探討裝配式建筑設計中的BIM方法

田赫

（中航長沙設計研究院有限公司，湖南長沙 410014）

0 引言

隨著現代科技的發展，建筑業正逐步走向一條創新的發展道路。現代裝配式建筑設計的要求不僅僅是安全性和經濟性的要求，還有節能和創新等方面的要求。BIM技術指的是建筑信息模型。關鍵的工藝為通過設計元素來構建基本組件，并對于物理方面性質還有材料方面數據，進行數據化處理，布設廣泛且全面的信息數據庫。BIM技術在建筑領域的作用越來越大，主要是因為BIM技術具有很多優點，不僅體現在建筑工程設計的簡單性上，在建筑工程設計費用也是大大的降低。憑借其獨特的3D建模技術成為業界人士關注的焦點。利用BIM技術，設計師可以準確地發現裝配式建筑設計中存在的問題，快速制定出有效的解決方案，降低施工過程中面臨的種種疑難問題的發生率，從而提高裝配式建筑設計的科學性和合理性，全面提高裝配式建筑設計方案的質量。

1 BIM技術對建筑行業的重要意義

裝配式建筑設計及管理的新技術——BIM，大大優化建設產業的開發環境，在一定程度上改善了對設備的整合。BIM技術的使用也會帶來巨大的社會經濟效益，有效地減少各個建設步驟的成本和風險，為整個建設產業的快速發展做出巨大貢獻。BIM的主要作用是減少和消除設計、建造和運行中的不確定性和不可測性。這從根本上消除了項目設計、開發、施工、運營和維護等幾個階段之間的通信障礙和信息差距，充分實現整個施工過程中的生命全周期管理。BIM技術可以用于完成建筑項目的設計和轉換，甚至可以控制建設現場的運營。在此過程中，我們需要制作數字模型，并廣泛使用這種數字模型。通過BIM技術持續強化建設產業的繼承性，同時大大提高公司的經濟效益?？偠灾?，BIM技術的使用對工程設計及建設公司的企業管理都有著積極影響。BIM方法在裝配式建筑設計中的應用如圖1所示。

圖1 BIM方法在裝配式建筑設計中的應用

2 BIM方法在裝配式建筑設計中的應用

2.1 裝配式建筑設計的可視化

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對建筑功能性的要求越來越高，設計師在設計建筑時也需要考慮越來越多的客觀因素。BIM模型的可視化可以說是BIM技術最重要的一個功能。由于現有的二維設計技術具有某些方面的限制，當面對一些大型建筑或復雜結構的建筑時，不能再準確地表現出建筑物結構各個要素的位置和特定形狀。但是BIM技術的3D建模功能能夠完整、準確地體現建筑物結構各個要素的空間位置和特定形狀，同時還可以從各個方面和角度觀察建筑物的構件，優化了設計方案。BIM技術主要是根據3D模型技術進化而來，使用3D模型技術，可以向用戶展現建筑物的各種構成要素，這也是現代領域的一門新技術?，F有的裝配式建筑設計一般使用CAD軟件來完成圖紙的繪制，但傳統方法很難完全地為用戶顯示施工基本結構。因此，在裝配式建筑設計的預備階段，BIM三維技術的出現讓非專業用戶能夠直觀地理解建筑物的構成要素和實際布局。

2.2 裝配式建筑設計的協調性

對裝配式建筑設計和施工環節起著關鍵作用的是建筑整體的協調性。想要避免在建筑設計中因為通信不便帶來的一些不必要問題，就必須保證建筑施工各環節保持協調一致。BIM技術可以有效地選擇出那些未經調整的數據，極大縮短手動搜索時間，提高了工作效率。同時，相關職員可以第一時間獲取被修改后的圖紙，保證信息傳遞的實時性。BIM技術可將建筑組件編制信息轉換為數據，所以，建筑物的設計方案可以隨時存放在電腦上。

2.3 裝配式建筑設計的模擬性

在進行實際施工前，應當首先設計相應的裝配式建筑模型，以為后續的施工工作提供參考。在當前的科技社會，為了保證設計方案有一定的技術支持，設計師在進行模型設計時需要采用合理的技術手段，以保證模型的可靠性，為后續的施工工作提供參考。BIM技術可以對建筑物的實際個體和抽象個體進行建模。進行模型的設計時可以充分利用BIM技術，該技術幾乎能夠將建筑工程中所有的建筑信息匯總起來，在一定程度上保證了建筑模型的信息完整性，對后期的施工工作帶來了極大的便利。建筑模型不僅具有一定的參考意義，而且其動態化控制的特點對于建筑施工也具有一定的積極作用，基于建筑模型的該特點，相關的工作技術人員可以制定合理的進度計劃，控制整個工程的施工進度。在裝配式建筑設計中BIM技術可以有效地顯示外殼的各個細節，完成整個流程的建模。設計者還可以預測施工中能夠遇到的所有問題，提前完成應對緊急事件的計劃，確保能夠完美解決在施工中發生的緊急情況。

