BIM技術在臺州市某小學裝配式設計中的應用

徐元強

（浙江省城鄉規劃設計研究院）

1 引言

裝配式建筑作為實現住宅產業化的一種方式，將是建筑業未來的發展方向，是解決建筑業勞動力短缺和環境污染問題的重要途徑。2013 年至2020 年，全國多個省、市紛紛出臺相應政策，積極推進我國裝配式建筑建設。

建筑信息模型（BIM）具有直觀、可變和集成的特點，其作用在業界得到廣泛認可，被建設行政主管部門認為是“建筑信息化的最佳解決方案”。BIM技術已被用于眾多項目，如迪斯尼、上海中心等。在裝配式建筑工程中，深化設計是一個重要的環節，它將設計與生產、施工信息相結合。由于施工圖只包含設計階段的信息，不包含建筑構件，不足以指導裝配式建筑的制造和施工過程。所以為解決裝配式建筑深化設計過程中利益相關者之間的協調問題，本文依托中央創新區小學裝配式建筑建設項目，介紹BIM技術應用于裝配式建筑的詳細設計過程，利用BIM模型擴展了建筑設計圖紙信息，增強了各方的協調性和設計質量，提高了管理效率。

2 中央創新區小學項目

2.1 工程概況

本工程為臺州某小學，項目占地面積34923m2，其中規劃建設用地31022m2，綠地3901m2，總建筑面積33738m2，地上建筑面積24273m2，地下建筑面積9465m2，容積率0.78，建筑密度28.1%，綠地率35%。項目概況如圖1所示。

圖1 鳥瞰圖

2.2 項目配置計劃

本項目采用框架結構，疊合樓板預埋給排水管道套管，預埋地漏。樓梯預留給排水管道套管。

3 本項目BIM設計應用

3.1 裝配式建筑BIM設計難點分析

①BIM 設計與原設計、生產廠、施工溝通協調量大，信息高度耦合。BIM設計要求從各方（包括業主、設計、制造商、建筑商、附件等）收集和消化信息，并將相關和潛在的矛盾信息集成到設計中。如果沒有統一的流程和信息優先級原則，會在信息不斷輸入的深化設計過程中造成信息的重復和混亂。

②BIM 軟件的出圖樣式不符合國家標準。目前，國內流行的BIM 軟件是Re‐vit。它在建模方面比較成熟，但在繪圖方面與國家標準差距較大。第一個原因是缺少合適的族庫和模板文件，二是軟件本身的底層數據不能按國家標準修改。在我國，出圖是BIM軟件面臨的大問題。

③預制件數量多，重復工作量大。裝配式建筑的主要要素是構件的標準化，在深化設計的初期，盡量將預制件的種類組合起來，減少構件數量。但是隨著設計的深入，機械設計、制造、單元施工等都在進行，因此，許多形狀相同但有細微差異的構件可以根據裝配式建筑設計來制造。采用BIM 建模的方法繪制這些相似但不同的部件，導致大量機械重復工作，浪費人力資源[1]。

④各層模型的數據傳輸不順暢。BIM 技術的一個關鍵特點是信息的傳輸和集成，以實現數據從設計到施工的無縫傳輸。然而，當前流行的軟件可以在單個模型中實現信息傳遞，但它無法有效地執行不同類型之間的傳輸。在創建BIM 應用的過程中，將項目分為單個裝配式建筑模型，并在模型的最終裝配中以鏈接形式組裝，以便裝配式建筑的工程量統計。Revit 軟件不支持相關文件提取，它對數據整合和項目范圍內的傳輸有重大影響。要解決上述問題，需要從管理和技術兩方面著手。為此項目制定了裝配式建筑的BIM 標準，與通用軟件Revit 的最新發展保持一致，為BIM在裝配式建筑中的成功應用奠定了基礎[2]。

