基于BIM技術(shù)下的裝配式建筑設(shè)計(jì)研究

文濤 嚴(yán)守德

華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司 廣西 南寧 530000

前言

現(xiàn)階段，我國(guó)建筑領(lǐng)域中對(duì)于BIM技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，很多建筑企業(yè)或施工單位都在應(yīng)用BIM技術(shù)。例如，工程方案的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、施工材料的管理環(huán)節(jié)以及其他具體施工環(huán)節(jié)等?？梢哉f，BIM技術(shù)是保障建筑產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)手段。在裝配式建筑設(shè)計(jì)過程中，我國(guó)建筑企業(yè)已經(jīng)可以將BIM技術(shù)應(yīng)用于各個(gè)施工環(huán)節(jié)，包括生產(chǎn)環(huán)節(jié)、設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、施工環(huán)節(jié)以及管理環(huán)節(jié)，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化建筑工程施工的有效發(fā)展。

1 基于BIM技術(shù)裝配式建筑設(shè)計(jì)分析

1.1 基于BIM模型的工業(yè)化建筑資源庫(kù)的建立

將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，工業(yè)化建筑資源庫(kù)的建立和完善十分必要，資源庫(kù)囊括了部件庫(kù)、部品庫(kù)、土建構(gòu)件庫(kù)以及機(jī)電設(shè)備庫(kù)等多方面的內(nèi)容。在BIM模型中包含了大量的建筑物設(shè)計(jì)信息，通過信息的應(yīng)用可以輕松的生成的建筑工業(yè)化生產(chǎn)所需各類部品、部件或是構(gòu)件的數(shù)據(jù)表單。因此，通過BIM技術(shù)可以對(duì)工業(yè)化建筑各構(gòu)件和部品進(jìn)行拆分，從而更加全面清楚地掌握各部件、部品的標(biāo)準(zhǔn)尺寸和形狀特征，為設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工提供更大的便利。

1.2 裝配式建筑設(shè)計(jì)

BIM數(shù)據(jù)鏈接技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)的過程中，通過BIM模型的構(gòu)建能夠?qū)崿F(xiàn)建筑、結(jié)構(gòu)等專業(yè)信息的集成和共享，相較于傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)，基于BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)模式能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)的可視化表現(xiàn)，使建筑建造相關(guān)各方可以更加清晰、直觀的了解項(xiàng)目的具體內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)質(zhì)量的有效提升。此外，BIM設(shè)計(jì)具備標(biāo)準(zhǔn)的資源庫(kù)，通過BIM數(shù)據(jù)鏈接技術(shù)，可以在裝配式建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、裝配以及全生命周期中管理中實(shí)現(xiàn)信息的流暢傳遞，避免出現(xiàn)信息錯(cuò)誤或是丟失的情況。由此可見，BIM數(shù)據(jù)鏈接技術(shù)對(duì)于裝配式建筑設(shè)計(jì)的現(xiàn)代化發(fā)展具有十分重要的推動(dòng)作用?；贐IM模型的數(shù)據(jù)具有良好的統(tǒng)一性和關(guān)聯(lián)性，可以實(shí)現(xiàn)裝配式建筑不同建造階段數(shù)據(jù)信息的有效傳遞和高效利用。在上下游信息有效傳遞的情況下，通過下游接收信息后反饋的信息可以對(duì)上游的工程活動(dòng)進(jìn)行有效的控制，這對(duì)于裝配式建筑全生命周期的管理來說意義重大[1]。

2 基于BIM數(shù)據(jù)鏈接技術(shù)的裝配式建筑設(shè)計(jì)

裝配式建筑的整個(gè)生命周期包含很多個(gè)步驟。而利用BIM技術(shù)，能夠?qū)⒔ㄖこ痰拇罅渴┕きh(huán)節(jié)進(jìn)行分層處理。例如，將建筑結(jié)構(gòu)、水暖電工程等部分進(jìn)行專業(yè)處理，將這些環(huán)節(jié)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行集成與共享，在三維、四維的設(shè)計(jì)理念下，使各環(huán)節(jié)的施工方案展示出來，工作人員能夠清晰、直觀地對(duì)施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析。這種方式與傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)不同，能夠進(jìn)一步提高施工方案的設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高工作效率?；贐IM技術(shù)下，建立了構(gòu)件資源庫(kù)，將建筑工程中的所有信息進(jìn)行統(tǒng)一的整合，包括建設(shè)方案的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)、材料運(yùn)輸環(huán)節(jié)、裝配環(huán)節(jié)以及管理環(huán)節(jié)等，這種管理方式能夠有效避免人與人之間傳遞信息時(shí)發(fā)生的失真或失誤現(xiàn)象，降低了數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)丟失，或數(shù)據(jù)信息匹配錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)[2]。

