裝配式建筑設(shè)計(jì)中的BIM方法應(yīng)用探究

郭俊

（安徽華盛國(guó)際建筑設(shè)計(jì)工程咨詢(xún)有限公司，安徽合肥 230001）

0 引言

裝配式建筑的利用有效地緩解了傳統(tǒng)建筑工藝中建筑周期長(zhǎng)、環(huán)境污染嚴(yán)重以及資源消耗過(guò)大等缺陷，促進(jìn)建筑工程的高效穩(wěn)定進(jìn)行，因此在目前的建筑設(shè)計(jì)中得以廣泛應(yīng)用。然而在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，裝配式建筑往往存在裝配精度不理想，資源的重復(fù)利用率低下等問(wèn)題，導(dǎo)致建筑工程的質(zhì)量與施工效率難以達(dá)到預(yù)定的期望。通過(guò)在裝配式建筑中運(yùn)用BIM技術(shù)，在建筑設(shè)計(jì)階段對(duì)建筑物進(jìn)行模擬與檢測(cè)，能夠提升整個(gè)建筑工程的施工進(jìn)度，保障施工質(zhì)量，并且延長(zhǎng)建筑物的使用壽命，促進(jìn)建造領(lǐng)域高水平穩(wěn)定發(fā)展。

1 裝配式建筑主要特征

裝配式建筑又稱(chēng)建筑工業(yè)化，即由工廠制造生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝的集成式建筑物，工廠生產(chǎn)的構(gòu)件包括梁、板、柱、剪力墻、樓梯等，這種建造模式符合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，向人們展示了建筑業(yè)的全新圖景，建筑物也可以像生產(chǎn)商品一樣，工廠批量生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，運(yùn)送至工地后像搭積木一樣進(jìn)行拼裝即可。裝配式建筑的主要特征如下：

（1）功能多樣化。①裝配式建筑外墻設(shè)計(jì)有保溫的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)冬暖夏涼的效果，節(jié)約了空調(diào)的使用次數(shù)，減少對(duì)空氣的污染，達(dá)到節(jié)能減排的目的；②裝配式建筑的墻體和門(mén)窗的密封性較好，隔聲效果好；③防火、抗震性能好。

（2）施工裝配化。裝配式建筑大量的構(gòu)件是由工廠生產(chǎn)完成，可以實(shí)現(xiàn)保溫、隔熱、裝修一體化設(shè)計(jì)和施工，保溫隔熱板及裝飾面可隨預(yù)制構(gòu)件在工廠生產(chǎn)完成，或者預(yù)制構(gòu)件上預(yù)留裝飾面板的埋件，既保證了保溫隔熱、裝修質(zhì)量，又能加快工程整體進(jìn)度，簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)施工工序，減少施工時(shí)產(chǎn)生的廢料及噪聲。

（3）設(shè)計(jì)多樣化。目前的建筑設(shè)計(jì)多以房間內(nèi)的固定格局為主，房屋的整體運(yùn)用不是很靈活，而裝配式建筑可以避免這些缺點(diǎn)，其主要特點(diǎn)是可以進(jìn)行空間的大小分割，根據(jù)住戶的需求來(lái)配置。

2 BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

2.1 裝配式建筑規(guī)劃

隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)深入發(fā)展，工程建筑的規(guī)模也不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致工程建筑對(duì)建筑設(shè)計(jì)的要求越來(lái)越高。在裝配式建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃階段，科學(xué)合理地運(yùn)用BIM技術(shù)，能夠保障建筑方案不斷優(yōu)化發(fā)展，發(fā)揮出建筑設(shè)計(jì)最好的效果。對(duì)于裝配式建筑場(chǎng)地的選取而言，通過(guò)運(yùn)用BIM技術(shù)，能夠有效結(jié)合建筑場(chǎng)地的環(huán)境因素與建筑項(xiàng)目的工程指標(biāo)相貼合，降低環(huán)境對(duì)于工程質(zhì)量以及施工進(jìn)度的影響，選擇最適合工程項(xiàng)目的施工場(chǎng)地。對(duì)于裝配式建筑圖紙而言，BIM技術(shù)可以通過(guò)參數(shù)模擬施工的實(shí)際環(huán)境，模擬真實(shí)的建造材料以及實(shí)際的建造結(jié)構(gòu)，并且通過(guò)關(guān)聯(lián)材料分析材料變化所產(chǎn)生的影響，進(jìn)而方便設(shè)計(jì)師不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，減少實(shí)際建造產(chǎn)生的損失。同時(shí)BIM技術(shù)還可以將二維圖紙以直觀的三維圖形展示，使裝配式建筑施工更加立體，并且容易找到其中存在的錯(cuò)誤并加以改正。對(duì)于施工控制而言，BIM技術(shù)能夠有效緩解不同建造部門(mén)所產(chǎn)生的矛盾，比如在施工過(guò)程中一個(gè)部門(mén)的施工流程或者材料發(fā)生了變化，其他部門(mén)的施工方案會(huì)同步做出對(duì)應(yīng)的改變，減少了因?yàn)闇贤ú患皶r(shí)所帶來(lái)的障礙，增加了整體施工流程性，確?？裳b配建筑的科學(xué)合理性以及可行性。

