BIM技術在裝配式建筑設計中的應用實踐分析

張楠

摘 要：所謂的裝配式建筑，實際上就是集合設計、生產、施工、裝修、監(jiān)管等不同環(huán)節(jié)的建筑體系，因此其時刻呈現出強烈的集成特性。而BIM技術方法則是集成上述諸多要素的主線，特別是經過信息化協(xié)同設計、可視化裝配、節(jié)點交互式銜接和檢驗等模擬活動組織之后，能夠更加快捷、便利性地整合，以及動態(tài)化監(jiān)督管理裝配式建筑的全產業(yè)鏈，避免設計中重復出現過多的誤差跡象。至于BIM技術方法究竟怎樣科學性地應用到裝配式建筑設計之中，有關處理細節(jié)將會在后續(xù)加以補充。

關鍵詞：BIM技術；裝配式建筑設計；應用實踐

1BIM技術的概念介紹

建筑信息模型（BIM技術），是以建筑工程項目的各項基本信息為建筑模型的基礎，并用相關軟件來建立建筑模型，此模型用于建筑的全生命周期，指導建筑的設計，施工和后期運營等階段。BIM技術擁有五大特點：（1）可視化：能清晰監(jiān)控項目的整個過程，使設計、施工和運營等階段更加具體和直觀；（2）協(xié)調性：BIM技術可以模擬施工現場環(huán)境，對項目進行預測，進而提高項目在實際施工中的協(xié)調性；（3）仿真性：BIM模型可以仿真模擬建筑全生命周期的各個階段，及時發(fā)現問題，全面控制成本和質量；（4）優(yōu)化性：優(yōu)化項目的特殊方面，從而縮短工期和減少造價；（5）可出圖性：幫助業(yè)主出圖，比如預埋套管圖和管線綜合圖。BIM技術相較于傳統(tǒng)施工圖，最大的特點就是能將2D轉換為3D或4D，將平面變?yōu)榱Ⅲw，直觀的將項目展現給業(yè)主和施工方。在招投標，設計和施工階段都有很大幫助。在我國，BIM技術現處于新興并高速發(fā)展的階段，對業(yè)主、設計方和施工方而言都有著重要作用和影響。

2裝配式建筑的優(yōu)勢

（1）節(jié)約能源和資源。在進行裝配式建筑生產過程中，可以降低建筑垃圾量的產生，提高建筑材料的使用效率；（2）提高勞動生產效率；（3）減少污染。傳統(tǒng)的建筑工程施工往往會產生噪音、揚塵等污染，影響人們的正常工作、生活和學習。而裝配式建筑直接在生產車間完成，然后運輸到施工現場，大大降低了污染的產生，更好的滿足城市發(fā)展需求；（4）提高工程質量。由于大多數的構件都是在工廠嚴格按照相關規(guī)范和標準生產完成，并且在構件出廠前委派專業(yè)人員對其質量進行了嚴格的把關，從而有效提高裝配式建筑的整體質量；（5）可實現工業(yè)化、信息化的有效結合；（6）催生一些新型產業(yè)，有效緩解了目前鋼產能過剩的現象。

3BIM技術在裝配式建筑設計中的應用實踐

3.1埋件布置

通常情況下，預制柱上埋件可以根據需求構建針對性的預制柱布置，并調整鋼板的高度、預制柱的墻-柱連接處為實例參數，然后對其實施參數化的調整，該過程可以把參數關聯(lián)設置為全局參數，并在全局參數條件下來對預制墻板連接件的高度進行設置，這樣就可以對柱上連接件的高度進行相應的調整。梁上吊鉤可以對Dynamo中的點進行調用和平移來構建吊鉤形狀多段線，從而獲取吊鉤鋼筋，明確吊鉤在梁上的相關位置參數，這樣就可以實現梁上吊鉤布置。

3.2鋼筋的創(chuàng)建

在裝配式建筑設計階段，可以根據構件中鋼筋的拆分原則和構造要求，來完善裝配式建筑構件中鋼筋布置的基本流程，然后通過二次開發(fā)的程序調用，就可以準確的獲取鋼筋的相關參數信息，并按照鋼筋的布置規(guī)則來在預制構件上進行鋼筋的布置。本文將會以預制梁為例來對鋼筋的布置規(guī)則進行分析：（1）在梁跨中后澆段中按照要求斷開縱筋，并適當的甩出一定長度的后澆段，使其更好的滿足套筒安裝尺寸要求；（2）在梁端500和1.5h中選擇最大值來劃定箍筋加密區(qū)范圍，而其余的部分屬于非加密區(qū)，這樣一來可以確定箍筋間距和數量、縱筋斷開位置等參數，然后對BIM技術中的相關程序進行調用，就可以完成對梁縱筋和箍筋的創(chuàng)建。

