裝配式建筑設計中的BIM方法應用分析

曹鵬遠，孔強強，林楠

（中國建筑第二工程局有限公司華東公司）

1 BIM技術的基本概念和重要性

1.1 BIM技術的基本概念

BIM技術指的是利用數(shù)字信息技術構建三維立體空間數(shù)據(jù)模型，用于對建筑工程信息數(shù)據(jù)的表達，并且進行數(shù)據(jù)整合和更新。簡單來說，它就是數(shù)字技術支撐的對建筑環(huán)境的生命周期管理。即BIM是以建筑工程項目的各項相關信息數(shù)據(jù)作為基礎，為建設項目全生命周期設計、施工和運營服務的數(shù)字模型。

1.2 BIM技術的重要性

BIM技術通過各種各樣的數(shù)據(jù)進行建筑工程分析，改變傳統(tǒng)的平面工程設計和描述，提供更為精細的創(chuàng)建和共享信息，大大節(jié)約了時間、物力和人力等資源。利于建筑企業(yè)的經濟發(fā)展和裝配式建筑設計的精準性，推動企業(yè)轉型[2]。

2 BIM技術在裝配式建筑設計中的應用優(yōu)勢

使用BIM技術利于尋找建筑工程設計過程中的遺留問題，利于云端技術獲取建筑體的真實數(shù)據(jù)，并且對真實數(shù)據(jù)進行反應；同時，利于與設計人員共同協(xié)助，促使設計人員通過對數(shù)據(jù)的分析，自主開發(fā)設計建筑體的三維結構模型，建立協(xié)調性、可視化與優(yōu)化性的結構方案，對建筑建造過程中的失誤和不足進行調整，有效協(xié)調建筑模型中的尺寸。應用BIM技術，經過自動糾錯功能和碰撞功能，對建筑工程設計過程中的沖突性問題進行篩選，并及時處理。

借助BIM技術協(xié)同性的設計功能，對裝配式建筑應用的預制部件的種類和數(shù)量進行調整，設計人員能夠及時更改數(shù)據(jù)和設計參數(shù)。

減少設計誤差。在裝配式建筑中應用BIM技術，可以減少裝配過程中的誤差，提高預制部件和建筑結構的精準性，進行可靠性評估，減少因為誤差導致的材料浪費和工期延誤。

3 BIM技術在裝配式建筑設計中的應用途徑

3.1 標準化設計方面的應用

3.1.1 預制構件拆分

拆分指的是在建筑工程過程中將預制構件拆分成很多個小零件，然后再對這些拆分的小零件進行組裝。預制構件的拆分需要注意很多問題，首先需要專業(yè)技術人員對拆分進行前期規(guī)劃，比如了解構件拆分能夠承受的受力值、預制構件配筋構造的要求，努力達到“少規(guī)格、多組合”的目的。要保證建筑設計方案與客觀實際相吻合，比如設計方案要了解實際的制作、運輸和吊裝要求，并且在實施過程中，根據(jù)實際情況對設計方案中不合理的部分進行調整。其次，在建筑設計過程中，BIM技術對單個外墻構件來說，具有較大影響。依靠BIM技術的可視化功能，可有效調節(jié)建筑外墻板與構件數(shù)量，實現(xiàn)理想化設計目標。同時，在對構件進行拆分時，使用BIM技術可降低拆分難度，提高拆分速度和效率（見圖1）。

圖1 BIM技術的裝配式建筑協(xié)同設計

3.1.2預制標準化構件

預制標準化構件的整體裝配產物就是裝配式建筑，建筑建造的傳統(tǒng)方式一般都是使用平面圖紙。但是當裝配式建筑工程中應用BIM技術之后，便提高了工程的效率和質量，對預制構件系統(tǒng)的整合具有促進作用。

3.2 戶型設計方面的應用

戶型內部設計主要依靠剪力墻模塊化設計，既能與質量相關聯(lián)，也能保證模塊化設計的準確性。設計人員要根據(jù)市場需求，確定不同戶型的戶型功能，要注意戶型結構和整體建筑結構的融洽性，減少二者之間的沖突。

同時，也要注意接口問題的解決，根據(jù)不同接口特性采取合適的解決方法。

3.3 施工模擬方面的應用

在裝配式建筑實施過程中運用BIM技術創(chuàng)建三維立體的空間數(shù)據(jù)模型，對各時間和空間要素進行精準化分析和整合，促進四維空間數(shù)據(jù)模型的建立，使施工過程更加直觀。這需要設計人員有長遠的發(fā)展眼光，具備專業(yè)的知識儲備，擁有相應的專業(yè)技能，能夠對裝配式建筑的施工過程進行合理化控制，對場地的規(guī)劃也比較合理，并且面對危機或者困難的靈活性要強，能夠及時地處理問題。

使用BIM技術，利于在裝配式建筑施工過程中建設信息技術化平臺，能夠對施工過程進行全面觀察，能夠掌控裝配式建筑的各種信息，便于及時發(fā)現(xiàn)施工過程中產生的問題，促進施工的順利開展。可以進行提前模擬演練，模擬施工過程中遇到的環(huán)境問題和突發(fā)狀況的處理方法，為后續(xù)實際施工提供經驗，提高施工效率[3]。

3.4 BIM技術應用于裝配式建筑的協(xié)同設計

3.4.1 編制建筑設計方案的應用

在建筑設計方案的編制上，使用BIM技術可以使工程設備、工程裝修以及工程架構相互結合，根據(jù)預制結構構件的種種要求，完成設計。在方案設計的過程中，基準依據(jù)一般是安全技術，確保施工人員的安全性，充分利用模板，建設好建筑立面和平面。對于平面的施工，要滿足建筑立面設計的要求，墻面和地板要充分整合，依托專業(yè)協(xié)同性，促進建筑設計的合理進行。

3.4.2 設計方案初期階段的應用

要選擇性價比較高的建筑裝飾材料，加強各專業(yè)基礎工作的整合，進行立面設計方案的編制，要通過BIM技術對現(xiàn)有數(shù)據(jù)進行分析，進行建筑工程設計的可靠性試驗，充分考慮各方面的因素，如弱電箱位置、開關位置等[4]。

3.4.3 編制施工圖紙階段的應用

編制施工圖紙的基礎是完成設計工作，并且施工圖紙的編制要考慮客觀情況，如各廠的協(xié)調配合，各專業(yè)的基本需求，將連接部位與墻面構件圖進行參數(shù)分析。設計人員也要有責任感，充分履行職責，確保圖紙的完整性，促進建筑工程施工的順利開展。圖紙的繪制利于直觀地感受裝配式建筑的魅力（見圖2）。

圖2 施工構件鳥瞻圖

4 結語

BIM技術運用在裝配式建筑工程中，是時代發(fā)展的必然結果，是以計算機為基礎的信息技術在建筑工程中的要求。使用BIM技術不僅降低了裝配式建筑建造過程的難度，也提高了各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)分析的準確性和精準性，利于使用三維立體空間數(shù)據(jù)模型對裝配式建筑進行設計，促進整個建筑工程的創(chuàng)新和發(fā)展[5]。

總之，裝配式建筑設計過程中運用BIM技術，利于建筑設計效率和施工質量的提升，能夠促進建筑行業(yè)進行以節(jié)能減排和減少污染為目的的轉型，促進企業(yè)從宏觀模式轉向微觀模式，推動企業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展，促進資源利用率的提高。從長期的發(fā)展來看，這一過程前途是光明的，過程卻是曲折的，需要各方面的努力。