裝配式建筑設(shè)計(jì)中的BIM方法應(yīng)用分析

夏建鋒

摘 ? ?要：本文介紹了BIM技術(shù)的基本概念，論述了BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并且以戶(hù)型設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、模擬施工設(shè)計(jì)與協(xié)同設(shè)計(jì)為切入點(diǎn)，圍繞BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的實(shí)踐應(yīng)用展開(kāi)探究，旨在提升BIM技術(shù)應(yīng)用水平，優(yōu)化裝配式建筑設(shè)計(jì)效果。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);裝配式建筑;實(shí)踐應(yīng)用

1 ?引言

BIM技術(shù)是運(yùn)用建筑工程項(xiàng)目的相關(guān)數(shù)據(jù)信息創(chuàng)建三維立體空間模型。通過(guò)創(chuàng)建建筑信息模型，確保建筑工程設(shè)計(jì)與施工的協(xié)調(diào)性，提升工作效率與質(zhì)量。裝配式建筑具有簡(jiǎn)化施工流程，壓縮投資成本等優(yōu)勢(shì)。但單純依靠傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方法無(wú)法滿足裝配式建筑的設(shè)計(jì)需求。由此，將BIM技術(shù)應(yīng)用到裝配式建筑設(shè)計(jì)中具有重要意義。

2 ?BIM技術(shù)的基本概念

BIM技術(shù)，主要依靠專(zhuān)業(yè)建模軟件與三維數(shù)字技術(shù)構(gòu)建三維立體空間數(shù)據(jù)模型，通過(guò)構(gòu)建三維立體空間數(shù)據(jù)模型，全面表達(dá)建筑工程相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，并同時(shí)利用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新與整合。

3 ?BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

①快速鎖定建筑工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的遺留問(wèn)題。設(shè)計(jì)人員可以自主開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的建筑信息模型中的數(shù)據(jù)信息，并將對(duì)應(yīng)信息輸入到統(tǒng)一的BIM設(shè)計(jì)平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，之后依靠碰撞功能與自動(dòng)糾錯(cuò)功能，篩選建筑設(shè)計(jì)中的沖突性問(wèn)題。

②在裝配式建筑中，預(yù)制部件的種類(lèi)與數(shù)量較為繁雜。對(duì)此，利用BIM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計(jì)功能可以確保其他設(shè)計(jì)人員實(shí)時(shí)接收和調(diào)用設(shè)計(jì)中修改的參數(shù)信息。

③BIM技術(shù)與裝配式建筑設(shè)計(jì)的有機(jī)整合，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的精細(xì)化設(shè)計(jì)，同時(shí)排除裝備沖突，避免工期延誤和材料過(guò)度損耗問(wèn)題。

4 ?BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用途徑

4.1 ?戶(hù)型設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

（1）戶(hù)型內(nèi)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員要結(jié)合戶(hù)型功能需求，在結(jié)構(gòu)庫(kù)中篩選對(duì)應(yīng)的戶(hù)型結(jié)構(gòu)。同時(shí)，設(shè)備設(shè)計(jì)人員要注重戶(hù)型結(jié)構(gòu)與整體建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性，避免預(yù)制構(gòu)件與原有的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生沖突。在戶(hù)型設(shè)計(jì)工作中，剪力墻模塊化設(shè)計(jì)至關(guān)重要，與整體設(shè)計(jì)品質(zhì)息息相關(guān)。而采用系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的戶(hù)型結(jié)構(gòu)庫(kù)，不僅可以提高協(xié)同設(shè)計(jì)效率，還能充分保證模塊化設(shè)計(jì)的精確性。

（2）戶(hù)型間的設(shè)計(jì)。在戶(hù)型設(shè)計(jì)過(guò)程中，要明確劃分戶(hù)型的內(nèi)部功能，協(xié)調(diào)處理各方面的關(guān)系。戶(hù)型間的設(shè)計(jì)，是指設(shè)計(jì)人員采用合理的設(shè)計(jì)方法，組建完整且獨(dú)立的建筑單元。建筑系統(tǒng)，是指有機(jī)整合后形成的一個(gè)完整的、獨(dú)立的、可靠的整體體系。戶(hù)型間設(shè)計(jì)中所用的接口，是串并聯(lián)設(shè)計(jì)的重要媒介，也是構(gòu)建完整的建筑模型的必要條件。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要著重解決接口問(wèn)題。按照構(gòu)件的共享部位差異，接口問(wèn)題包括連接接口和重合接口兩種。連接接口是指協(xié)同共享的構(gòu)件，需要依靠外部構(gòu)件進(jìn)行無(wú)重合連接。而重合接口則是指構(gòu)件共享位置的重合性。通常設(shè)備戶(hù)型間的接口多為連接接口，剪力墻結(jié)構(gòu)的戶(hù)型間多為重合接口。此外，由于專(zhuān)業(yè)方面的差異，重合構(gòu)件間也體現(xiàn)出較大的差異。結(jié)構(gòu)戶(hù)型間的重合部分主要包括剪力墻和暗柱。

一般情況下，戶(hù)型間接口問(wèn)題的處理方法主要是刪除重合接口的重疊部分，保證建筑體系的完整性。如果兩戶(hù)型構(gòu)件重合出現(xiàn)長(zhǎng)度差異，刪除構(gòu)件時(shí)，應(yīng)遵循“留長(zhǎng)去短”原則。

