BIM集成技術(shù)在現(xiàn)代化裝配式建筑中應(yīng)用研究

林金輝 王斐迪 楊琪

摘要：借助BIM技術(shù)，可以有效地提高裝配式建筑的設(shè)計、生產(chǎn)和施工水平，使裝配式建筑從設(shè)計到運維的生產(chǎn)鏈條更加緊密、合理，在我國建筑業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排、減少污染、促進建筑行業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型過程中，能夠發(fā)揮相當積極的作用。不過，要達到BIM技術(shù)與裝配式建筑更加緊密的結(jié)合，還要在實踐中進一步地磨合與完善，這仍需廣大建設(shè)行業(yè)的從業(yè)者的共同努力。

關(guān)鍵詞：BIM集成技術(shù) 現(xiàn)代化 裝配式建筑 應(yīng)用

中圖分類號：U21 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1009-5349（2018）22-0256-02

BIM技術(shù)是一種數(shù)字化技術(shù)類型，可實現(xiàn)建筑工程的模型由二維向三維模型轉(zhuǎn)變，可改善建筑工程的設(shè)計和施工。借助BIM技術(shù)構(gòu)建的建筑模型，可以對建筑內(nèi)部的所有參數(shù)進行展示，并完成對建筑設(shè)計不合理的部分進行展示，達到優(yōu)化建筑設(shè)計的目的。同樣裝配式建筑中，運用BIM技術(shù)可按照整個裝配流程進行展示，達到提升裝配效果的目的。但是，實際的BIM技術(shù)應(yīng)用中，存在價值不明、應(yīng)用效果不佳等問題，影響B(tài)IM技術(shù)的應(yīng)用、繼續(xù)改進與完善?；诖耍疚膶IM技術(shù)在裝配式建筑的應(yīng)用進行研究，并對具體的BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用價值進行闡述，具體內(nèi)容如下。

一、BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計階段中的應(yīng)用價值

（1）提高裝配式建筑設(shè)計效率。裝配式建筑設(shè)計中，由于需要對預制構(gòu)件進行各類預埋和預留的設(shè)計，因此更加需要各專業(yè)的設(shè)計人員密切配合。利用BIM技術(shù)所構(gòu)建的設(shè)計平臺，裝配式建筑設(shè)計中的各專業(yè)設(shè)計人員能夠快速地傳遞各自專業(yè)的設(shè)計信息，對設(shè)計方案進行“同步”修改。借助BIM技術(shù)與“云端”技術(shù)，各專業(yè)設(shè)計人員可以將包含有各自專業(yè)的設(shè)計信息的BIM模型統(tǒng)一上傳至BIM設(shè)計平臺，通過碰撞與自動糾錯功能，自動篩選出各專業(yè)之間的設(shè)計沖突，幫助各專業(yè)設(shè)計人員及時找出專業(yè)設(shè)計中存在的問題。

（2）實現(xiàn)裝配式預制構(gòu)件的標準化設(shè)計。BIM技術(shù)可以實現(xiàn)設(shè)計信息的開放與共享。設(shè)計人員可以將裝配式建筑的設(shè)計方案上傳到項目的“云端”服務(wù)器上，在云端中進行尺寸、樣式等信息的整合，并構(gòu)建裝配式建筑各類預制構(gòu)件的“族”庫。隨著云端服務(wù)器中“族”的不斷積累與豐富，設(shè)計人員可以將同類型“族”進行對比優(yōu)化，以形成裝配式建筑預制構(gòu)件的標準形狀和模數(shù)尺寸。利用各類標準化的“族”庫，設(shè)計人員還可以積累和豐富裝配式建筑的設(shè)計戶型，節(jié)約戶型設(shè)計和調(diào)整的時間，更好地滿足居住者多樣化的需求。

（3）提高預制構(gòu)件設(shè)計的專業(yè)化水平。提高專業(yè)化水平可以實現(xiàn)設(shè)計信息的開放與共享。通過把設(shè)計方案上傳到服務(wù)器上，設(shè)計人員能夠在服務(wù)器上進行尺寸和樣式等信息的整合，通過將不同類型的設(shè)計方案進行對比，從而能夠形成裝配式建筑預制構(gòu)件的標準形狀和模型尺寸，對于優(yōu)化積累，同時對于積累和豐富裝配式建筑的設(shè)計戶型，提高設(shè)計戶型的多樣性，提高裝配式建筑的設(shè)計水平有著重要的作用。

二、BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計中的應(yīng)用

裝配式建筑是指用預制的構(gòu)件在工地上直接裝配而成的建筑，這種建筑具有建造速度快、節(jié)約勞動力、施工成本低以及受氣候條件影響小的特點，使得其在世界各地得到了廣泛的推廣與實踐。BIM技術(shù)作為一種全新的建筑設(shè)計技術(shù)，將其應(yīng)用于裝配式建筑設(shè)計中，不僅可以提升裝配式建筑的科技含量，確保裝配式建筑設(shè)計的可靠性和有效性，同時加快了裝配式建筑設(shè)計速度，降低了裝配式建筑設(shè)計成本，具有良好的經(jīng)濟和社會效益。

（1）BIM模型建立及圖紙繪制。利用BIM技術(shù)建立數(shù)字化的裝配式建筑信息模型，后續(xù)所有的設(shè)計工作全部圍繞該模型展開。首先通過可視化的輔助圖形編輯軟件進行裝配式建筑建模，根據(jù)測繪、地質(zhì)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建立參數(shù)化的數(shù)據(jù)庫，對裝配式建筑各種構(gòu)件結(jié)構(gòu)的尺寸、規(guī)格等參數(shù)進行標注，使裝配式建筑構(gòu)件設(shè)計更加智能和便捷。同時由于模型中的某一參數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)生改變，與之相關(guān)的所有構(gòu)件信息都會隨著更新變化，而BIM模型關(guān)聯(lián)性的特點可以有效解決圖紙之間的錯、漏等導致的信息不一致的問題。此外，借助開放接口建立裝配式建筑各種結(jié)構(gòu)的參數(shù)化構(gòu)件配置模塊，為后期系統(tǒng)自動生成構(gòu)件匹配與安裝步驟奠定良好的基礎(chǔ)。

（2）BIM數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建。由于裝配式建筑設(shè)計需要各種數(shù)據(jù)信息資源的支持，而這些數(shù)據(jù)資源數(shù)量眾多且復雜，如果僅僅依靠傳統(tǒng)的人工收集和管理，不僅增加了人力工作量，同時使數(shù)據(jù)信息資源的利用率降低。而利用BIM技術(shù)可以創(chuàng)建5D關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，對裝配式建筑設(shè)計所需要的各種信息資源進行全面的收集，為裝配式建筑設(shè)計提供各種所需的數(shù)據(jù)信息，不僅提升了數(shù)據(jù)信息資源的管理效率，同時提高了資源的利用率。此外，BIM技術(shù)可以自動計算出裝配式建筑的工程量，對裝配式建筑實際施工成本進行預算，確保裝配式建筑工程項目的經(jīng)濟效益。

（3）構(gòu)件拆分。將結(jié)構(gòu)分析模型導入到計算機系統(tǒng)中，并借助BIM技術(shù)形成包含構(gòu)件的界面輪廓、材質(zhì)和鋼筋信息，并依據(jù)工程需要對局部進行調(diào)整和修改，在此基礎(chǔ)上進行構(gòu)件的拆分工作。首先將結(jié)構(gòu)分析模型中的現(xiàn)澆構(gòu)件拆分成若干個零件，再將多個零件組合成組件，最終完成構(gòu)件拆分的全過程。

（4）鋼筋創(chuàng)建。借助BIM技術(shù)，并依照裝配式建筑構(gòu)件中的鋼筋的構(gòu)造要求和拆分原則，建立構(gòu)件中鋼筋布置的流程，通過調(diào)用BIM系統(tǒng)中的相關(guān)程序，形成鋼筋相關(guān)參數(shù)信息和鋼筋的布置規(guī)則?？v筋在梁跨中后澆段中斷開，后澆段甩出長度應(yīng)滿足套筒安裝的實際尺寸。設(shè)計人員應(yīng)嚴格按照鋼筋設(shè)計規(guī)則確定縱筋的斷開位置、箍筋間距以及數(shù)量等參數(shù)，確保裝配式設(shè)計的合理性。

（5）埋件布置。首先設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)拆分細則，并利用BIM軟件對預制構(gòu)件埋件的相關(guān)布置規(guī)則進行編輯，例如，梁柱埋件可以使用建立包含埋件的內(nèi)嵌，到那時梁、板中的鋼筋吊鉤應(yīng)需要重新進行吊鉤形狀設(shè)計和位置的布置工作。預制柱上的埋件可以建立專門的預制柱進行布置，要將預制柱的墻與柱連接處的鋼筋的高度參數(shù)進行合理的設(shè)計，并結(jié)合工程需要，適時調(diào)整鋼筋高度參數(shù)。

（6）施工階段的BIM技術(shù)應(yīng)用。BIM技術(shù)同樣可以應(yīng)用到裝配式建筑的施工階段。首先BIM技術(shù)可以用于預制件的管理工作，實現(xiàn)對預制件的管理。通過RFID技術(shù)和BIM技術(shù)結(jié)合，完成對預制件嵌入位置和物流信息進行控制，從而提升預制件的管理效果和管理質(zhì)量的目的。

對于裝配式建筑施工中，需要對各類機械設(shè)備進行應(yīng)用，具有較高的機械化程度。如果傳統(tǒng)施工管理，可能會存在施工控制效果不佳，制約工程質(zhì)量。實際施工階段運用的BIM技術(shù)，可預先模擬施工流程，進而發(fā)現(xiàn)施工流程中存在問題，保障施工的規(guī)范性和質(zhì)量性。

此外，運維階段，裝配式建結(jié)合BIM技術(shù)，可構(gòu)建運營維護系統(tǒng)，并直接從BIM模型中提取預制構(gòu)件，附屬設(shè)備型號等內(nèi)容，達到提升運維效率的目的。

三、結(jié)語

BIM技術(shù)在裝配式建筑中具有較高的應(yīng)用價值，對改善裝配式建筑的施工效率和施工質(zhì)量具有直接的影響。BIM技術(shù)可直接應(yīng)用到裝配式建筑的各個階段，滿足裝配式建筑的基本需求，降低安全隱患和質(zhì)量隱患，推動裝配式建筑順利建成，實現(xiàn)裝配式建筑功能與服務(wù)水平提升。

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責任編輯：楊國棟