2.2 構(gòu)件設(shè)計(jì)制造與埋件設(shè)計(jì)布置

隨著B(niǎo)IM技術(shù)在裝配式建筑中的廣泛應(yīng)用，越來(lái)越多的建筑模型被上傳到BIM數(shù)據(jù)庫(kù)中，其中也包括構(gòu)件與埋件的設(shè)計(jì)制造與布置，建筑設(shè)計(jì)師可以方便地對(duì)這些信息進(jìn)行調(diào)用分析，極大地提高了設(shè)計(jì)效率，保障設(shè)計(jì)方案的完整性。構(gòu)件設(shè)計(jì)制造是整個(gè)裝配式建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，在預(yù)制構(gòu)件實(shí)際的制造過(guò)程中，制造廠商需要與裝配式建筑施工團(tuán)隊(duì)仔細(xì)核對(duì)構(gòu)件參數(shù)，降低構(gòu)件的制造誤差，保障構(gòu)件能正常投入使用。通過(guò)BIM技術(shù)可以將整個(gè)裝配式建筑的預(yù)制構(gòu)件尺寸、材質(zhì)及其制造數(shù)量統(tǒng)一提供給制造廠商，并且能夠通過(guò)數(shù)據(jù)分析建設(shè)構(gòu)件的浪費(fèi)。制造廠商通過(guò)統(tǒng)一的參數(shù)能夠保障構(gòu)件的制造更加穩(wěn)定，并且縮短制造周期，高效地投入使用，降低時(shí)間成本以及誤差損失。埋件的布置關(guān)系整體裝配式建筑的穩(wěn)定性，因此埋件設(shè)計(jì)需要細(xì)致并且全面，保障每個(gè)埋件的位置都能發(fā)揮其該有的功效。通過(guò)BIM技術(shù)的運(yùn)用，可以通過(guò)軟件對(duì)買(mǎi)家設(shè)計(jì)布置進(jìn)行模擬預(yù)埋處理，通過(guò)模型分析埋件布局的合理性，提升埋件設(shè)計(jì)布置的高效性[4]。通過(guò)運(yùn)用BIM技術(shù)的信息分析特性，能夠有效地優(yōu)化埋件布局架構(gòu)，有機(jī)結(jié)合裝配式建筑墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)梁結(jié)構(gòu)，促進(jìn)梁結(jié)構(gòu)與墻體開(kāi)洞能夠協(xié)調(diào)統(tǒng)一，降低因?yàn)殄e(cuò)誤開(kāi)洞而導(dǎo)致的墻體破壞，提高整個(gè)裝配式建筑質(zhì)量。

2.3 協(xié)助構(gòu)件拆分工作

在裝配式建筑深化設(shè)計(jì)過(guò)程中，需使用相應(yīng)構(gòu)件，其中常用的構(gòu)件為框架柱、陽(yáng)臺(tái)、樓梯等，通過(guò)各項(xiàng)構(gòu)件繼而能夠完善整體的建筑內(nèi)容，在構(gòu)件的拆分過(guò)程中，也需采用BIM技術(shù)。在模型應(yīng)用的基礎(chǔ)上，需對(duì)其內(nèi)部的構(gòu)件進(jìn)行合理拆分，有利于確保建筑工程的連貫性，可以有效保證數(shù)據(jù)信息的完整性。同時(shí)，在構(gòu)件拆分的過(guò)程中，有利于設(shè)計(jì)人員充分掌握建筑整體構(gòu)件之間存在的關(guān)系，有助于全面觀察各個(gè)節(jié)點(diǎn)。在實(shí)際的拆分過(guò)程中，需減少構(gòu)件的數(shù)量，由于裝配式建筑的構(gòu)件相對(duì)復(fù)雜，在加工過(guò)程中，產(chǎn)生的成本相對(duì)較高，需不斷優(yōu)化構(gòu)件。例如，在疊合板拆分的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需結(jié)合板寬的不同情況，并利用BIM技術(shù)快速了解其具體的數(shù)量以及相關(guān)的數(shù)據(jù)。根據(jù)實(shí)際情況對(duì)板寬進(jìn)行合理的調(diào)整，以此減少構(gòu)件的類(lèi)型。同時(shí)，在BIM技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中，需不斷深化裝配式建筑的設(shè)計(jì)，根據(jù)技術(shù)的應(yīng)用效果，對(duì)其進(jìn)行逐漸優(yōu)化，并完善完善的工藝流程，提高技術(shù)的應(yīng)用水平，繼而促使該技術(shù)發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)我國(guó)建筑工程的不斷發(fā)展，提高建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)BIM技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

