裝配式建筑設計中的BIM方法應用探究

郭俊

（安徽華盛國際建筑設計工程咨詢有限公司，安徽合肥 230001）

0 引言

裝配式建筑的利用有效地緩解了傳統建筑工藝中建筑周期長、環境污染嚴重以及資源消耗過大等缺陷，促進建筑工程的高效穩定進行，因此在目前的建筑設計中得以廣泛應用。然而在實際的應用過程中，裝配式建筑往往存在裝配精度不理想，資源的重復利用率低下等問題，導致建筑工程的質量與施工效率難以達到預定的期望。通過在裝配式建筑中運用BIM技術，在建筑設計階段對建筑物進行模擬與檢測，能夠提升整個建筑工程的施工進度，保障施工質量，并且延長建筑物的使用壽命，促進建造領域高水平穩定發展。

1 裝配式建筑主要特征

裝配式建筑又稱建筑工業化，即由工廠制造生產、現場進行安裝的集成式建筑物，工廠生產的構件包括梁、板、柱、剪力墻、樓梯等，這種建造模式符合當前社會發展趨勢，向人們展示了建筑業的全新圖景，建筑物也可以像生產商品一樣，工廠批量生產標準構件，運送至工地后像搭積木一樣進行拼裝即可。裝配式建筑的主要特征如下：

（1）功能多樣化。①裝配式建筑外墻設計有保溫的功能，能夠實現冬暖夏涼的效果，節約了空調的使用次數，減少對空氣的污染，達到節能減排的目的；②裝配式建筑的墻體和門窗的密封性較好，隔聲效果好；③防火、抗震性能好。

（2）施工裝配化。裝配式建筑大量的構件是由工廠生產完成，可以實現保溫、隔熱、裝修一體化設計和施工，保溫隔熱板及裝飾面可隨預制構件在工廠生產完成，或者預制構件上預留裝飾面板的埋件，既保證了保溫隔熱、裝修質量，又能加快工程整體進度，簡化現場施工工序，減少施工時產生的廢料及噪聲。

（3）設計多樣化。目前的建筑設計多以房間內的固定格局為主，房屋的整體運用不是很靈活，而裝配式建筑可以避免這些缺點，其主要特點是可以進行空間的大小分割，根據住戶的需求來配置。

2 BIM技術在裝配式建筑設計中的運用

2.1 裝配式建筑規劃

隨著科學技術的持續深入發展，工程建筑的規模也不斷擴大，導致工程建筑對建筑設計的要求越來越高。在裝配式建筑設計規劃階段，科學合理地運用BIM技術，能夠保障建筑方案不斷優化發展，發揮出建筑設計最好的效果。對于裝配式建筑場地的選取而言，通過運用BIM技術，能夠有效結合建筑場地的環境因素與建筑項目的工程指標相貼合，降低環境對于工程質量以及施工進度的影響，選擇最適合工程項目的施工場地。對于裝配式建筑圖紙而言，BIM技術可以通過參數模擬施工的實際環境，模擬真實的建造材料以及實際的建造結構，并且通過關聯材料分析材料變化所產生的影響，進而方便設計師不斷優化設計方案，減少實際建造產生的損失。同時BIM技術還可以將二維圖紙以直觀的三維圖形展示，使裝配式建筑施工更加立體，并且容易找到其中存在的錯誤并加以改正。對于施工控制而言，BIM技術能夠有效緩解不同建造部門所產生的矛盾，比如在施工過程中一個部門的施工流程或者材料發生了變化，其他部門的施工方案會同步做出對應的改變，減少了因為溝通不及時所帶來的障礙，增加了整體施工流程性，確保可裝配建筑的科學合理性以及可行性。

2.2 構件設計制造與埋件設計布置

隨著BIM技術在裝配式建筑中的廣泛應用，越來越多的建筑模型被上傳到BIM數據庫中，其中也包括構件與埋件的設計制造與布置，建筑設計師可以方便地對這些信息進行調用分析，極大地提高了設計效率，保障設計方案的完整性。構件設計制造是整個裝配式建筑設計的關鍵，在預制構件實際的制造過程中，制造廠商需要與裝配式建筑施工團隊仔細核對構件參數，降低構件的制造誤差，保障構件能正常投入使用。通過BIM技術可以將整個裝配式建筑的預制構件尺寸、材質及其制造數量統一提供給制造廠商，并且能夠通過數據分析建設構件的浪費。制造廠商通過統一的參數能夠保障構件的制造更加穩定，并且縮短制造周期，高效地投入使用，降低時間成本以及誤差損失。埋件的布置關系整體裝配式建筑的穩定性，因此埋件設計需要細致并且全面，保障每個埋件的位置都能發揮其該有的功效。通過BIM技術的運用，可以通過軟件對買家設計布置進行模擬預埋處理，通過模型分析埋件布局的合理性，提升埋件設計布置的高效性[4]。通過運用BIM技術的信息分析特性，能夠有效地優化埋件布局架構，有機結合裝配式建筑墻體結構設計梁結構，促進梁結構與墻體開洞能夠協調統一，降低因為錯誤開洞而導致的墻體破壞，提高整個裝配式建筑質量。

