建筑方式應運而出。裝配式建筑方式主要依靠廠家流水線生產出的配件（或者依照用戶個性化需求進行定制），再采用相應的連接方法將各配件組合，形成完整的建筑工程。在此方式之下，還能夠針對各配件進行初步的裝修工作，降低了之后的成本投入[1]。在裝配式建筑方式當中，通常情況下需要先驚現設計工作，設計工作內容主要包括，配件預制件位置設計、配件結構強度設計、配件結構規模設計等，只有在這些設計內容被滿足的前提下，才能實現合理的裝配式建筑設計方案，如果方案出現不合理則可能導致工程質量受損[2]。

2 BIM技術分析

2.1 三維建模功能

在BIM技術功能體系當中，三維建模功能是此項技術的核心技術之一，其主要能夠依照輸入的數據、參數、信息等進行三維建模，使數據等能夠立體展示，體現出較高的直觀性。在三維建模工作當中，設計人員可以直觀的了解到模型當中的缺陷，例如結構位置是否合理、建筑是否對周邊環境造成了影響等，之后還可以直接在模型模型上進行調整，同時繼續觀測調整后模型的狀態直至設計達到合理為止[3]。

2.2 系統計算功能

設計是否合理，除了涉及結構的位置以外，還與結構的應力、強度有關，在BIM技術之下，其系統自帶多種數學模型，能夠結合設計數據，對設計中各結構的應力、強度進行計算，設計人員同樣能夠對此進行觀測，結構力學體系是否合理，此舉有助于建筑設計的質量。此外，在設計人員對模型進行調整之后，BIM技術系統依舊會對調整后的結構力學體系進行計算，說明BIM技術的應用價值較高。

2.3 模擬功能

針對裝配式建筑施工流程而言，其裝配結構制造的每一步都可能造成工程質量的下滑，所以為了避免制造工藝問題帶來的負面影響，在BIM技術之下，能夠模擬每項制造工藝的標準化運作，對其中參數、指標、位置等進行模擬，同時人工可以在一旁不斷的進行調試，保障各項制造工藝的參數都達到合格標準。

3 BIM模塊化設計方法在裝配式建筑中的應用

3.1 戶內設計

根據用戶需求或者設計需求，將其錄入為數據資料，之后將數據資料傳輸至BIM技術系統，即可得到相應的三維模型。針對三維模型設計師可以依照需求，對模型當中的戶內設計模塊進行調整，例如設備模塊等，調整當中要注意戶內模塊是否會與模型中的戶型模塊、結構模塊產生沖突，如果存在沖突現象，那么就必須對模型進行調整，直至沖突被消除位置。此外，出于對之后精裝修設計的考慮，在戶內設計時通過BIM技術還能夠了解部分預制件的設計安裝，例如電插頭等，通過BIM模型可以對電插頭的安裝位置、電路走向進行設計或者調整，在此處要注重美觀性以及功能性。

3.2 戶外設計

戶外設計方面，主要包括了裝配式結構的構成、裝配式建筑對周邊環境的影響、裝配式結構之間的應力。在裝配式結構的構成方面，主要依照設計需求，在三維模型當中模擬裝配結構構成的流程，同時觀測各結構之間是否存在力學結構不合理、強度等問題以及其各自產生的原因，之后通過商討得出相應的處理措施，再通過BIM技術模擬處理措施，確認處理措施的有效性；在裝配式建筑對周邊環境的影響方面，因為裝配式建筑施工同樣會面臨不規則沉降的問題，針對此類現象，可以通過BIM技術建模的分析，了解建筑整體結構與地基的力學關系，如果力學關系顯示不規則，那么就可能出現不規則沉降，需要對此進行處理。另外，裝配式建筑施工還可能對周邊環境的中的線路造成影響，通過BIM技術的模擬功能，能夠對此進行調節，避免兩者出現沖突；在裝配式結構之間的應力方面，主要是指建筑結構本身的應力結構，因為在傳統裝配式設計工作當中，很容易出現結構設計上的不合理，導致裝配結構出現不足，而在BIM技術之下，通過系統計算功能，能夠實時了解到裝配結構當前位置的應力，再結合施工需求，即可得知當前設計結構是否合理。

3.3 標準層設計

標準層設計主要是指裝配式戶型之間完善的功能設計，在理論角度上，完整的標準層設計當中應當包括樓梯間、電梯間、前室、走廊、空調板、水暖井等等，而這些設計內容均反應出了空間占用率規劃、功能性設計、裝修設計的問題。在BIM模塊化設計之下，設計人員能夠根據需求標準，對這些設計內容進行調整設計，以樓梯間為例，樓梯間的設計質量主要包括了樓梯間距、應力結構、整體長度與寬度等，在此基礎上采用BIM技術對樓梯進行標準化建模，通過不斷的調整即可實現合理的樓梯間設計方案。此外，在部分技術類標準設計當中，通過BIM設計同樣可以對其電路、設備等進行調整。

4 結語

本文主要分析了BIM的模塊化設計方法在裝配式建筑中的應用，分析工作首先針對裝配飾建筑的原理進行了概述，之后對BIM技術的功能進行了簡要分析，最終，在裝配式建筑視角下，探討了BIM模塊化設計方法的應用，主要包括戶內設計、戶外設計、標準層設計三個方面。