BIM技術在裝配式建筑設計中的實踐研究

楊愛萍 沈軍成

【摘要】近年來，網(wǎng)絡技術不斷發(fā)展，隨著BIM作為技術應用熱點的興起，以BIM結合模塊化的裝配式建筑設計方式逐漸成為推動我國建筑工業(yè)化快速發(fā)展的有力抓手。在國家相關政策和行業(yè)規(guī)范的出臺支持下，我國裝配式建筑將迎來新的發(fā)展階段。文章介紹了裝配式建筑與BIM技術兩者相融合的發(fā)展趨勢，通過闡述裝配式建筑的模塊化理念及設計方法，分析了基于BIM相關軟件平臺下的模塊化設計過程及其意義，進而探究與BIM技術結合的模塊化設計在裝配式建筑中的實際應用價值。

【關鍵詞】BIM技術;裝配式;建筑設計;實踐

目前，我國裝配式建筑產(chǎn)業(yè)迎來了發(fā)展的春天，在國家政策強力支持下，產(chǎn)業(yè)、技術及應用領域均有長足發(fā)展。隨著裝配式建筑應用范圍的不斷拓展，其在工程質(zhì)量管理與建筑結構設計精度上暴露出一些問題。萌發(fā)于建筑工程實踐的BIM技術，能夠較為有效地解決當下我們所面臨的諸多問題。裝配式建筑產(chǎn)業(yè)得以發(fā)展的核心原因之一在于，通過預先的結構設計能夠滿足建筑工程的空間配置及原料供給。換言之，在裝配式所占比率較高的情況下，某一建筑工程已經(jīng)在結構設計中被事先完成了?？梢?，建筑結構設計對于整體建筑工程來說極其重要。鑒于建筑工程建設過程的多方參與性、工程目的的高效節(jié)約性、生命周期中工程的易改變動性等因素，建筑結構設計幾乎關聯(lián)了從建筑工程方案到建筑物拆除的所有環(huán)節(jié)和事項。無論從建設本身，還是對建筑物事后維護，BIM技術在其中的有效應用，必然能夠一舉多得，提高工程質(zhì)量效率，同時利于其他與工程相關作業(yè)的開展。

1、BIM技術與裝配式建筑

（1）BIM技術涵義，BIM技術利用在建筑行業(yè)可以做到信息共享與多維展示，是建筑行業(yè)未來的發(fā)現(xiàn)所向，被廣泛使用會是必然。BIM技術它不是一個單獨的建模技術，也不是一個單純的模型，它是一個新的概念，是對建筑業(yè)信息技術水平的再完善。BIM技術是建筑信息模型的簡稱，對一個項目的此模型進行創(chuàng)建，需要這個項目的各類信息、數(shù)據(jù)進行收集，利用數(shù)字信息虛擬仿真建筑物的真實信息，它大多以三維模型或數(shù)據(jù)庫的方式進行呈現(xiàn)，具有協(xié)調(diào)性、可出圖性、模擬性、可視化等特點。對此技術運用在建筑中，可以有效的對施工成本進行降低，同時可以對生態(tài)環(huán)境做到保護。（2）裝配式建筑的涵義，裝配式建筑是對建筑產(chǎn)品的預制構件在數(shù)字工廠中生產(chǎn)，將生產(chǎn)完成的裝配式構建通過運輸工具，運輸?shù)骄唧w的施工現(xiàn)場完成拼裝的建筑。利用新技術對預制建筑進行生產(chǎn)，可以做到最大程度降低能源的消耗、對社會經(jīng)濟的發(fā)展起到促進作用、對生產(chǎn)的效率提高、促進建筑質(zhì)量與品質(zhì)的提升。就我國的建筑行業(yè)來說，它的工程技術水平不能很好的對建筑創(chuàng)新需要做到最大化滿足，BIM技術和預制建筑都是新型科技技術，是工業(yè)化與信息化技術不斷發(fā)展的產(chǎn)物。BIM技術應用在裝配式建筑，可以對建筑的發(fā)展進行指導與引導，做到將裝配式建筑施工過程中的問題迅速有效解決。

