BIM技術在工業化PC建筑深化設計中的應用研究

莊燕婷

（閩南理工學院， 福建 泉州 362700）

PC建筑是工業化建筑的一種主要建筑形式，其在節能、環保等方面有突出優勢，是促使傳統建設方式向集約、綠色、環保等現代化建設方式轉變的有效途徑[1]。然而現階段PC建筑仍采用傳統設計，缺乏合理有效的深化設計過程。導致PC建筑在設計、生產和施工等階段產生較多的問題，傳統設計的局限性已逐漸制約PC建筑的工業化發展。基于BIM技術的PC建筑深化設計，能夠提高PC建筑的信息化水平，實現標準化設計，一體化和信息化管理進而實現PC建筑的產業化。

1 BIM技術的特點和優勢

1.1 可視化

通過創建BIM建筑信息模型實現建筑在設計、施工、運營維護等階段的三維可視化立體展示，由原先拿到施工圖紙根據線條自行想象建筑實體到通過BIM三維的立體實物圖形展示，真實形象。

1.2 協調性

項目在實施過程中經常需要做設計變更進行設計更改，由此將帶來龐大的設計修改任務。BIM的協調性體現在只要對項目做出更改，其余結果會在整個項目中自動協調，還可對各專業的碰撞問題進行協調，提高設計質量和設計工作效率。

1.3 模擬性

BIM不但可以模擬設計出的建筑模型，還可以進行模擬在現實中的真實操作情況，比如進行3D 建模，然后在BIM信息模型中關聯工程項目的進度信息，進行4D虛擬建造，還可以關聯工程項目的成本信息，5D虛擬成本管理，提前解決施工過程中可能存在的問題，減少資源消耗，降低工程成本[2]。

1.4 參數化性

在創建BIM建筑信息模型創建模型時，各個構件均賦予不同的參數信息，各信息構件之間相互關聯，修改模型時，只要通過修改構件的參數信息就可以達到修改模型的目的。

1.5 一體化性

BIM技術所創建的信息模型就像一個信息交流平臺，在建設項目各階段的建造和使用中，建設各參與方通過對不同內容的數據信息進行收集、提取、整合、更新，對數據信息進行交互式管理，實現工程項目全壽命周期的一體化管理。

1.6 信息的完備性

BIM技術可以完整地描述工程信息和信息之間的相互關系，反應BIM的信息完備性作用。

1.7 優化性

BIM相關軟件可以對大型、復雜的工程項目進行檢查和完善，應用BIM技術可以對工程項目的方案進行優化。

2 傳統設計中PC建筑存在的問題分析

2.1 PC構件深化設計難度大

PC建筑的深化設計涉及到多專業的協同設計，對于構件的設計深度要求較高，在傳統的設計中容易出現較多的碰撞問題。比如：1）由于設計精度問題，在PC構件組裝時，在PC構件外觀容易出現構件拼裝不協調等問題；2）PC構件內部和構件連接處的碰撞問題，傳統設計，雖然能夠避免構件大部分的內部鋼筋碰撞問題，但是很難避免PC構件復雜節點區域的鋼筋碰撞問題。3）PC建筑墻板的套筒和鋼筋易出現錯位問題，使得上部和下部的墻板連接施工出現問題。4）水電管線安裝的和孔洞預留容易存在碰撞問題。

2.2 PC構件實現標準化設計、生產難度高

在PC建筑中，由于建筑規模大小、結構設計、建筑朝向和戶型等各不相同，PC構件的需求數量龐大，種類多，難以實現模數化、通用化、標準化拆分、設計和生產。不同規格的PC構件需要不同尺寸的生產模，導致PC構件的生產成本投入大，生產效率低，難以實現規模化和產業化。

2.3 現場管理難度大

在規模較大的PC建筑工程中，PC構件的需求量大，尺寸規格多，構件類型各異，即使構件完全符合標準尺寸也會因為不同的連接位置以及預留孔而出現差異，如果管理工作不到位，就可能導致施工過程中出現亂序等問題，影響施工效率。另外，如果出現相似構件由于人為失誤導致裝配過程中出現安裝錯誤，將會影響工程施工工期。

3 BIM技術在工業化PC建筑深化設計中的應用

3.1 構件拆分和標準參數化族群的建立

利用BIM的參數化特性，對PC建筑進行標準化、模數化設計和拆分，建立與模數要求相符合的高精度PC構件標準族群，從而有效的構建PC構件三維模型與PC構件加工圖紙的雙向參數化信息，主要包括PC構件編號、外型尺寸信息、混凝土鋼筋用量等[3]。

3.2 協同設計

利用BIM技術的協調性，實現協同處理信息數據。采用 Revit軟件構建三維參數化模型，各專業協同設計，形成三維信息交流平臺，從而對信息數據進行交互式管理，在構建和使用BIM信息模型的建設各階段中又不斷更新和豐富其數據信息，有效的規劃和整合不同的數據信息，進而使專業化的管理與規劃得以實現。

3.3 碰撞檢查與優化

采用Naviswork軟件對PC建筑進行各專業的協同深化設計，對信息模型進行碰撞分析，優化PC構件的外觀和尺寸設計、調整鋼筋、設備管線設置、預留預埋構件位置、安裝位置等實現深化設計，提前解決由于設計問題而導致的施工安裝問題。PC構件生產廠家根據BIM信息交流平臺提PC構件的生產信息，提高生產效率提高、實現生產的規模化和產業化生產。

3.4 構件深化設計

將PC構件的編號、尺寸、生產日期以及安裝位置等所有相關信息生產施工信息關聯到BIM模型中，然后在裝配施工過程中，通過無線射頻識別技術將PC建筑的構件模型信息編入預制構件的生產實體中，在生產過程中，通過將RFID芯片埋設到每個PC構件中，并將所有相關信息寫入該芯片中，記錄生產、施工各個階段的信息，從而實現全信息化管理的目標。通過BIM技術可視化模擬難度較大的施工過程，進行現場可視化交底，從而使施工人員能夠充分了解這些關鍵且復雜的施工環節；在BIM信息模型中關聯工程項目的進度信息，進行4D施工進度控制，還可以關聯工程項目的成本信息，進行5D虛擬成本管理[2]。

4 結束語

將BIM技術應用在工業化PC建筑深化設計中，不僅能提升建筑設計效果，避免經常性地出現設計變更與返工等問題，同時還能提升設計與施工效果，對項目的設計與施工方案進行優化。同時，達到減少建筑垃圾、節約人力等，使建筑行業實現工業化和信息化可持續發展。