2.4 裝配式建筑設計的優化性

BIM技術有助于設計者更好地優化規劃方案。BIM技術可以有效地修改和調整設計方案。使用該技術可以隨時改變建筑圖紙，特別提高數據和圖形的正確率方面，有效地減少工作時間。BIM模型涉及幾何學模型、材料資源及規格等信息。如果該數據超過了人們能夠理解的范圍，那么就需要更多的高科技產品幫助我們優化這些數據，其中就包括BIM技術。通過對BIM技術的應用，實現了裝配式施工工作與相應技術的完美結合。最后需要注意的是，要將建筑信息模型中的平面數據轉化為相應的三維立體模型，盡可能地將每一道施工工序展現給施工人員，以便于在施工過程中的參考，這對工程的順利進行具有非常重要的作用。

2.5 在裝配式建筑性能分析中的應用

在分析建筑物的結構設計時，使用現有的設計方法可能會出現勞動力和材料資源消費增加等許多問題。而且在整個分析過程需要多種復雜的計算公式，分析過程的時間成本會大大增加。更嚴重的是，這種分析技術的使用往往會影響建筑物結構的可靠性，并且會對建筑物的質量造成影響。反之，BIM技術的應用不僅使分析過程的效率大大提高，還保證了分析結果的準確性和可靠性。BIM性能分析軟件能夠及時感知在結果中存在的問題及弱點，并基于這些問題提供適當的解決方案，使整個分析過程能夠正常運行。在建筑物設計模型中，由于包含了所有設計數據的信息數據庫的存在，所以各個結構設計參數之間都具有很大的關聯性。設計者可以使用該數據庫中的數據來限制每個結構項目的具體參數，還可以決定建筑物形體設計的形狀，同時允許BIM系統在施工設計中實時更新數據庫中的數據。在裝配式建筑設計中，BIM技術的最大特點就是可以改善裝配式建筑的數字設計流程，基于此功能，可以實現對裝配式建筑設計的高品質和高性能的創造。

2.6 在鋼結構建模中的應用

目前，裝配式建筑的開發正在持續加速。在開發過程中，工程范圍也隨著不斷擴大，鋼結構的使用所涉及的領域也越來越多，成為大型擴張結構的主要結構形態。在構建鋼結構模型時，無論是對鋼結構進行強化還是對鋼結構進行連接，其布局工程多多少少都會存在一定的困難。要想設計鋼結構，需要嚴格使用梁梁剛接、梁柱連接等多種連接方法。因此，在實際操作過程中需要根據梁柱的實際高度，有針對性地設計各個連接部件的連接方案，并將數據記錄下來。在實際應用程序中，BIM系統可以通過共享每個變量來控制螺栓的距離和數量，只要設計師調整好參數，就可以形成一些新的連接器。通過事先對其進行全面檢查，決定加強件和連接器的位置，進而提高裝配式建筑設計的效率和質量。另外，要全面考慮不同施工結構的設計因素，這樣可以防止由于一些細節問題的發生，從而影響對設計流程的詳細化處理。

3 結語

綜上所述，通過對BIM技術的合理應用，不僅可以大大改善結構設計的科學性和合理性，還可以有效地體現建筑物設計的可視化，進而提高建筑物的整體設計質量。使用BIM技術可以維持與環境的親和性，將裝配式建筑設計轉化為更實用、更高效的技術，減少能源消耗及其他天然資源的消耗，盡可能減少廢棄物和污染物產量。而相關工作人員需要及時學習有關BIM的知識，掌握其核心技術，增加個人綜合素質。只有這樣，才能使與建筑工程相關的生產活動平穩、順利地進行。BIM技術還可以提高信息的安全性。設計者可以使用安全代碼提取設計圖，并對設計圖進行整合設計和修改。最后要對設計工程進行整合，但是在這個過程中存在很多困難。然而，與現有的建設設計流程相比，BIM技術最重要的一個優勢就是具有優化設計流程的能力，可以確保建筑模型的一體化。