淺談BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

【摘要】本文簡述了BIM的概念，對裝配式建筑的作用與現(xiàn)階段存在的問題進(jìn)行了說明，同時(shí)探討了BIM技術(shù)與裝配式建筑的協(xié)同設(shè)計(jì)，以供參考。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；裝配式建筑設(shè)計(jì)；應(yīng)用

隨著BIM技術(shù)的不斷完善和我國建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，BIM技術(shù)因應(yīng)用于建筑工程領(lǐng)域的先進(jìn)性、適用性和高效性而受到工程師、承包商和業(yè)主的廣泛關(guān)注和認(rèn)可。近年來我國裝配式建筑迅猛發(fā)展，新型建造方式需要各專業(yè)間高度協(xié)調(diào)配合，各個(gè)階段有機(jī)銜接，管理也更為精細(xì)嚴(yán)格，BIM技術(shù)為裝配式建筑項(xiàng)目提供一個(gè)協(xié)調(diào)工作的平臺，提高工作效率，減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，避免返工作業(yè)，降低工程成本，成為推動建筑工業(yè)化可持續(xù)發(fā)展的必然要求。

1、BIM的相關(guān)概述

BIM為建筑信息模型（Building InformationModeling）的簡稱，該模型的創(chuàng)建以建筑項(xiàng)目中的各類數(shù)據(jù)、信息為基礎(chǔ)，再通過數(shù)字信息虛擬仿真建筑物的實(shí)際真實(shí)信息，呈現(xiàn)的方式是數(shù)據(jù)庫和三維模型，具有可視化、模擬性、協(xié)調(diào)性、優(yōu)他性、可出圖性等特點(diǎn)。其概念最初起源于1975年，由美國喬治亞理工大學(xué)建筑與計(jì)算機(jī)學(xué)院（GeorgiaTech Collecle of Architecture and ComputinQ）的查克伊士曼（Chuck Eastman）博士提出。該概念一直沒有得到足夠的關(guān)注。直至2002年，歐特克公司正式提出BIM的概念，隨后BIM技術(shù)在發(fā)達(dá)國家開始廣泛應(yīng)用于各類建筑工程。我國于2002年引進(jìn)BIM技術(shù)，但發(fā)展較為緩慢，直至去年住建部發(fā)布“十三五”建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要中多次提到BIM技術(shù)的應(yīng)用，以及很多城市出臺BIM相關(guān)政策，BIM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)已在全國范圍大面積推廣。很多高校、企業(yè)開始成立BIM研究中心，積極進(jìn)行BIM人才的相關(guān)培養(yǎng)。 2、裝配式建筑的作用與存在的問題

2.1裝配式建筑的作用

隨著國家提出未來建筑業(yè)的發(fā)展中要大力推廣裝配式建筑的戰(zhàn)略目標(biāo)，我國裝配式建筑發(fā)展的形勢非常好，這是難得的機(jī)遇，也是必然選擇。相比傳統(tǒng)的建筑形式，該建筑模式可以改善結(jié)構(gòu)精度、滲透、開裂等質(zhì)量通病，提高隔聲、保溫、防火等性能便于系統(tǒng)維護(hù)、更新，有著巨大的節(jié)能減排作用，還能大大提高施工效率和縮短施工工期。

2.2當(dāng)前裝配式建筑存在的問題

目前我國新型裝配式建筑尚處在嬰兒階段，各個(gè)環(huán)節(jié)之間還在相互磨合和協(xié)調(diào)，存在著許多認(rèn)識上的誤區(qū)。例如，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，主要的設(shè)計(jì)思路還是先按照熟悉的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后按照一定的原則拆分成預(yù)制構(gòu)件，這樣就無法貫徹標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和兼顧考慮生產(chǎn)、施工一體化的設(shè)計(jì)思路。也是因?yàn)檫@個(gè)原因，生產(chǎn)環(huán)節(jié)大多僅僅是將原本現(xiàn)場完成的作業(yè)搬到預(yù)制工廠進(jìn)行，構(gòu)件模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化水平低，很難實(shí)現(xiàn)大批量流水線生產(chǎn)。同時(shí)，施工環(huán)節(jié)缺乏適用于裝配式建筑的管理機(jī)制，忽略工藝的重要性，技術(shù)工人的培養(yǎng)效果差等因素均對裝配式建筑的健康發(fā)展產(chǎn)生不利影響，甚至可能造成結(jié)構(gòu)的安全隱患。

裝配式建筑要求在建筑的設(shè)計(jì)階段，既需要有對各個(gè)專業(yè)高度配合的要求，也需要對后續(xù)的施工、裝修等階段的許多因素進(jìn)行集成考慮。因?yàn)樵谘b配式建筑中的裝配層中的主要構(gòu)件，均是在工廠的預(yù)制構(gòu)件。施工時(shí)只是對這些構(gòu)件進(jìn)行組裝，無法對這些構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)變更或者修改。所以在安排這些構(gòu)件，進(jìn)入加Tf-進(jìn)行加工前，所有的設(shè)計(jì)意圖均已實(shí)施，這其中就包括在構(gòu)件上的埋件、開洞、裝修和施工方案、施工組織上考慮。

