BIM技術(shù)在裝配式高層住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與研究

董靜 吳耀歡

（開(kāi)封大學(xué) 河南開(kāi)封 475004）

0 前言

BIM，即建信息模型，是由各種建筑信息相結(jié)合組成的建筑模型，并且在BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建的建筑物模型具虛擬化特征，但是其能夠全面反映與建筑參數(shù)相關(guān)的信息。同時(shí)在建筑施工中應(yīng)用BIM技術(shù)，不僅可以大大提高工程的可視化，還能夠提升施工水平。而裝配式建筑，是一種新型建筑模式，在施工之前預(yù)制所需要的構(gòu)件，在施工的時(shí)候與構(gòu)件相互結(jié)合，形成建筑物。此外與傳統(tǒng)建筑相比較，裝配式建筑的施工效率更高，拆卸也更加方便，即應(yīng)用效果非常顯著，并且預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量會(huì)嚴(yán)重影響裝配式建筑施工質(zhì)量，因此應(yīng)用BIM技術(shù)有很大的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用施工之前的設(shè)計(jì)能夠很好的解決以上存在的問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)整個(gè)建筑的施工質(zhì)量進(jìn)行大大提升，推動(dòng)建筑行業(yè)朝著前方不斷進(jìn)步和發(fā)展。

1 BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式高層住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 協(xié)調(diào)性

BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性和可見(jiàn)性能夠?qū)崿F(xiàn)相輔相成的作用。由于建筑工程信息模型的可視化特征，可以將各個(gè)住宅建筑之間的碰撞問(wèn)題得以更好的協(xié)調(diào)。

1.2 可視性

將BIM技術(shù)應(yīng)用于預(yù)制裝配式住宅建設(shè)中，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)施工過(guò)程的可視化，并可由相關(guān)人員生成可分析的報(bào)表。在這種情況下，設(shè)計(jì)者可以設(shè)計(jì)項(xiàng)目施工方案設(shè)計(jì)，從而保證建筑工程的設(shè)計(jì)更加的規(guī)范科學(xué)。

1.3 可優(yōu)化型

通過(guò)BIM技術(shù)建立起來(lái)的數(shù)字信息模型并不總是不變的，它可以根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)整，從而能夠輔助企業(yè)選擇最佳的施工計(jì)劃。

1.4 模擬性

BIM技術(shù)是一種建筑虛擬模型技術(shù)，以仿真為特征，不僅可以完成建筑模型的仿真設(shè)計(jì)，并且還可以對(duì)建筑工程的各施工步驟進(jìn)行還原模擬。

1.5 可出圖性

應(yīng)用BIM技術(shù)不僅能夠有效地建立完善的建筑模型，而且能夠利用BIM的可視化特征為工程設(shè)計(jì)人員生成模型圖，使其能夠更好的使用。

2 預(yù)制裝配式高層住宅中BIM技術(shù)作用

2.1 虛擬建筑的創(chuàng)建

將BIM技術(shù)有效應(yīng)用在預(yù)制裝配式住宅中，第一，要構(gòu)建BIN建筑模型，目前市場(chǎng)中關(guān)于BIM技術(shù)的軟件繁多，所以，在構(gòu)件虛擬模型時(shí)，需要針對(duì)BIM建筑模型創(chuàng)建和選擇軟件緊密聯(lián)系在一起。為此，在構(gòu)建模型時(shí)，要全面分析有關(guān)參數(shù)，利用科學(xué)技術(shù)手段和參數(shù)的有效處理，最終成功進(jìn)行參數(shù)化構(gòu)建，使BIM構(gòu)建質(zhì)量得以提升。BIM的建筑模型試驗(yàn)中，還可模擬建筑施工過(guò)程，即通過(guò)建筑模型明確施工方法，對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行模擬，這樣，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，防止現(xiàn)實(shí)施工中有隱患存在，進(jìn)而制定相應(yīng)有效的解決方案。也就是說(shuō)，成功引用BIM技術(shù)，能夠避免施工中出現(xiàn)問(wèn)題，以免影響施工進(jìn)度，

2.2 解決建筑設(shè)計(jì)問(wèn)題

在設(shè)計(jì)預(yù)制裝配式住宅時(shí)，想要讓繪制的圖紙更有效，設(shè)計(jì)者要從多層環(huán)節(jié)進(jìn)行繪制，首先要繪制平面圖形，之后，再進(jìn)行立體繪制，這樣，不但會(huì)浪費(fèi)很多精力和時(shí)間，還會(huì)影響到設(shè)計(jì)的質(zhì)量。所以，可以應(yīng)用BIM技術(shù)，這樣，不但可以對(duì)建筑設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行良好的解決，同時(shí)還能夠堅(jiān)強(qiáng)設(shè)計(jì)者的工作壓力，并重點(diǎn)設(shè)計(jì)的同時(shí)，要最大程度的提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。因?yàn)锽IM技術(shù)擁有顯著的可視化特點(diǎn)，這樣，設(shè)計(jì)師可以更直觀的去了解建筑工程，并結(jié)合實(shí)際需要來(lái)準(zhǔn)確調(diào)整施工圖紙的位置和角度，最終使形成的圖紙更加的真實(shí)、準(zhǔn)確、可靠。

3 BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式高層住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 在前期規(guī)劃的應(yīng)用

