BIM技術(shù)應(yīng)用下建筑部品裝配式信息化研究

裴俊華 柴海華

（甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅·天水 741020）

1 引言

“堅(jiān)持走中國特色新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化道路，推動(dòng)工業(yè)化、信息化深度融合”，基于這種時(shí)代背景，裝配式建筑越來越得到社會(huì)各界的關(guān)注。在裝配式即將成為未來工程建設(shè)主流模式的道路上，其技術(shù)仍處在初級(jí)階段，特別是裝配式建筑信息化建設(shè)，如在前期設(shè)計(jì)階段、組件生產(chǎn)、吊裝和其它過程中，缺乏在項(xiàng)目全生命周期各個(gè)環(huán)節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)建信息、管理信息、共享信息的系統(tǒng)或平臺(tái)，致使業(yè)主方、設(shè)計(jì)方、施工方、供貨方、監(jiān)理方在協(xié)商溝通中產(chǎn)生偏差，因而無法在項(xiàng)目全生命周期形成最佳狀態(tài)。直至建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）的出現(xiàn)以及應(yīng)用，建筑業(yè)的發(fā)展迎來了新的局面，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中的應(yīng)用可以為項(xiàng)目參與各方提供共享平臺(tái)，能夠有效提高設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性，提高項(xiàng)目管理效率，提高施工效率，降低項(xiàng)目成本，幫助業(yè)主掌握整個(gè)項(xiàng)目流程。鑒于BIM技術(shù)的發(fā)展可以為裝配式建筑提供廣泛的信息平臺(tái)，因此，推動(dòng)BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用，對(duì)推動(dòng)工業(yè)化建設(shè)和信息化建設(shè)具有重要意義。

2 建筑部品裝配式與BIM技術(shù)

2.1 建筑部品裝配式

所謂建筑部品就是使用現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)來生產(chǎn)用于建筑工程領(lǐng)域的建筑構(gòu)件和建筑部件，是建筑的一個(gè)獨(dú)立單元，是構(gòu)成建筑的組成部分，也是應(yīng)用技術(shù)的載體。例如：木制品、幕墻和鋁合金門窗；裝飾部件；外掛墻板、保溫墻、預(yù)制板、疊合梁、預(yù)制樓梯、疊合樓板等預(yù)制建筑構(gòu)件。

根據(jù)預(yù)制形式和施工方方法，建筑工地上由預(yù)制構(gòu)件組裝而成的裝配式建筑物可以分為砌塊、板材、盒式、估價(jià)板材、升板升層等五種建筑類型，裝配式建筑具有快速施工、低強(qiáng)度勞動(dòng)、低碳環(huán)保等特點(diǎn)。在裝配式建筑不斷發(fā)展的過程中，廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域。近年來我國政府也出臺(tái)了相關(guān)政策來支持這種高效環(huán)保的建筑模式。目前，裝配式建筑已成為建筑行業(yè)發(fā)展的重要組成部分，預(yù)制建筑構(gòu)件已經(jīng)成為很多制造業(yè)的重心，其重要性不言而喻[1-3]。

2.2 BIM技術(shù)

中國《建筑對(duì)象數(shù)字化定義》把建筑信息模型（BIM）定義為：協(xié)助建筑信息數(shù)據(jù)的完整組織，計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序可以對(duì)其進(jìn)行添加、修改或訪問。美國《National Building Information Standard，version 1-part 1：Overview.Principles，Methodologies》對(duì)建筑模型（BIM）所給的定義是：BIM是建筑物或設(shè)施的物理和功能特征的數(shù)字表示，它是有關(guān)建筑物或設(shè)施信息的共享知識(shí)庫[4]。

BIM技術(shù)作為一項(xiàng)新技術(shù)，利用數(shù)字化建立信息平臺(tái)，共享項(xiàng)目建設(shè)和相關(guān)知識(shí)資料，指出項(xiàng)目的的功能和物理特性，確保項(xiàng)目的有效推進(jìn)。對(duì)于在建項(xiàng)目，BIM技術(shù)可以在每個(gè)階段調(diào)整利益相關(guān)者的信息，保證了項(xiàng)目的協(xié)調(diào)和有序進(jìn)行。BIM技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是可視性、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、出圖性[5]。如圖1所示。

圖1 BIM的主要特點(diǎn)

3 基于BIM技術(shù)的建筑部品裝配式設(shè)計(jì)流程及標(biāo)準(zhǔn)