2.3 協助構件拆分工作

在裝配式建筑深化設計過程中，需使用相應構件，其中常用的構件為框架柱、陽臺、樓梯等，通過各項構件繼而能夠完善整體的建筑內容，在構件的拆分過程中，也需采用BIM技術。在模型應用的基礎上，需對其內部的構件進行合理拆分，有利于確保建筑工程的連貫性，可以有效保證數據信息的完整性。同時，在構件拆分的過程中，有利于設計人員充分掌握建筑整體構件之間存在的關系，有助于全面觀察各個節點。在實際的拆分過程中，需減少構件的數量，由于裝配式建筑的構件相對復雜，在加工過程中，產生的成本相對較高，需不斷優化構件。例如，在疊合板拆分的過程中，設計人員需結合板寬的不同情況，并利用BIM技術快速了解其具體的數量以及相關的數據。根據實際情況對板寬進行合理的調整，以此減少構件的類型。同時，在BIM技術在應用的過程中，需不斷深化裝配式建筑的設計，根據技術的應用效果，對其進行逐漸優化，并完善完善的工藝流程，提高技術的應用水平，繼而促使該技術發揮自身的優勢，促進我國建筑工程的不斷發展，提高建筑企業的經濟效益，推動BIM技術的廣泛應用。

2.4 優化構件埋件布置

在裝配式建筑深化設計過程中，應當結合構件拆分原則，并對構件埋件布置進行合理的規劃設計，充分應用BIM技術，以此可有效優化埋件布置。例如，在梁柱的埋件過程中，需采用內嵌式梁柱，該構件本身具有相應的埋件，然而，設計人員在實際的設計過程中，需單獨設計鋼筋吊鉤環。由于該構件在設計過程中，需根據建筑整體結構展開有效的調整，繼而能夠確保埋件的合理性。同時，在預制柱埋件過程中，設計人員應當將該構件上墻與柱之間銜接的地位進行設置，使其與鋼板高度保持一致，并為其設置具體的參數。在模型的創建過程中，可結合裝配式建筑的實際結構進行科學調整，繼而使其滿足建筑模型的實際需求，充分提高建筑施工效率，以此能夠有效觀察建筑中的參數，確保建筑數據信息的準確性，促使建筑工程的整體結構符合我國規定的標準。因此，當前BIM技術應用較為廣泛，在建筑工程的設計過程中得到有效應用，在模型的創建過程中，可為施工人員后續的施工奠定良好的基礎。

3 BIM技術在裝配式建筑中的應用前景

隨著我國信息化技術的不斷發展，其在各行各業中均得到良好的普及，其中在建筑行業的施工過程中，通常采用BIM技術，尤其是在裝配式建筑設計中，該技術可有效深化其設計內容，完善各項施工的細節。BIM技術具有良好的發展前景，現階段，在預制構件工作占據較為重要的地位，在建筑工程中具有重要作用，從而在設計過程中，應當明確其預制率，促使其符合我國的建筑要求，防止其與實際應用情況不相符。目前，BIM技術在裝配式建筑中得到廣泛使用，有效整合各項專業內容，并在各個環節對構件提出相應的內容。在構件拆分的環節開始到工程的整體施工，均可對該技術進行應用，有助于加快建筑設計的整體速度，確保設計的方案具有良好的準備性，完善裝配式建筑施工的內容。并對細節進行精細化，在實際施工應用過程中，施工人員能夠更加明確有關施工內容，全方位立體展現建筑結構，以及各個構件節點的安裝方法，便于施工人員快速地投入工作中，不斷挖掘BIM技術中的實際價值。

4 結語

在社會快速發展的背景下，我國建筑行業也取得了一定的發展成果，而裝配式建筑在依托BIM技術的前提下始終處于高速發展狀態中。BIM技術有自身獨特的優勢和特征，在顯著提升設計質量以及合理性的同時，會在本質上減少設計人員的工作量和負擔，降低成本投入，優化完善整個生產流程，落實實現數字化、信息化以及現代化。為了確保在裝配式建筑中發揮BIM技術的利用價值，應當要提升工作人員的專業性技能、注重裝配式建筑工程設計、生產以及施工實施監督管理，為確保我國裝配式建筑行業有更加廣闊的發展空間奠定堅實的基礎。