2、BIM技術在裝配式建筑設計中的實踐研究

2.1在圖紙設計方面的應用

裝配式建筑的圖紙設計非常重要，直接關乎各種預制構件的型號和數(shù)量，預制構件的生產(chǎn)廠家會根據(jù)設計圖紙進行批量生產(chǎn)，如果設計圖紙發(fā)生錯誤，將會造成巨大的經(jīng)損失。同時，裝配式建筑對裝配的精密度要求非常高，設計圖紙影響著整棟建筑的安全性和穩(wěn)定性，關乎施工人員的生命安全。傳統(tǒng)建筑模式的主觀因素過多，定量分析不足，設計師也無法處理大量信息數(shù)據(jù)。BIM技術的應用可以有效解決這些問題，在收集土質(zhì)結構、土壤密度、土壤粘性等信息之后，BIM技術可以對這些條件進行分析，并模擬出真實的土地情況，然后根據(jù)工程要求選取施工地點。同時，BIM技術擁有獨特的模型信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以將各種構件的型號、尺寸、材質(zhì)等參數(shù)保存到數(shù)據(jù)庫之中，并通過數(shù)字信息技術將其三維化呈現(xiàn)出來，設計師可以將這些構件模型與建筑模型向匹配，觀察搭配效果，從而對構件的各項數(shù)據(jù)進行更改。另外，BIM技術的模型間具有聯(lián)動性，當設計師修改一處參數(shù)時，其他各項參數(shù)也會隨之改變，提高了建模和改模的效率，也更方便設計師觀察建筑的整體效果，有助于發(fā)現(xiàn)設計中的缺陷和隱藏的風險。BIM技術可以提高設計圖紙的準確性和安全性，為生產(chǎn)廠家提供準確的數(shù)據(jù)，減小了構件生產(chǎn)時的經(jīng)濟損失。

2.2 PC構件加工階段的應用

首先，PC構件深化設計。施工前，PC構件生產(chǎn)廠根據(jù)實施版施工圖進行PC構件深化設計，深化設計圖中整合各專業(yè)信息，充分考慮施工預留預埋、鋁模施工、爬架等問題。PC構件為半成品，能否順利安裝，PC構件深化設計是很重要一環(huán)，是裝配式設計主要控制點。利用BIM模擬技術，能夠有效解決設計中錯、漏、碰、缺等問題，發(fā)現(xiàn)PC構件安裝過程中可能遇到的問題，PC構件設計精度不僅影響PC構件現(xiàn)場安裝質(zhì)量和效率，還能避免因設計問題造成PC構件的返工。其次，PC構件生產(chǎn)。深化設計圖應經(jīng)過設計、建設、監(jiān)理、總承包、設備安裝及鋁模、爬架等單位簽字確認后，方可進行工廠加工生產(chǎn)。BIM深化設計為構件工廠化生產(chǎn)提供了高精準的圖紙信息數(shù)據(jù)，準確無誤生成物料清單，可通過平臺提取所需信息，安排后續(xù)工作。BIM模型的導入，減少了技術人員通過二維圖紙?zhí)崛嫾畔a(chǎn)生的錯誤，可以節(jié)省大量人工統(tǒng)計時間，提高工作效率。再其次，構件吊裝。將BIM技術的模擬功能運用起來，有效預演構件的裝載運輸過程，避免出現(xiàn)突發(fā)問題。PC構件按指定路線運達施工現(xiàn)場，在進場檢查合格后，方可進行安裝。在PC構件進場前，在BIM平臺中定義每個構件的計劃吊裝時間，實現(xiàn)施工吊裝進度模擬。PC構件進場時，工作人員通過對芯片進行讀取，即可完成驗收工作，有效節(jié)約了成本和時間。PC構件安裝時，通過提取相關信息，技術人員能夠復查安裝設備位置等諸多信息，進而高效實施吊裝拼接工序。PC構件施工吊裝完成后，現(xiàn)場會將構件狀態(tài)上傳至BIM平臺，便可以實現(xiàn)施工形象進度的查詢及吊裝工作量統(tǒng)計。

結語：

BIM技術應用于裝配式建筑設計中，對裝配式建筑產(chǎn)業(yè)整體具有提質(zhì)、增效的作用，能夠較好地促進裝配式建筑產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。二者的結合不應被局限在個別技術或流程環(huán)節(jié)上，而應注重在更高層面思考BIM技術對于裝配式建筑設計整體流程的功用與價值，惟有如此，才能科學、合理、客觀地將該項技術應用好，進而發(fā)揮其更大的技術價值。

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