基于BIM技術的裝配式建筑設計與建造探究

彭 皓 邱 崗

（信陽職業(yè)技術學院， 河南 信陽 464000）

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，我國建筑行業(yè)發(fā)展規(guī)模逐漸擴大，裝配式建筑逐漸走進了人們的視野，裝配式建筑難點是設計與建造中精準度的確定，并且裝配式建筑無法重復利用，一旦出現(xiàn)問題，就需要對其進行重新構建，因此現(xiàn)階段我國需要利用BIM技術對其進行精準的建模，深化設計，對施工情況進行模擬，從而有效的確保施工質量與施工進度，實現(xiàn)建筑行業(yè)的的可持續(xù)發(fā)展。由此可見，對基于BIM技術的裝配式建筑設計與建造進行探討具有重要的現(xiàn)實意義。

1 BIM技術的概念及內涵

BIM技術全稱為Building Information Modeling,中文也叫建筑信息模型，BIM技術是以建筑信息相關數(shù)據(jù)為基礎建設模型，通過數(shù)字信息模擬建筑物的真實信息，具有模擬性、協(xié)調性、可視化等特點，BIM技術不僅僅限于模型的建立，還可以對建筑物中的生命周期信息進行分類，在一定程度也上實現(xiàn)資源的共享，總體來說，BIM技術是21實際建筑行業(yè)中最為重要的技術革命[1]。將BIM技術應用在裝配式建筑中，可以有效的解決信息創(chuàng)建、信息管理中存在的一系列的問題，以此來裝配式建筑的施工質量。

在裝配式建筑中，應用的BIM軟件主要有Revit、Navisworks、MicrosoftProject等等。Revit的主要作用是對模型進行分析，檢查其存在的沖突，并且該軟件也可以通過與其它軟件相互連接，交換數(shù)據(jù)信息，以此來對參數(shù)進行設計與優(yōu)化。Navisworks軟件主要具有兩種功能，即 ClashDetective、TimeLiner，ClashDetectiv顧名思義就是檢查與分析項目模型的碰撞，避免人為操作失誤影響裝配式設計的準確性，TimeLiner主要是指進度模擬，在展示模擬結構時，主要以動畫、圖像等進行呈現(xiàn)，如果在模擬的過程中，模型、進度發(fā)生變化，TimeLiner可以自動將模擬進行更新[2]。MicrosoftProject軟件主要具有項目管理功能，不僅可以確保項目設計的精準性，并且可以對項目施工的成本、進度進行控制，從而實現(xiàn)項目利益的最大化。Lumion軟件是一種渲染軟件，與以往 3D Max軟件相比，不僅操作便利，并且在低配置的硬件中，也可以呈現(xiàn)出高清的實物圖像。

2 工程概況

本文主要結合我國某公租房建設項目，對BIM技術在裝配式建筑設計與建造中的應用進行探討，該工程總面積為93445.6平方米，文中以其2號樓為例，2號樓的建筑面積為14753平方米，共20層，其中地下2層、地上18層，在3層以上，該公租房建設項目采用的是裝配整體式結構，預制裝配率達到 85%，三層以下為現(xiàn)澆結構，通過調查發(fā)現(xiàn)，BIM技術在裝配式建筑設計與建造中的應用主要體現(xiàn)在以下幾方面。

3 BIM技術在裝配式建筑設計中的應用探討

3.1 裝配式建筑應用BIM技術的設計流程

在裝配式建筑施工中，要確保預制構件與安全標準、拼接標準相符，以此來提高項目的整體質量，BIM技術是實現(xiàn)這一目標的重要舉措，因此，施工單位裝配式設計環(huán)節(jié)中，需要對BIM技術進行科學合理的應用。BIM技術需要具有合規(guī)性，依照BIM技術設計標準來展開裝配式建筑的設計工作，但是在這一過程中，通常會牽扯到多個設計部門，為了確保其規(guī)范性、科學性，就需要依據(jù)BIM設計的技術標準，對其具體的設計流程進行分析[5]。

首先，在設計流程中需要詳細的分析不同信息的規(guī)整格式，依據(jù)建筑設計的標準與規(guī)范，對其進行優(yōu)化與調整，對BIM設計流程有關的內容加強掌控，構建統(tǒng)一的預制構建格式，從而實現(xiàn)文件的交互性，確保裝配式建筑設計流程的順利展開。其次，在設計流程中，需要利用BIM技術中的相關軟件進行模型的創(chuàng)建，其中不同軟件在使用范圍上具有較大的差異，例如，Revit軟件適用于民用建筑，Sketchup在創(chuàng)建建筑方案中更具優(yōu)勢，Rhinoceros優(yōu)勢在于創(chuàng)建復雜異形建筑模型，由于公租房建設項目是一種民用建筑，所以在創(chuàng)建模型時，可以采用Revit軟件進行建模，裝配式建筑的組成主要源于預制構架的拼裝，所以在設計中的關鍵環(huán)節(jié)就是對參數(shù)模型進行構建，在對模型參數(shù)進行構建時，可以對構件參數(shù)的尺寸、材質等信息進行分析，從而確保模型參數(shù)的準確性[6]。最后，利用BIM技術需要進行碰撞檢測，碰撞檢測是重要的設計流程，BIM技術中具有碰撞檢測功能的軟件有Revit、Navisworks等，但是前者呈現(xiàn)出的碰撞顯示結果具有單一性，不能將碰撞點的位置直觀的表達出來，所以需要利用 Navisworks來反應其碰撞原因與碰撞點。