3 基于BIM技術(shù)的裝配式建筑深層設(shè)計(jì)

3.1 BIM構(gòu)件的拆分設(shè)計(jì)

在利用BIM技術(shù)進(jìn)行裝配式建筑設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮的施工環(huán)節(jié)包括樓板結(jié)構(gòu)、墻體結(jié)構(gòu)等方面，是一個(gè)整體。而在進(jìn)行深入設(shè)計(jì)的過程中，需要將以上設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行拆分，將連續(xù)的模型或構(gòu)件一一分開，使其形成獨(dú)立的部分，再進(jìn)行構(gòu)件的生產(chǎn)及加工。需要注意的是，在進(jìn)行構(gòu)件拆分的過程中，應(yīng)符合國(guó)家規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及工廠的生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行確定，盡量減少制造構(gòu)件的種類。在拆分方案確定后，可以在施工圖的BIM模型上直接進(jìn)行構(gòu)件拆分，將整個(gè)模型拆分成適合工廠生產(chǎn)的多個(gè)預(yù)制模型，并做好各個(gè)預(yù)制構(gòu)件的配筋設(shè)計(jì)以及連接構(gòu)造設(shè)計(jì)。通過對(duì)三維BIM模型的拆分，設(shè)計(jì)人員可以全面細(xì)致的展示不同構(gòu)件之間的連接關(guān)系，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)深化。這種不僅模式改善了傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)盲點(diǎn)的問題，有效避免了設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的發(fā)生[3]。

3.2 BIM深化圖紙的生成

在建立三維BIM構(gòu)件模型后，工作人員需要將生產(chǎn)加工信息的各種構(gòu)件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二維設(shè)計(jì)圖紙，再利用該圖紙完成構(gòu)件的加工、生產(chǎn)工作。一般來說，建筑工程的規(guī)模都比較大，需要的構(gòu)件數(shù)量也非常多，構(gòu)件的種類也各種各樣，傳統(tǒng)工業(yè)化預(yù)制過程的工作量十分龐大，且容易出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等方面的問題。而隨著對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，有效解決了以上問題。在BIM技術(shù)的幫助下，利用相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件，就能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的構(gòu)件數(shù)據(jù)分析，并建立生產(chǎn)構(gòu)件的相關(guān)模型。與傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)方案不同，基于BIM技術(shù)的構(gòu)件設(shè)計(jì)能夠建立三維模型，當(dāng)某一項(xiàng)指標(biāo)發(fā)生變化后，與其相關(guān)的各項(xiàng)工作指標(biāo)或數(shù)據(jù)信息會(huì)自動(dòng)變化，減少了施工方案設(shè)計(jì)過程中信息不符的問題[4]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述， BIM技術(shù)在裝配式建筑的發(fā)展中起到十分重要的作用?；贐IM技術(shù)，工作人員能夠高效完成建筑模型的拆分、設(shè)計(jì)以及工業(yè)化施工現(xiàn)場(chǎng)管理，將所有施工環(huán)節(jié)有效連接在一起。因此，對(duì)基于BIM技術(shù)下的裝配式建筑設(shè)計(jì)展開研究，對(duì)優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)理念、創(chuàng)新建筑施工管理理念以及推動(dòng)建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型及發(fā)展起到促進(jìn)的作用。BIM技術(shù)三維模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了裝配式建筑設(shè)計(jì)的可視化，有效提升了模型拆分和深化設(shè)計(jì)的質(zhì)量，為預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)加工提供了極大的便利。加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的研究，能夠推動(dòng)建筑設(shè)計(jì)生產(chǎn)模型和管理理念的創(chuàng)新，進(jìn)一步促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)的工業(yè)化發(fā)和信息化發(fā)展。