3.3BIM構件的拆分設計

在施工圖階段，由于BIM模型中的墻體、樓板等模型構件屬于一個統(tǒng)一的整體，在對其進行深度設計過程中，最好按照要求把連續(xù)的模型構件拆分為各個工廠可以生產的獨立構件，然后按照設計圖紙對其進行加工。在BIM技術中，構件拆分需要嚴格按照工廠的設計及生產要求來進行，以滿足“多組合、少規(guī)格”的要求，實現對預制構件的種類的有效控制，以完成在工廠的有效生產，并在裝配式建筑施工現場對其進行裝配。在明確了BIM構件的拆分設計原則后，可以在施工圖BIM模型上直接構建深化模型，并把一個完整的構建按照一定的要求拆分成各個工廠可以直接加工的預制構件，從而有效完成預制構件連接構造和預制構件配筋設計等工作。借助三維BIM技術模型來進行構建的拆分設計，能夠對各構件間的連接關系給予直觀的呈現，其不僅可以拆分設計進行有效的完善，而且還可以有效降低二維圖紙設計過程中所存在的設計盲點，降低設計誤差的出現，同時該模型也可以避免數據的丟失，從而確保了設計數據的有效傳遞。

3.4BIM技術和裝配式建筑之間的協(xié)同設計

（1）在方案設計階段的協(xié)同設計

在建筑工程方案設計的前期階段，在裝修，設備，結構，建筑等專業(yè)BIM技術組成的三維數據模型之上對其展開密切配合，并且對配件制作以及預制構件的安裝要求，標準化要求，經濟性要求以及可能性要求作出策劃。在具體的方案階段，需要將技術策劃要點作為依據有效做好剖面，立面以及平面設計，同時在確保使用功能可以得到滿足的基礎之上，借助模數協(xié)調手段將模板的使用率以及提攜集成度進行提升。將裝配式建筑具備的特點作為依據，在進行平面設計時需要充分考慮到墻板之間的組合，滿足方案對建筑立面提出的要求，借助專業(yè)間協(xié)同來有效實現建筑設計的合理性，系列化，標準化以及模數化，從而使部品以及預制構件的多組合以及少規(guī)格得以實現。

（2）初步設計時期的具體協(xié)同設計

在建筑工程的初步設計時期，需要對各個專業(yè)的不同工作進行結合實現對設計的進一步深化以及優(yōu)化。需要將建筑的裝飾材料以及外立面方案進行確定，然后和墻板組合的設計方案以及立面方案進行結合來使建筑的立面效果得以實現，并且將該立面效果直觀的展示到BIM技術的實際立面效果圖之上。在提前預制的墻板構件上需要對電氣專業(yè)的弱電箱，強電箱，開關點位以及預埋管線的技術方案進行考慮。與此同時在展開裝修設計工作時也需要將非常詳細并且具體的設施布置圖提供出來。在BIM技術提供的數據模型中展開碰撞檢查，從而將布置方案的實際可行性進行確定。另外，還需要將由BIM技術數據模型提供的有關技術方案的經濟信息作為依據對建造成本給技術方案帶來的影響進行分析以及評估，從而將建筑工程的最終執(zhí)行技術路線進行確定。

（3）在施工圖設計時期和BIM技術的協(xié)同設計

在進行施工圖制定階段需要將初步設計并且確定下來的技術路線作為基礎對其展開進一步的深化設計。各專業(yè)需要和構件廠，裝飾裝修廠，建筑部品廠等其他上下游廠展開有效的配合，以BIM技術數據平臺作為基礎做好深化設計以及構件組合工作，為人們提供可在構件加工廠進行加工的預制構件尺寸控制圖，做好構件的連接點以及預留預埋設計工作。和現澆結構進行比較，可以發(fā)現裝配式結構同時還需要以建筑工程設計文件編制深度規(guī)定作為基礎，進行連接節(jié)點構造詳圖，墻板變好索引圖以尺寸控制圖等多種數據圖的構建。另外，建筑師也需要在認真履行自己的工作，協(xié)助結構專業(yè)將預制構件的實際加工圖設計工作做好，保證預制構件可以真正的符合建筑設計意圖。

總之，選擇在裝配式建筑之中貫穿融入BIM信息化技術，將有助于進一步構建起專業(yè)化的虛擬構件庫、兼?zhèn)銪IM信息化集成功能和云平臺的全產業(yè)鏈，促使整個建筑項目全生命周期的持續(xù)創(chuàng)新。如此一來，不單單可以保證及時理清建筑產業(yè)化發(fā)展的最新趨勢，同時亦可以提供可視化的模型結構，方便技術人員及時發(fā)現有關誤差并修正既有的設計方案。長此以往，為我國裝配式建筑行業(yè)贏得更加理想化的改革發(fā)展成就。

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（作者單位：鄭州大學附屬鄭州中心醫(yī)院）