3.2 BIM技術在裝配式建筑的設計價值

BIM技術首先可以有效的提高裝配式建筑的設計效率，裝配式建筑需要有大量的預制構件作為支撐，但是以往我國在裝配式建筑的設計過程中，通常應用的是二維設計圖紙，該圖紙不具有直觀性，抽象性較強，這時設計人員在從圖紙上對信息進行收集時，難免會出現(xiàn)錯誤。并且傳統(tǒng)的設計方式，設計人員需要處理大量的圖紙、信息，這一現(xiàn)狀不僅增加了設計人員的工作壓力，同時準確率較低，修改次數(shù)頻繁[7]。除此之外，以往二位圖紙設計法，碰撞沖突事件時常發(fā)生，降低設計質量。但是應用BIM技術可以有效的改善這一設計問題，BIM技術可以利用先進的科學技術對信息化交流平臺進行構建，設計人員可以在該平臺上對不同種類的信息模型進行探討，利用BIM技術中的自動化技術，對碰撞沖突進行自動篩選，從而為設計人員的工作提供便利。

其次，BIM技術可以確保構件設計的標準化，BIM技術在進行建模時，采用的是三維模式，將參數(shù)設計作為核心的特征，BIM技術可以在裝配式建筑設計的過程中，對工程項目進行詳細的拆分，使其呈現(xiàn)出獨立的單元模塊，之后依據(jù)工程項目的具體需求，將這些單元模塊進行優(yōu)化設計與整合，從而實現(xiàn)構建的標準化設計。然后設計人員就可以將這些標準化的構件進行拼接，使其形成三維模型。除此之外，BIM技術也可以拆分預制構建，使設計人員對構件的耐久性、隔熱性等加強了解[8]。

4 BIM技術在裝配式建筑建造中的應用

4.1 裝配式建筑應用BIM技術的建造流程

在裝配式建筑建造過程中，首先可以利用BIM技術對施工進度進行模擬，在模擬施工進度時，主要應用的軟件有Navisworks、BIM5D等，其中BIM5D應用范圍廣泛，精準度高，但是相對而言對計算機硬件以及制作成本具有更高的要求，而 Navisworks軟件對計算機硬件以及制作成本的要求較低，并且操作起來更加便利，所以在考慮其經(jīng)濟性、實用性方面，提倡選擇Navisworks。將BIM技術應用在施工進度的模擬中，需要準備以下材料，一是需要準備最優(yōu)的Revit三維信息模型。二是施工進度計劃表，在準備施工進度計劃表時，可以選擇Microsoftl， Project軟件進行制作，對施工進度計劃表進行科學的編制。

其次，在建造流程中應用BIM技術需要對場景布置進行模擬，BIM技術在施工場地規(guī)劃中，常用的規(guī)劃軟件有Navisworks、Synchro4D、Fuzor等，在對場景布置進行模擬時，需要包括構件的進場路線、吊裝設備、臨時設施的位置、時間屬性等，在其基礎上，對4D場地模型進行構建，并且依據(jù)實體位置信息，對平面布置進行劃分，以此來確保BIM技術的生產(chǎn)與安裝進度[9]。

最后，需要利用BIM技術對施工流程進行模擬，在施工之前，加強對施工情況的了解，在其基礎上選擇正確的施工工藝、施工工序，確保不同部位、構件、節(jié)點預先拼裝的準確性。以往在尋找施工方案中存在的問題時，主要依據(jù)的施工經(jīng)驗，但是現(xiàn)階段利用BIM技術中的模擬環(huán)境進行推演，從而確保施工流程的規(guī)范性。

4.2 BIM技術在裝配式建筑的建造價值

在建筑的建造階段應用BIM技術可以對預制構件的結構進行優(yōu)化，在建造預制構建時，生產(chǎn)方可以從BIM信息共享平臺中，對工程項目的模型信息進行調用，對構件的尺寸、材質等相關信息進行確定。裝配式建筑工程中涉及到的預制構件有很多，這些構件都可以通過統(tǒng)一的編碼體系，對構件進行管理與識別，這些編碼體系可以從將構件的位置、材料性能從計算機中進行直接的讀取，進而對預制構件的結構進行優(yōu)化。除此之外，在構件的建造階段，可以將RFID芯片進行植入，并對郵件編碼進行編寫，將其作為構件的唯一標記，將工程管理效率進一步提高。另外，BIM技術可以加強施工現(xiàn)場的庫存管理，由于裝配式施工現(xiàn)場中存在大量的預制構件，這就對預制構件的庫存管理提出了一定的挑戰(zhàn)，如果管理制度不健全，就會使施工現(xiàn)場混亂不堪，對BIM技術、RFID技術進行應用，可以在預制構件中，將FIRD的芯片安裝在其中，這時相關工作人員就可以在系統(tǒng)中直接對構件的信息進行讀取，并且系統(tǒng)中具有自動對照的功能，可以有效的確保驗收數(shù)量、堆放位置、出庫記錄的準確性。

5 結束語

綜上所述，BIM技術在裝配式建筑設計與建造中具有重要的應用價值，是提高裝配式建筑施工質量的重要舉措。相關部門應該引起重視，首先需要正確的掌握BIM技術的相關概念，然后結合具體的施工情況，從裝配式建筑設計、裝配式建筑建造兩方面對BIM技術在裝配式建筑設計與建造中的應用價值進行探討，進而我國建筑行業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎。