BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用

楊紅娟 李娜 孫岳俊

（1.渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西渭南 714000；2.延安大學(xué)西安創(chuàng)新學(xué)院，陜西西安 710100；3.上海寶冶集團(tuán)有限公司，上海 200941）

0 前言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，BIM技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，在保持裝配式建筑設(shè)計(jì)的特點(diǎn)基礎(chǔ)上，推動(dòng)裝配式建筑物設(shè)計(jì)步入了數(shù)字化、自動(dòng)化及智能化的發(fā)展道路?？偟膩?lái)說(shuō)，BIM技術(shù)具有兩個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：①建筑設(shè)計(jì)升級(jí)了，由之前的二維制圖，升級(jí)到了現(xiàn)代的三維立體建模。②建筑設(shè)計(jì)更加精細(xì)化。在裝配式建筑設(shè)計(jì)中，每一個(gè)建筑環(huán)節(jié)和每一個(gè)結(jié)構(gòu)部件，都能夠被精準(zhǔn)的考慮到。BIM技術(shù)的運(yùn)用是裝配式建筑設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，極大的提升了裝配式建筑的精準(zhǔn)性、高效性及高品質(zhì)。

1 簡(jiǎn)述BIM技術(shù)和裝配式建筑

1.1 BIM技術(shù)的內(nèi)涵簡(jiǎn)述

BIM技術(shù)，全稱(chēng)是“建筑信息模型”技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)是建立在數(shù)字仿真虛擬化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中使用到的工程數(shù)據(jù)或者設(shè)備性能參數(shù)進(jìn)行收集、整合、加工、合成的過(guò)程，與此同時(shí)，通過(guò)三維建模系統(tǒng)，對(duì)將要設(shè)計(jì)的建筑物開(kāi)始三維建模，可以達(dá)到高度仿真實(shí)物建筑物的效果。除了在裝配式建筑上運(yùn)用BIM技術(shù)，BIM技術(shù)還具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，例如在建筑施工、建筑監(jiān)測(cè)等工作中，可以發(fā)揮該技術(shù)的加工、管理、監(jiān)理的優(yōu)勢(shì)功能，換句話說(shuō)，在建筑項(xiàng)目的整個(gè)施工過(guò)程中，BIM技術(shù)都可以發(fā)揮作用。

1.2 裝配式建筑概述

與傳統(tǒng)的澆筑型建筑相比較，裝配式建筑具有自己的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)拼接裝配預(yù)先定制好的建筑物結(jié)構(gòu)部件而建造。比起澆筑型的建筑來(lái)說(shuō)，裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)是非常明顯的，部件建造的速度較快，可以實(shí)現(xiàn)多樣化的構(gòu)型，而且能夠很好的抵抗來(lái)自于復(fù)雜的氣候、氣象互地質(zhì)地貌的消極影響，節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)難以掩蓋。然而，裝配式建筑并非是十全十美的，也存在一定的不足之處，例如，建筑物結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有相當(dāng)大的難度，防震性能不佳，減震性能也不能達(dá)到預(yù)期的理想狀態(tài)等。當(dāng)前在我國(guó)，裝配式建筑應(yīng)用尚處于初級(jí)階段，裝配和設(shè)計(jì)技術(shù)等還有很大的上升空間，需要進(jìn)一步加強(qiáng)與信息技術(shù)的融合，制定出完善的技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)裝配式建筑的更快發(fā)展。

2 BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)的重要價(jià)值分析

BIM技術(shù)是一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，是建立在現(xiàn)代信息技術(shù)和裝配式建筑設(shè)計(jì)相融合基礎(chǔ)之上的，其建筑項(xiàng)目數(shù)據(jù)和信息非常完備，體現(xiàn)出了關(guān)聯(lián)性和共享性的特點(diǎn)。從實(shí)踐中我們可以知道，BIM技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)遍布裝配式建筑的整個(gè)過(guò)程，具體包括裝配式建筑的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、施工環(huán)節(jié)、監(jiān)工環(huán)節(jié)及管理環(huán)節(jié)，不僅在裝配式建筑設(shè)計(jì)中發(fā)揮出了信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)出了智能化、可視化及數(shù)字化的發(fā)展趨勢(shì)。

2.1 能夠有效的提升裝配式建筑設(shè)計(jì)和部件預(yù)制的精度

BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，使得二維設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足當(dāng)今建筑設(shè)計(jì)的要求，三維設(shè)計(jì)已經(jīng)出現(xiàn)在人們的生活中，發(fā)揮出了強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，不管是在拼接組裝預(yù)制結(jié)構(gòu)部件方面，還是在裝配式建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，其建造的精度都進(jìn)一步得到了提升。建筑設(shè)計(jì)人員通過(guò)運(yùn)用BIM技術(shù)中的三維建模虛擬仿真系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員可以事先將自己擬定好的裝配式建筑設(shè)計(jì)方案的各項(xiàng)要求，包括樣式、尺寸及布局等內(nèi)容，并將這些要求直接上傳至三維建模虛擬仿真系統(tǒng)的內(nèi)置服務(wù)器中，經(jīng)過(guò)云計(jì)算的技術(shù)應(yīng)用，使得設(shè)計(jì)中的各種參數(shù)和信息都能夠快速的被識(shí)別、整合和分析，在建筑設(shè)計(jì)方案的細(xì)致比較后，篩選出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，最大程度的將裝配式建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)部件的精度進(jìn)行提升，降低誤差值。

2.2 能夠有效提升裝配式建筑的設(shè)計(jì)效率

在裝配式建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，BIM技術(shù)的充分運(yùn)用，成功搭建出了一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)信息共享的交流平臺(tái)。在這個(gè)平臺(tái)上，相關(guān)的技術(shù)人員都可以獲取所需要的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)信息，并可以上傳相關(guān)的全部設(shè)計(jì)信息，也就是說(shuō)，相關(guān)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員可以同步共享裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的各種信息和數(shù)據(jù)資料。與此同時(shí)，運(yùn)計(jì)算技術(shù)在裝配式建筑中的有效應(yīng)用，可以進(jìn)一步提升BIM技術(shù)對(duì)模型建造的糾錯(cuò)能力，能夠精準(zhǔn)的找出各專(zhuān)業(yè)在設(shè)計(jì)中存在的矛盾點(diǎn)，能夠協(xié)助專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員盡早發(fā)展問(wèn)題，并提出解決設(shè)計(jì)矛盾的最優(yōu)方案。

2.3 對(duì)裝配式建筑預(yù)制結(jié)構(gòu)部件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)發(fā)揮著積極的作用

裝配式建筑物預(yù)制結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，主要體現(xiàn)在預(yù)制結(jié)構(gòu)部件的樣式、規(guī)格及尺寸上。將BIM技術(shù)運(yùn)用其中，可以對(duì)建筑設(shè)計(jì)信息收集、整合、歸類(lèi)、存儲(chǔ)、共享，建立起裝配式建筑物預(yù)制結(jié)構(gòu)部件的標(biāo)準(zhǔn)化存儲(chǔ)庫(kù)，包含各種不同部件的設(shè)計(jì)性能和數(shù)據(jù)規(guī)范，通過(guò)詳細(xì)的記錄和存儲(chǔ)，為今后裝配式建筑的設(shè)計(jì)提供方便。

3 BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1 BIM技術(shù)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和三維建模

BIM技術(shù)是一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，在裝配式建筑結(jié)構(gòu)的三維立體化建模和預(yù)制部件的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中都能發(fā)揮積極的作用，進(jìn)一步提升了設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)精度。在利用BIM三維虛擬仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)裝配式建筑物結(jié)構(gòu)模型時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要親自到建筑物的實(shí)建地進(jìn)行細(xì)致的考察，包括對(duì)地質(zhì)的勘測(cè)、建筑測(cè)繪、集群布局等，這樣才可以得到準(zhǔn)確而可靠的數(shù)據(jù)信息。同時(shí)，還要運(yùn)用BIM技術(shù)建立起數(shù)據(jù)庫(kù)，將裝配式建筑通過(guò)實(shí)地考察得到的眾多數(shù)據(jù)和信息上傳到該數(shù)據(jù)庫(kù)，幫助設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出精準(zhǔn)性較高的裝配式建筑的結(jié)構(gòu)部件尺寸數(shù)據(jù)和造型設(shè)計(jì)。另外，BIM技術(shù)的運(yùn)用，能夠加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)之間的管理，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)和遺漏的數(shù)據(jù)等，就會(huì)及時(shí)做出預(yù)警反應(yīng)，給設(shè)計(jì)人員以提醒，及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)整。

3.2 BIM建筑設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

隨著社會(huì)的發(fā)展，可以嘗試將現(xiàn)代大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)和BIM技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，建立起B(yǎng)IM建筑設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)。在這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)里，存儲(chǔ)有很多裝配式建筑設(shè)計(jì)資料、裝配式建筑預(yù)制部件設(shè)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)等，在數(shù)據(jù)庫(kù)里，可以非常便捷的對(duì)各種數(shù)據(jù)和資料進(jìn)行整合、歸類(lèi)、分析等操作，可以極大的方便裝配式建筑的設(shè)計(jì)應(yīng)用。

3.3 實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)制部件的拆卸和分離

BIM技術(shù)運(yùn)用在裝配式建筑設(shè)計(jì)中，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)制部件的拆卸和分離，也就是結(jié)構(gòu)分析模型。設(shè)計(jì)人員通過(guò)計(jì)算機(jī)，將結(jié)構(gòu)分析模型引入到相應(yīng)的工作系統(tǒng)當(dāng)中，就能夠準(zhǔn)確的得知將裝配式建筑預(yù)制部件全部信息，并據(jù)此開(kāi)始分析結(jié)構(gòu)，對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行必要的調(diào)整和修改，以滿足現(xiàn)實(shí)裝配式建筑的實(shí)際所需。

3.4 應(yīng)用在建筑的施工中

BIM技術(shù)運(yùn)用在建筑的施工中，主要包含兩個(gè)方面的內(nèi)容，即施工管理和現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)。例如，BIM技術(shù)可以對(duì)施工流程進(jìn)行全程模擬，對(duì)現(xiàn)實(shí)施工有一定的借鑒作用，不僅可以優(yōu)化資源，還可以降低成本。

4 結(jié)束語(yǔ)

BIM技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用，為裝配式建筑設(shè)計(jì)提供了新的發(fā)展思路，推動(dòng)了其的發(fā)展進(jìn)度。建筑是城市基礎(chǔ)建設(shè)中的重要內(nèi)容，對(duì)城市的發(fā)展發(fā)揮著不可或缺的作用，因此，建筑行業(yè)要重視BIM技術(shù)的應(yīng)用，為城市建設(shè)助力。