2.4 優(yōu)化構(gòu)件埋件布置

在裝配式建筑深化設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合構(gòu)件拆分原則，并對(duì)構(gòu)件埋件布置進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)，充分應(yīng)用BIM技術(shù)，以此可有效優(yōu)化埋件布置。例如，在梁柱的埋件過(guò)程中，需采用內(nèi)嵌式梁柱，該構(gòu)件本身具有相應(yīng)的埋件，然而，設(shè)計(jì)人員在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需單獨(dú)設(shè)計(jì)鋼筋吊鉤環(huán)。由于該構(gòu)件在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需根據(jù)建筑整體結(jié)構(gòu)展開(kāi)有效的調(diào)整，繼而能夠確保埋件的合理性。同時(shí)，在預(yù)制柱埋件過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)將該構(gòu)件上墻與柱之間銜接的地位進(jìn)行設(shè)置，使其與鋼板高度保持一致，并為其設(shè)置具體的參數(shù)。在模型的創(chuàng)建過(guò)程中，可結(jié)合裝配式建筑的實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，繼而使其滿足建筑模型的實(shí)際需求，充分提高建筑施工效率，以此能夠有效觀察建筑中的參數(shù)，確保建筑數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，促使建筑工程的整體結(jié)構(gòu)符合我國(guó)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。因此，當(dāng)前BIM技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，在建筑工程的設(shè)計(jì)過(guò)程中得到有效應(yīng)用，在模型的創(chuàng)建過(guò)程中，可為施工人員后續(xù)的施工奠定良好的基礎(chǔ)。

3 BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用前景

隨著我國(guó)信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，其在各行各業(yè)中均得到良好的普及，其中在建筑行業(yè)的施工過(guò)程中，通常采用BIM技術(shù)，尤其是在裝配式建筑設(shè)計(jì)中，該技術(shù)可有效深化其設(shè)計(jì)內(nèi)容，完善各項(xiàng)施工的細(xì)節(jié)。BIM技術(shù)具有良好的發(fā)展前景，現(xiàn)階段，在預(yù)制構(gòu)件工作占據(jù)較為重要的地位，在建筑工程中具有重要作用，從而在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)明確其預(yù)制率，促使其符合我國(guó)的建筑要求，防止其與實(shí)際應(yīng)用情況不相符。目前，BIM技術(shù)在裝配式建筑中得到廣泛使用，有效整合各項(xiàng)專(zhuān)業(yè)內(nèi)容，并在各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)構(gòu)件提出相應(yīng)的內(nèi)容。在構(gòu)件拆分的環(huán)節(jié)開(kāi)始到工程的整體施工，均可對(duì)該技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，有助于加快建筑設(shè)計(jì)的整體速度，確保設(shè)計(jì)的方案具有良好的準(zhǔn)備性，完善裝配式建筑施工的內(nèi)容。并對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行精細(xì)化，在實(shí)際施工應(yīng)用過(guò)程中，施工人員能夠更加明確有關(guān)施工內(nèi)容，全方位立體展現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)，以及各個(gè)構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的安裝方法，便于施工人員快速地投入工作中，不斷挖掘BIM技術(shù)中的實(shí)際價(jià)值。

4 結(jié)語(yǔ)

在社會(huì)快速發(fā)展的背景下，我國(guó)建筑行業(yè)也取得了一定的發(fā)展成果，而裝配式建筑在依托BIM技術(shù)的前提下始終處于高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)中。BIM技術(shù)有自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和特征，在顯著提升設(shè)計(jì)質(zhì)量以及合理性的同時(shí)，會(huì)在本質(zhì)上減少設(shè)計(jì)人員的工作量和負(fù)擔(dān)，降低成本投入，優(yōu)化完善整個(gè)生產(chǎn)流程，落實(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、信息化以及現(xiàn)代化。為了確保在裝配式建筑中發(fā)揮BIM技術(shù)的利用價(jià)值，應(yīng)當(dāng)要提升工作人員的專(zhuān)業(yè)性技能、注重裝配式建筑工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及施工實(shí)施監(jiān)督管理，為確保我國(guó)裝配式建筑行業(yè)有更加廣闊的發(fā)展空間奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。