基于BIM技術(shù)的裝配式結(jié)構(gòu)技術(shù)設(shè)計要點(diǎn)

張忠超，郭馨元，黎 虹（通訊作者）

（黑龍江省哈爾濱市哈爾濱商業(yè)大學(xué) 黑龍江 哈爾濱 150000）

1 引言

BIM，全稱Building Information Modeling，譯為建筑信息模型，主要采用三維立體化建筑模型軟件系列平臺。它作為一種創(chuàng)新、高效的電子工具，是信息化技術(shù)在現(xiàn)代化的建筑行業(yè)中的直接應(yīng)用。BIM技術(shù)可以生成精準(zhǔn)生動的三維圖形和動畫，對預(yù)制構(gòu)件有很大的協(xié)助能力，使具體實(shí)施者對工程有直觀認(rèn)識。

將裝配式建筑設(shè)計與BIM三維制圖技術(shù)二者結(jié)合運(yùn)用于實(shí)際工程，將設(shè)計、施工、校驗(yàn)等流程做到工業(yè)一體化。而在預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用BIM技術(shù)，就可以有效解決設(shè)計、施工以及構(gòu)件加工對接不足的問題，減少資源浪費(fèi)。填補(bǔ)了市場中無法將兩個新技術(shù)結(jié)合運(yùn)用的空缺，同時也為建筑市場提供了新的機(jī)遇

本文將從總則，基本規(guī)定，價值分析以及設(shè)計方法思路，應(yīng)用優(yōu)勢及注意事項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范樣板和成果交付6方面進(jìn)行基于BIM技術(shù)的裝配式結(jié)構(gòu)技術(shù)設(shè)計要點(diǎn)。

2 總則

基于BIM技術(shù)的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計建筑的眾多優(yōu)勢，使得大批的建筑都采取此種建筑方式，由此制定本技術(shù)要點(diǎn)。

本要點(diǎn)定義與規(guī)范BIM技術(shù)的裝配式結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用，適用于各種新建，改建，擴(kuò)建項(xiàng)目。對于其他領(lǐng)域的BIM技術(shù)設(shè)計或裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計同樣具有參考價值。

采用BIM技術(shù)的裝配式結(jié)構(gòu)技術(shù)建筑設(shè)計項(xiàng)目，除符合本要點(diǎn)提出的重點(diǎn)外，尚應(yīng)符合法律法規(guī)等標(biāo)準(zhǔn)。

3 基本規(guī)定

應(yīng)用BIM設(shè)計的工程項(xiàng)目，應(yīng)確保不同專業(yè)的設(shè)計人員，如建筑專業(yè)，結(jié)構(gòu)專業(yè)，機(jī)電設(shè)備專業(yè)，景觀規(guī)劃專業(yè)等人員充分掌握BIM技術(shù)；工作人員需熟練掌握裝配式結(jié)構(gòu)的構(gòu)建應(yīng)用。設(shè)計方所搭建的BIM模型應(yīng)能夠滿足其他項(xiàng)目參與方（主要包括設(shè)計單位，施工總承包單位，主要分包單位和材料供應(yīng)單位，監(jiān)理單位等）在規(guī)定的范圍內(nèi)合理共享模型信息。

4 BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用價值分析以及設(shè)計方法思路

4.1 提高工作效率

目前為止的建筑行業(yè)中，專業(yè)人員大多是在2D的環(huán)境中進(jìn)行裝配式建筑的設(shè)計，沒有實(shí)際的效果圖，無法精確保證在設(shè)計過程中中各個環(huán)節(jié)的密切配合。而運(yùn)用BIM技術(shù)，構(gòu)件制作方可以直接從建筑設(shè)計模型中提取需要的部分并且進(jìn)行深化，再通過協(xié)同交給結(jié)構(gòu)設(shè)計師完成結(jié)構(gòu)的設(shè)計與校核，還可由構(gòu)件廠直接生成造價分析。由于BIM系統(tǒng)中三維與二維的結(jié)合，計算完后的構(gòu)件可以直接生成2D的施工圖交付車間生產(chǎn)。

在運(yùn)用BIM三維制圖軟件時，各類專業(yè)技術(shù)人員均可通過在一個虛擬的建筑中進(jìn)行設(shè)計更改，從而直接從模型中生成需要的圖紙，極大地提高了設(shè)計階段的工作效率。

4.2 節(jié)約建筑成本

在裝配式施工建筑中運(yùn)用BIM技術(shù)可以一次性的解決建筑設(shè)計問題，減少施工損耗，達(dá)到綠色環(huán)保的目的。BIM技術(shù)可以有效地減少裝配式建筑過程中的能源和資源損耗，直接進(jìn)行無紙化設(shè)計施工，能大幅度減少建筑以及人力資源的浪費(fèi)，減少在設(shè)計施工過程中因?yàn)楦鞑块T銜接問題而造成的一些不必要的返工。

4.3 BIM參數(shù)化管理

相對CAD時代，BIM技術(shù)是使所有建筑構(gòu)件通過智能方式被清晰表達(dá)，數(shù)據(jù)被集中管理，族庫的運(yùn)用同樣也使建筑過程中形成便捷的參數(shù)化。而這些特性，為建筑設(shè)計的管理提供了有效的手段。在施工過程中，管理人員通過參數(shù)化，可以對重要信息清晰把握。