3.2 項目BIM設計規定

BIM 標準的制定是任務分工與合作的前提，對于任務分工細化、重復頻繁的裝配式建筑的詳細設計尤為重要。合理和全面的BIM 標準有助于提高團隊合作的質量。

3.2.1 基本規定

①裝配整體式混凝土結構建筑的建造全過程選用合適的建筑信息模型技術設計軟件，建立具有標準化的戶型、產品、構件等信息庫。

許鈞是我國翻譯界領航的翻譯家、翻譯實踐者和翻譯理論家。他做了許多翻譯實踐，“在翻譯的同時，還關注相關的理論問題，提出問題，也自己解決問題，從翻譯實踐和翻譯理論兩個方面做出自己的貢獻”[1]他從翻譯研究的角度出發，結合自己的翻譯實踐進行深人的思考，為推動翻譯學的學科建設做出了巨大貢獻，開拓了翻譯研究新的視野。

②裝配整體式混凝土結構建筑從設計階段開始應建立建筑信息模型，并隨項目設計、構件生產及施工建造等環節實施信息共享、有效傳遞和協同工作。

③應搭建BIM協同平臺，除了協調各專業協同工作以外，應保證設計、生產、施工和裝修等在平臺上協同工作。

3.2.2 BIM輔助設計

本工程裝配式設計采用建筑信息模型系統(BIM)進行三維可視化設計，并進行各類設計分析，主要工作內容要求如下。

①采用建筑信息模型系統（BIM)進行方案設計，包括項目總體分析、性能分析、方案優化等。

②采用建筑信息模型系統（BIM)進行施工圖設計，包括管線綜合、信息模型、施工圖信息表迖等輔助工廠生產。

③釆用建筑信息模型系統（BIM)進行構件深化設計，包括連接節點設計、構件信息模型，完成構件圖信息表達，每個構件設有唯一的身份標識，保證模型文件能精確地提取需要的數據。

④應結合項目的特點，實現項目算量統計、成本控制。釆用BIM的工程設計應進行碰撞檢查，并提供碰撞檢查報告，具體工作內容要求：進行鋼筋和預埋件等碰撞檢查；進行管網綜合碰撞檢查。

3.2.3 BIM輔助施工管理

①建立構件生產管理系統，建立構件生產數據庫，用于記錄構件生產關鍵信息，追溯、管理構件的生產質量、生產進度。

②預制構件設置并預埋身份識別標志，記錄構件相關信息，對預制生產構件進行信息化管理。

③用于工廠生產的BIM 模型的幾何信息和非幾何信息應完整有序，與實際目標預制構件相符，滿足預制構件生產信息的提取要求。

④BIM 構件加工圖交付物宜直接使用BIM 模型，不宜進行三維到二維的轉換，避免信息丟失和不可追溯。

2.2.4 標準化設計

①本工程設計時盡量采用統一模數協調尺寸，并符合現行國家標準《建筑模數協調》GB/T50002的有關規定。

②各功能空間布局合理，符合建筑功能和結構抗震安全要求。

③連接節點具備標準化設計，符合安全、經濟、方便施工等要求。

④在單體公共建筑中重復使用最多的某三個標準結構空間的面積之和占總建筑面積的比例不低于60%。

3.3 深化設計

設計單位與施工企業、構件生產企業和部品部件廠家建立協同工作機制。

深化設計文件滿足工廠加工制作、施工裝配等環節的要求，各種預埋件、連接件的設計準確、清晰、合理。

項目深化設計結合施工組織設計的要求，綜合考慮施工外架條件和模板支撐系統的影響[3]。

構件及部品構造合理，連接技術安全可靠，便于生產制作和安裝施工。

構件及部品設計綜合考慮裝配化施工的安裝調節和公差配合要求（見表1）。

表1 裝配式建筑設計階段一般項數量要求

4 結語

經初步分析，本項目可以達到標準規定的裝配率大于60%，設計階段一般項的項數達到要求，可被評定為工業化建筑項目。

為了提高裝配式建筑的設計質量、通信、施工效率，指導相關工程采用BIM 進行詳細設計，本文采用標準建模等方法，解決BIM 在本項目裝配式深化設計應用中的難點，提高BIM的應用效率。