BIM技術在裝配式建筑設計中的應用

戴耀騰

摘要：利用BIM技術可構建三維模型，在裝配式建筑設計中，將收集到的數據信息輸入到BIM軟件之中，就可構建一個直觀的模型結構，可真實的反應出建筑設計的各個環節。設計師根據構建的模型進行設計分析，并與建筑各個專業協同設計，可保證裝配建筑設計的精確性。在裝配建筑設計中，應用BIM技術進行資源庫的建設，為建筑設計的各個環節提供準確的數據信息參考，并構建出可視化的三維模型，對裝配施工進行合理的設計，有利于裝配式建筑施工效率和質量的提高。

關鍵詞：BIM技術;建筑資源庫;裝配式建筑設計;應用

Application of BIM Technology in Prefabricated Building Design

DAI Yaoteng

（Survey and Design Institute Co.， Ltd， CRCC Harbour and Channel Engineering Bureau Group， Guangzhou， Guangdong Province，?511400?China）

Abstract：BIM Technology can be used to build a three-dimensional model. In the prefabricated architectural design， the collected data information can be input into the BIM software to build an intuitive model structure， which can truly reflect all aspects of architectural design. The designer carries on the design analysis according to the constructed model， and cooperates with various architectural specialties to ensure the accuracy of assembly architectural design. In the assembly building design， BIM Technology is applied to the construction of resource database， which can provide accurate data and information reference for all aspects of architectural design， and build a visual three-dimensional model to design the assembly construction reasonably， which is conducive to the improvement of assembly building construction efficiency and quality.

Key Words： BIM Technology; Building resource database;Prefabricated architectural design; Application

現階段，BIM技術在建筑行業中得到了普遍的應用，其可用于建筑設計、施工建設、項目管理等多個建設環節之中。其在裝配式建筑設計中的應用，將建筑設計通過仿真模型進行直觀的展示，可完整的呈現出建筑設計的內容，設計人員與參與人員通過模型進行工作上的交流和探討，為改進和優化設計方案提供依據。在裝配式建筑實際的設計中，通過使用BIM軟件，直接修改、調整各項參數，由于BIM技術具有數據關聯的功能，相關參數也會隨著變化，進而提升了設計的效率，減少設計時間，可促進裝配式建筑設計的快速發展。

1 基于BIM技術的建筑設計優勢

1.1設計方案更加直觀

將BIM技術應用于裝配式建筑設計之中，使用BIM技術構建模型，可將建筑中的結構進行直觀化的展示，以往的二維平面展示轉換為三維結構，使工程建設中的每位人員，都可通過模型全面的了解項目，從而促進工程建設質量的提高，并且提升了建筑設計的成效。BIM具有自身的資源庫，借助數據鏈接技術，將所有的裝配信息，在工程建設的各個環節進行全過程的傳遞，可保證數據信息的準確性，防止信息丟失問題的出現，使得BIM技術在裝配式建筑設計中得到了廣泛的應用和推廣。

1.2設計內容更加精確

以BIM技術為前提，進行裝配式建筑設計，需要一個完善的數據信息資源庫，其中包括了與裝配式建筑建設相關的所有信息，像機電設備庫、土建構件庫、部件庫、部品庫等，內容非常全面和豐富。而BIM模型是基于資源庫構建，包含了眾多的建筑設計信息和數據，像構件庫中的數據、表單，比如，材料表、綜合表等，為裝配構件的生產提供了支撐。BIM資源庫將裝配建筑中，需要使用的部件，細分成標準的尺寸和形狀，利用這些數據標準化生產構件，提高了設計內容的精確度，以及有利于裝配施工的標準化作業。另外，在BIM的資源庫中，甚至還納入了家具庫，包括了日常生活中的桌椅、衣柜、廚衛等數據信息，以及還設有預制構件庫，像門窗、板梁等。因此，基于BIM技術的資源庫，也可稱之為BIM族庫[1]。

2 BIM技術在裝配式建筑設計中的應用

2.1工程概況

以某地的一個裝配式住宅項目為例，將BIM技術運用于裝配式建筑設計的整個生命周期，項目建筑占地面積為64400平方米，是3-15層，低、多、高層建筑項目，將BIM技術運用到裝配式建筑設計的諸多環節，包括了建設模型數據庫、構建BIM模型、構件拆分、創建鋼筋模型、預埋件布置等設計內容，進一步的提升了裝配式建筑的設計質量，并保證了其中參數設置的準確性，促進裝配式建筑施工的高效化開展。

2.2創建預制構件的數據庫

第一，生產和分類，構件庫除了設計上的考量，還要考慮到構件的配套生產，在創建預制構件庫時，需要對構件進行分類，依據構件類型存儲到相應的目錄下;第二，編碼，給每個構件一個唯一的編碼，為構件的后期運用做好準備，提升信息處理的速度;第三，信息錄入，構件的各項參數要準確無誤的錄入到數據庫中，以保證建模的深度，并且要盡量保證數據錄入的全面性，以及不要多于數據的限度;第四，審核入庫，在做好編碼和信息錄入后，需將工作完成的情況，上報給BIM構件庫的管理人員，由其進行這兩項工作的審核，查看信息錄入是否規范，確定信息是否準確，并進行構件建模的實際測試。