4.4 基于BIM技術(shù)的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法思路

應(yīng)用BIM技術(shù)在住宅產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的思路是:按裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化設(shè)計，建立形成具有較強(qiáng)技術(shù)集成的建筑產(chǎn)業(yè)化所需要的各構(gòu)件(如預(yù)制外墻、預(yù)制梁、預(yù)制柱、預(yù)制樓梯、預(yù)制樓板等)的族庫，在進(jìn)行項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，直接從設(shè)計好的構(gòu)件庫中選取所需用的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件到項(xiàng)目中，使一個個標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件通過安裝搭接裝配成三維可視模型，從而大大提高了設(shè)計者的工作效率。為最大地發(fā)揮裝配式建筑的設(shè)計特點(diǎn)，可研究、設(shè)計、開發(fā)模數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)化裝配式平面戶型，最后形成裝配式建筑模型庫。

5 應(yīng)用優(yōu)勢以及注意事項(xiàng)

本要點(diǎn)編制為BIM技術(shù)的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑設(shè)計全過程中的應(yīng)用，涵蓋不同設(shè)計階段BIM技術(shù)以及裝配式建筑應(yīng)用的設(shè)計要點(diǎn)。

設(shè)計初期就可以結(jié)合建筑構(gòu)思應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行選址，空間比對，結(jié)構(gòu)選型，節(jié)能環(huán)保以及運(yùn)營估算一系列的工作。對周邊環(huán)境以及與其他建筑的關(guān)系進(jìn)行場地規(guī)劃，初步模擬周邊環(huán)境，根據(jù)結(jié)果及時調(diào)整方案。

設(shè)計時，利用參數(shù)化的BIM技術(shù)使設(shè)計師快速設(shè)計討論，決定最優(yōu)方案，同時對結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)化分析，迅速確定裝配式結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案并參照準(zhǔn)確數(shù)據(jù)定制，準(zhǔn)確的將裝配式建筑應(yīng)用于建筑內(nèi)。

為了適應(yīng)現(xiàn)階段的國家法律以及政策，目前仍需進(jìn)行圖紙交付。利用BIM技術(shù)可以有效的協(xié)調(diào)各專業(yè)設(shè)計工作，減少部門之間的沖突，提高效率。

由于現(xiàn)階段軟件的局限，模型直接生成的二維圖紙不能完全滿足國家范圍需求，需要對BIM模型直接生成的二維視圖進(jìn)行大量的細(xì)節(jié)修改和深化加工，并進(jìn)行節(jié)點(diǎn)詳圖的繪制此類補(bǔ)充工作。施工圖設(shè)計階段需要通過對現(xiàn)有BIM信息模型的圖紙進(jìn)行調(diào)整，將三維成果通過二維注釋等工作通過二維注釋等工作轉(zhuǎn)化為要求圖紙，應(yīng)修改模型的樣板使線型，線寬，補(bǔ)充圖例和填充符號等滿足現(xiàn)行國家規(guī)范要求。

6 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的樣板

項(xiàng)目樣板的問建立為后續(xù)模型的搭建提供便利，由于使用的族種類較多，項(xiàng)目樣板的內(nèi)容要涵蓋設(shè)計項(xiàng)目需求的各方面，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的樣板可以極大提高人員的工作效率，縮短工作時間。項(xiàng)目樣板中應(yīng)注重設(shè)計如下內(nèi)容：

6.1 項(xiàng)目單位

規(guī)定了項(xiàng)目中使用的統(tǒng)一單位，如公制：米；厘米；毫米；英制：英寸；英尺等。

6.2 項(xiàng)目信息及項(xiàng)目參數(shù)

項(xiàng)目信息和參數(shù)是針對項(xiàng)目本身的特定關(guān)凱信息進(jìn)行組織和記錄的設(shè)置，其中包含了項(xiàng)目發(fā)布日期，項(xiàng)目狀態(tài)，客戶信息，項(xiàng)目地址，項(xiàng)目名稱，項(xiàng)目編號，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，審核校正等信息。應(yīng)符合設(shè)計單位出圖管理規(guī)定中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

6.3 標(biāo)注樣式

可根據(jù)傳統(tǒng)二維圖紙表達(dá)要求進(jìn)行設(shè)置。

7 成果交付

除線型線寬等基本要求外，還應(yīng)著重注意以下四點(diǎn)：

7.1 專業(yè)設(shè)計模型

施工圖設(shè)計階段可提供各專業(yè)BIM施工圖設(shè)計模型。

7.2 分析模型及報告

對建筑個方案的模型體諒進(jìn)行室內(nèi)外模擬分析，生成分析報告指導(dǎo)建筑專業(yè)比選出最合理的方案。

7.3 可視化展示文件

提供可視化展示模型以及室內(nèi)外效果圖。

7.4 圖紙

包括二維及三維圖紙，起到明確表達(dá)模型中各種信息的作用，與三維模型相關(guān)聯(lián)的二維圖紙是一個必須品。

8 結(jié)語

所以，在預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用BIM技術(shù)，能夠有效解決設(shè)計、施工以及構(gòu)件加工之間所存在的對接不足的問題，減少資源的浪費(fèi)。通過建立BIM的參數(shù)化構(gòu)件族庫，可以優(yōu)化模型設(shè)計，合理利用勞動資源，提高工程質(zhì)量。技術(shù)要點(diǎn)的設(shè)計，將更加規(guī)范的推動BIM三維制圖技術(shù)與裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計二者相結(jié)合并運(yùn)用于實(shí)踐方面的大局勢。