3、BIM技術(shù)與裝配式建筑的協(xié)同設(shè)計(jì)

裝配式建筑的協(xié)同設(shè)計(jì)應(yīng)從建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)建造、運(yùn)營維護(hù)等建筑全生命周期進(jìn)行考慮。BIM技術(shù)可以有效的滲入到裝配式建筑協(xié)同設(shè)計(jì)的各個(gè)階段：

3.1方案設(shè)計(jì)階段協(xié)同設(shè)計(jì)

方案設(shè)計(jì)階段前期，在建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、裝修等各專業(yè)BIM技術(shù)的三維數(shù)據(jù)模型上進(jìn)行密切配合，對預(yù)制構(gòu)件、配件制作的可能性、經(jīng)濟(jì)性、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)以及安裝要求等做出策劃。方案階段，根據(jù)技術(shù)策劃要點(diǎn)做好平、立、剖面設(shè)計(jì)，在滿足使用功能的基礎(chǔ)上，通過模數(shù)協(xié)調(diào)的手段，以提高模板使用率和提高體系集成度為目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。依據(jù)裝配式建造的特點(diǎn)，平面設(shè)計(jì)上要考慮墻板的組合，實(shí)現(xiàn)建筑方案對立面的要求，通過專業(yè)間協(xié)同實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和功能合理，實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件及部品的“少規(guī)格、多組合”。

3.2初步設(shè)計(jì)階段協(xié)同設(shè)計(jì)

初步設(shè)計(jì)階段，結(jié)合各專業(yè)的工作進(jìn)一步優(yōu)化和深化。通過確定建筑的外立面方案及裝飾材料，結(jié)合立面方案和墻板組合設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)需要的立面效果，并反映在BIM技術(shù)的立面效果圖上。在預(yù)制的墻板構(gòu)件上開始考慮電氣專業(yè)的強(qiáng)、弱電箱、預(yù)埋管線和開關(guān)點(diǎn)位的技術(shù)方案。同時(shí)，裝修設(shè)計(jì)也需要提供詳細(xì)的設(shè)施布置圖。在BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)模型中進(jìn)行碰撞檢查，從而確定布置方案的可行性。還需要根據(jù)BIM技術(shù)數(shù)據(jù)模型中提供的經(jīng)濟(jì)性信息，評估并分析建造成本對技術(shù)方案的影響，并確定最終的技術(shù)路線。

3.3施工圖設(shè)計(jì)階段協(xié)同設(shè)計(jì)

施工圖階段需要繼承初步設(shè)計(jì)確定的技術(shù)路線，并進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。各專業(yè)與建筑部品、裝飾裝修、構(gòu)件廠等上下游廠商加強(qiáng)配合，在統(tǒng)一的BIM技術(shù)數(shù)據(jù)平臺上，做好構(gòu)件組合和深化設(shè)計(jì)，提供能夠茌構(gòu)件加工廠加工的預(yù)制構(gòu)件尺寸控制圖，做好構(gòu)件的預(yù)留預(yù)埋和連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)還要做好節(jié)點(diǎn)的防水、防火、隔聲設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)。相比于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，裝配式結(jié)構(gòu)還需要在建筑工程設(shè)計(jì)文件編制深度規(guī)定的基礎(chǔ)上，增加構(gòu)件尺寸控制圖、墻板編號索引圖和連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造詳圖等。建筑師的工作主要是協(xié)助結(jié)構(gòu)專業(yè)做好預(yù)制構(gòu)件加工圖的設(shè)計(jì)，確保預(yù)制構(gòu)件買現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。

3.4內(nèi)裝修協(xié)同設(shè)計(jì)

裝配式建筑的全裝修設(shè)計(jì)，應(yīng)遵循建筑、裝修、部品一體化的設(shè)計(jì)原則，部品體系應(yīng)滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)要求，滿足安全、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保要求，部品體系宜實(shí)現(xiàn)以集成化為特征的成套供應(yīng)，部品安裝宜采用干法施工。

裝配式建筑內(nèi)裝修的主要標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件應(yīng)根據(jù)施工圖階段從BIM技術(shù)數(shù)據(jù)平臺上分解的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件數(shù)據(jù)采用工廠化加工的方法制作。部分非標(biāo)準(zhǔn)或特殊的構(gòu)配件，可在現(xiàn)場安裝時(shí)統(tǒng)一處理。構(gòu)配件應(yīng)滿足構(gòu)件和部品制造工廠化、施工安裝裝配化的要求，執(zhí)行優(yōu)化參數(shù)、公差配合和接口技術(shù)等有關(guān)規(guī)定，以提高其互換性和通用性。

結(jié)語：

綜上所述，目前我國對BIM技術(shù)的了解還處于初級階段，裝配式建筑的實(shí)施又具有很強(qiáng)的技術(shù)性和專業(yè)性。所以，今后我國建筑業(yè)的發(fā)展不僅需要對BIM技術(shù)作深入的研究，而且還要著重培養(yǎng)這方面的專業(yè)技術(shù)人才。