2.3構建BIM模型

在正式設計之前，使用BIM技術構建一個BIM模型，具體如圖3，此次建筑信息模型構建應用的是Revit軟件。第一，構建主要墻體，使用軟件系統族中的墻結構數據，可直接生成三維墻體，在生成墻體之前，需輸入此次工程建筑的墻體數據，包括了墻體的類型、材質、墻體厚度等，然后再設計平面位置，以及設置好相關參數;第二，依據建筑的二維平面設計圖，設計模型的整體結構，主要是墻體、結構梁、柱等的位置設計，將CAD二維平面設計圖導入Revit軟件，調整圖紙方向和位置，使其與軸網對應，在二維平面圖上，進行墻體、柱、梁的布設;第三，模型搭好框架后，進行相關構件的布設，在布設時，要考慮到與其他專業沖突問題，比如，機電安裝專業、給排水專業等，確保建筑信息模型的準確性;第四，其他構件的布設，進一步的完善模型，添加建筑的樓梯、門窗、屋頂等構件，直接使用Revit軟件中的樣板即可[2]。

2.4建筑構件的拆分

使用Revit軟件構建信息模型后，應用PKPM進行模型的分析計算，再將分析后的模型導入Revit軟件，生成結構信息模型，其中包含了構件的所有信息，像尺寸、材質等，然后設計人員根據裝配工程的實際需求，對其中的不足之處進行調整，確認結構模型沒有錯誤的情況下，開始拆分結構模型。第一步是拆分現澆構件，形成多個零件，然后再組合這些零件，生成一個組件，即完成構件的拆分工作[3]。

2.5鋼筋模型的創建

使用BIM技術在裝配式建筑鋼筋模型設計時，要根據鋼筋結構的實際情況，遵循拆分的要求，設計鋼筋的布置方案，調取BIM資源庫中的數據，使用相關程序生成鋼筋布置規則和數據信息。設計人員參照BIM提供的參數和信息，設計縱筋的斷開位置，以及箍筋間距，以保證鋼筋模型的設計質量。

2.6預埋件的布置

需根據拆分的要求，使用BIM軟件設計預埋件的布置方案，比如，在梁柱預埋件設計時，需設計一個內嵌的預埋件，在實際的裝配施工時，梁板中的鋼筋吊鉤，需要調整位置，以及吊鉤的形狀也要進行相應的修改，或者是預制柱埋件時，需要構建一個針對性的布置方案，尤其是預制柱與墻的連接處，其中的鋼筋高度要保證設置的準確性，以及要根據施工的實際需求，還要進行一定的調整，以確保裝配設計的效果[4]。所以使用BIM技術，直接在軟件中進行調整，進而簡化了施工流程，加快了施工的速度。

3 BIM技術與裝配式建筑之間的協同設計

3.1方案確定階段的協同設計

在設計的前期，需做好各個專業之間的統籌規劃，重點強調裝配式建筑的模塊化特征，設計人員需對設計項目有一個充分的了解，確定其建設規模、成本要求、工程定位等內容。在具體設計中應協同開展以下兩項工作，第一，裝修設計，應考慮裝配需要使用的工藝，以及各個構件的功能性和裝飾性，主要體現在構件之間的組合和尺寸上的設計;第二，經濟性，設計中要考慮到施工成本問題，細節尺寸是裝配的關鍵，其影響著裝配過程中的成本，需要在設計時，引入模塊化理念[5]。

3.2草圖設計階段的協同設計

裝配式建筑在施工過程中，涉及到眾多專業，設計是一個集成化的過程，在草圖設計階段，需依據各個專業的實際需求，進行設計方案的反復調整。第一，裝飾材料，在確定裝飾材料時，需要綜合考慮墻板與立面組合后呈現出的實際效果，并使用BIM技術構建出效果圖;第二，墻板構件，在預制設計時要考慮到電氣專業的設計方案，比如，開關和電箱的位置設計;第三，在裝修設計時，需要參考各個設施的布置圖，需在BIM技術構建的模型中，檢驗是否有設計上的沖突，以判斷布置方案是否實用[6]。

3.3施工圖設計階段的協同設計

施工圖設計是裝配式建筑施工的指導性文件，決定著建筑的裝配效率和質量，需要各個專業之間的協同施工，進而需要施工圖紙的協同設計。第一，構件組合，借助BIM技術提供的構件尺寸進行構件的生產，標注好構件連接點，以及預埋件的位置;第二，現澆結構設計，使用BIM技術搭建現澆的結構模型，并設計好連接節點圖，以及尺寸控制圖，以指導現澆結構的有序施工;第三，需要建筑師的良好配合，在預制構件設計中，需為設計人員提供建議，進一步提升構件的實用性，以保證構件的順利裝配。

4結語

BIM技術在裝配式建筑設計中具有應用的優勢，明顯提升了設計的效率和質量。基于BIM技術建立的數據信息資源庫，為設計師提供數據信息的支撐，設計師使用BIM軟件，設計和調整建筑結構、構件尺寸和形狀，實現設計方案的進一步優化。其在構建模型中的運用，實現了設計的可視化顯示，為建筑結構的優化和調整提供幫助，而將其用于構件的拆分之中，可提高裝配施工的成效和質量。因此，BIM技術在裝配建筑設計中具有實際應用的價值，不僅提升了設計的效率和質量，而且還實現了裝配建筑設計各個環節，各個專業之間的協同設計，進一步的提高了裝配建筑設計的質量和效率，為工程建設節省投入成本，增加了工程建設的經濟效益。

參考文獻

[1]魏辰，王春光，徐陽，等.BIM技術在裝配式建筑設計中的研究與實踐[J].中國勘察設計，2016，（11）：28-32.

[2]車貴東.BIM技術在裝配式建筑設計中的應用實踐[J].低碳世界，2017，（29）：167-168.

[3]王超.分析BIM技術在裝配式建筑設計中的實踐[J].建筑工程技術與設計，2017，（27）：583.

[4]戴明立. BIM技術在裝配式建筑中的應用[D].安徽建筑大學，2020.

[5]孫冰冰. BIM技術在裝配式建筑中的價值分析[D].華北水利水電大學，2020.

[6]羅文城. BIM技術在裝配式建筑質量管理中的應用[D].南昌大學，2020.