將BIM應(yīng)用在建筑前期的規(guī)劃中，其用途較為廣闊，如可以從建筑形體布局分析、場(chǎng)地模型日照分析、場(chǎng)地風(fēng)環(huán)境模擬分析等多方面進(jìn)行論述。如，建筑形體布局分析，通過(guò)對(duì)模擬數(shù)據(jù)的整合，可以比較各種方案，分析建筑形式的優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定建筑布局，這樣，可以從數(shù)據(jù)上深化設(shè)計(jì)。場(chǎng)地風(fēng)環(huán)境模擬分析，在對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行初步分析時(shí)，可以對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行建立，并在有關(guān)流體力學(xué)軟件中導(dǎo)入該模型，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)環(huán)境的模擬分析。場(chǎng)地模型日照分析，選擇防護(hù)裝置進(jìn)行模擬，可以指示建筑物的適當(dāng)方位范圍、不適當(dāng)方位范圍和最佳方位角，從而確定建筑物的最佳方位。

3.2 在方案設(shè)計(jì)的應(yīng)用

在方案設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，可以使設(shè)計(jì)效率獲得提升，多種優(yōu)化方法能夠?qū)崿F(xiàn)方案比選。想要使設(shè)計(jì)策略更具針對(duì)性，需要將綠色建筑理念應(yīng)用在各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域中進(jìn)行交流，以防止設(shè)計(jì)失誤問(wèn)題出現(xiàn)。簡(jiǎn)言之，有關(guān)方案必選，可通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)各方案工程造價(jià)、建筑造型等內(nèi)容進(jìn)行分析，從而選出最佳的方案。如，控制戶型面積，可使用BIM模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)提快推敲，這樣，能夠?qū)Σ煌δ芸臻g面積進(jìn)行反映，并且建筑師可以按照具體狀況適當(dāng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。結(jié)合綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，將BIM模型引入生態(tài)節(jié)能分析軟件Ecotect等相關(guān)軟件，進(jìn)行能耗模擬分析，使住宅建筑具有可持續(xù)、節(jié)能的特點(diǎn)。

3.3 在方案深化的應(yīng)用

在確定高層住宅方案時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，以改進(jìn)模型建立，促進(jìn)其指導(dǎo)施工過(guò)程。如，預(yù)制構(gòu)件工廠和現(xiàn)場(chǎng)施工可以參照構(gòu)件模型順利進(jìn)行。在對(duì)BIM模型進(jìn)行拆分時(shí)，要對(duì)構(gòu)件劃分格外重視，因?yàn)檫@是預(yù)制構(gòu)件深入設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。通過(guò)BIM技術(shù)，預(yù)制構(gòu)件廠家能通各專業(yè)通過(guò)一個(gè)平臺(tái)形成相同意見(jiàn)，這樣，構(gòu)件模型就可以科學(xué)轉(zhuǎn)化為構(gòu)件實(shí)體。通過(guò)BIM軟件，也可以對(duì)預(yù)制構(gòu)件模型庫(kù)進(jìn)行建立，從而為預(yù)制構(gòu)件工廠的生產(chǎn)提供了標(biāo)準(zhǔn)，還可以在數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇合適的預(yù)制構(gòu)件以進(jìn)一步優(yōu)化程序模型。另外，針對(duì)BIM技術(shù)，可以開(kāi)發(fā)出具有預(yù)制構(gòu)件自動(dòng)加固功能的相關(guān)軟件，并可以直接從構(gòu)件模型中生成圖形，使每個(gè)構(gòu)件都有自己的代碼?？蓱?yīng)用架構(gòu)模型軟件TekIaStructures對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行連接，從而使參數(shù)化節(jié)點(diǎn)功能和圖紙導(dǎo)出功能被充分發(fā)揮出來(lái)。

3.4 在協(xié)同設(shè)計(jì)的應(yīng)用

依靠公共BIM平臺(tái)，各行各業(yè)可以共享信息，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目協(xié)作，如水、暖、電等行業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)要對(duì)項(xiàng)目信息和文檔進(jìn)行完整的創(chuàng)建，供項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員查看和使用，并分析收集的信息，以實(shí)現(xiàn)各專業(yè)的信息共享，并使其能夠及時(shí)溝通和調(diào)整。舉個(gè)例子，使用BIM進(jìn)行碰撞檢查，可以使各專業(yè)矛盾有效協(xié)調(diào)，優(yōu)化項(xiàng)目設(shè)計(jì)。在協(xié)同設(shè)計(jì)中，不僅需要設(shè)計(jì)各方的合作，而且需要設(shè)計(jì)單位和建筑企業(yè)的合作，三維設(shè)計(jì)和二維設(shè)計(jì)應(yīng)該相互配合，以實(shí)現(xiàn)信息在建筑物的整個(gè)生命周期中的傳遞，使工程變更問(wèn)題得以有效避免。另外，在BIM平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)信息共享時(shí)，信息必須要安全，如BIM構(gòu)件庫(kù)直接和企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力相關(guān)，不能隨意復(fù)制。

4 總結(jié)

總之，作為一種新技術(shù)，BIM技術(shù)在預(yù)制高層住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是十分必要的。在預(yù)制裝配式高層住宅設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，構(gòu)建了虛擬建筑，有效解決了傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中的缺陷，不但可以節(jié)約資源，也能歐對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。所以，BIM技術(shù)在預(yù)制裝配高層住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用效果十分良好，可以進(jìn)行推廣，不但有助于更好的進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)也利于施工管理。所以，相關(guān)人員還需要進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)BIM技術(shù)的研究，使其能夠與時(shí)俱進(jìn)的和建筑施工技術(shù)相結(jié)合，切實(shí)實(shí)現(xiàn)建筑的高質(zhì)量、高效率的建設(shè)。