裝配式建筑的核心是預(yù)制構(gòu)件，預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)規(guī)格和質(zhì)量能否滿足施工要求，直接影響施工方案是否能夠得到充分有效的實(shí)施，其設(shè)計(jì)的重要性不言而喻，為了對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行有效控制，有必要充分掌握設(shè)計(jì)情況。

3.1 基于BIM技術(shù)的建筑部品裝配式設(shè)計(jì)流程

BIM技術(shù)所呈現(xiàn)的信息化共享平臺(tái)非常適用于裝配式建筑設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)流程包括以下幾個(gè)方面：

3.1.1 可研階段

與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，可研階段是BIM技術(shù)在建筑部品裝配式建筑設(shè)計(jì)中的首要環(huán)節(jié)，此階段要求設(shè)計(jì)人員從各個(gè)方面收集數(shù)據(jù)，并使收集到的數(shù)據(jù)反映在BIM模型中，該模型是整體設(shè)計(jì)方案規(guī)劃的基礎(chǔ)，后續(xù)的設(shè)計(jì)將在此基礎(chǔ)上不斷完善優(yōu)化，類似于建筑施工的基礎(chǔ)，起到鋪墊作用。

3.1.2 初步設(shè)計(jì)階段

初步設(shè)計(jì)階段的主要任務(wù)是進(jìn)一步細(xì)化BIM模型，實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)件最優(yōu)化應(yīng)用，主要表現(xiàn)在分析構(gòu)件應(yīng)用的合理性，在此階段，還需要嚴(yán)格檢查建筑構(gòu)件在平臺(tái)中的添加，以確保整體裝配式建筑的穩(wěn)定和安全。

3.1.3 施工圖設(shè)計(jì)階段

施工圖設(shè)計(jì)階段是裝配式建筑在BIM信息化平臺(tái)中應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要反映設(shè)計(jì)的實(shí)際效果。通過BIM技術(shù)施工圖階段的設(shè)計(jì)，BIM模型可以更好地指導(dǎo)后續(xù)施工作業(yè)，通過分析特定構(gòu)件與其它構(gòu)件之間的相關(guān)性，減少大型矛盾和沖突的發(fā)生，提高其可操作性。

3.1.4 優(yōu)化階段

優(yōu)化設(shè)計(jì)階段主要優(yōu)化通過上述階段形成的模型，以最大限度地滿足各方面的要求；并保證承包方的需求和批準(zhǔn)，以確保整個(gè)項(xiàng)目的有序推進(jìn)；并對(duì)裝配式建筑構(gòu)件的制作進(jìn)行優(yōu)化，使其顯示出更大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)和質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)。

3.2 基于BIM技術(shù)的建筑部品裝配式設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

BIM設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是基于BIM技術(shù)的裝配式建筑設(shè)計(jì)的工作依據(jù)，該標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用將涉及各個(gè)方面的信息傳遞，制定完善的裝配式建筑設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、驗(yàn)收規(guī)范；完善部品部件標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)裝配式建筑部品部件標(biāo)準(zhǔn)工廠化；要充分發(fā)揮設(shè)計(jì)先導(dǎo)作用，推行裝配式建筑一體化集成設(shè)計(jì)，提升設(shè)計(jì)人員的BIM（建筑信息模型）技術(shù)應(yīng)用能力。

因此，有必要構(gòu)建裝配式建筑的BIM設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)框架，具體設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 BIM技術(shù)的建筑部品裝配式設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

4 BIM技術(shù)在建筑部品裝配式信息化中的具體應(yīng)用

在了解BIM和裝配式特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，下一個(gè)需要要解決的問題是怎樣有效地將兩者結(jié)合到一起，下圖2是基于BIM技術(shù)的建筑部品信息化應(yīng)用的具體介紹。

圖2 BIM技術(shù)在建筑部品裝配式信息化中的具體應(yīng)用

5 結(jié)語

裝配式建筑是建筑行業(yè)發(fā)展的必然產(chǎn)物，而BIM技術(shù)是設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展的必然產(chǎn)物，兩者的出現(xiàn)以及結(jié)合將會(huì)為建筑行業(yè)帶來翻天覆地的變化，將會(huì)極大地提高建筑施工效率和質(zhì)量，分析建筑部品裝配式和BIM技術(shù)的特點(diǎn)以及應(yīng)用，通過BIM平臺(tái)的建立，集成裝配式整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，建立基于BIM平臺(tái)的裝配式建筑應(yīng)用系統(tǒng)和管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)建筑裝配式可持續(xù)健康發(fā)展。