4.2 ?標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

4.2.1 ?預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件

裝配式建筑是標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制構(gòu)件的整體裝配產(chǎn)物。傳統(tǒng)建筑主要依靠平面圖紙進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的加工改造。而基于BIM技術(shù)，可以整合預(yù)制構(gòu)件模型系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件庫(kù)的裝配。

4.2.2 ?可視化設(shè)計(jì)

相比傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方式，基于BIM技術(shù)的建筑設(shè)計(jì)更加精細(xì)化，且能夠合理應(yīng)用BIM技術(shù)的可視化特征。此外，BIM技術(shù)的人機(jī)交互功能，可以更好的修改建筑設(shè)計(jì)方案。

4.2.3 ?預(yù)制構(gòu)件拆分

結(jié)構(gòu)構(gòu)件拆分是裝配式建筑設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。通常情況下，建筑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完畢后，方可開(kāi)展結(jié)構(gòu)構(gòu)件拆分工作。

首先，邀請(qǐng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行前期策劃，確保建筑設(shè)計(jì)方案滿足實(shí)際需求。之后按照既定的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件拆分，并對(duì)設(shè)計(jì)方案中不合理部分進(jìn)行調(diào)整。

其次，在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，BIM技術(shù)對(duì)單個(gè)外墻構(gòu)件具有極大的影響。依靠BIM技術(shù)的可視化功能，可有效調(diào)節(jié)建筑外墻板與構(gòu)件數(shù)量，實(shí)現(xiàn)理想化設(shè)計(jì)目標(biāo)。

4.3 ?施工模擬方面的應(yīng)用

在建筑工程施工階段，通過(guò)創(chuàng)建三維立體空間數(shù)據(jù)模型，保證各空間要素和時(shí)間要素的精細(xì)化整合，加快創(chuàng)建四維立體空間數(shù)據(jù)模型的進(jìn)程，更加直觀化、精確化的了解各施工階段的具體情況。

而要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，設(shè)計(jì)人員就要具備明確的預(yù)見(jiàn)意識(shí)，嚴(yán)格控制裝配式建筑的施工進(jìn)度，合理規(guī)劃施工工序和施工場(chǎng)地。一旦察覺(jué)特殊情況，立即進(jìn)行調(diào)整處理。

將裝配式建筑施工環(huán)節(jié)的各項(xiàng)復(fù)雜性?xún)?nèi)容進(jìn)行整合，提前開(kāi)展模擬演練，確保施工人員全面掌握施工環(huán)境以及突發(fā)狀況的處理措施，進(jìn)一步提高建筑工程的施工效率。同時(shí)，基于BIM技術(shù)，創(chuàng)建可視化、互動(dòng)化與共享化平臺(tái)，可以全方位動(dòng)態(tài)監(jiān)督整個(gè)裝配式建筑的設(shè)計(jì)與施工流程，并且將裝配式建筑的各類(lèi)多元化信息導(dǎo)入云端操控系統(tǒng)，快速調(diào)取工程信息，增強(qiáng)整體施工精確性。

4.4 ?BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑的協(xié)同設(shè)計(jì)

4.4.1 ?編制建筑設(shè)計(jì)方案的應(yīng)用

在建筑方案設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備階段，基于BIM技術(shù)可促進(jìn)工程裝修、工程設(shè)備與工程架構(gòu)的有機(jī)整合，并且按照預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝要求、規(guī)范要求、經(jīng)濟(jì)要求與可執(zhí)行性要求完成設(shè)計(jì)。在方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，將安全技術(shù)作為基準(zhǔn)依據(jù)，深入到建筑立面、平面與剖面的設(shè)計(jì)工作中，提升模板應(yīng)用效率，加快集成進(jìn)度。在平面施工過(guò)程中，促進(jìn)墻面與地板的整合，滿足建筑立面設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，依托專(zhuān)業(yè)協(xié)同性，保證建筑設(shè)計(jì)的合理性。

4.4.2 ?編制設(shè)計(jì)方案初期階段的應(yīng)用

在建筑工程方案設(shè)計(jì)初期階段，要加強(qiáng)各專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)工作的有機(jī)整合，深化設(shè)計(jì)工作。且選擇合理的建筑裝飾材料，編制完整的外立面設(shè)計(jì)方案，促進(jìn)墻面設(shè)計(jì)方案、地板設(shè)計(jì)方案和立面設(shè)計(jì)方案的協(xié)同規(guī)劃，保證整體建筑立面設(shè)計(jì)效果。

在提前預(yù)制的墻面構(gòu)件中，應(yīng)充分考慮強(qiáng)、弱電箱位置、開(kāi)關(guān)位置與管線走向。在建筑工程裝修設(shè)計(jì)中，編制完整的工程設(shè)計(jì)圖紙。基于BIM技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行檢查，并以此為基礎(chǔ)，保證建筑工程設(shè)計(jì)圖紙的可行性。

4.4.3 ?編制施工圖紙階段的應(yīng)用

在建筑工程施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段，以預(yù)先完成的設(shè)計(jì)工作作為基礎(chǔ)，進(jìn)一步深化設(shè)計(jì)工作。針對(duì)各專(zhuān)業(yè)的基本需求，促進(jìn)構(gòu)件制作廠、裝飾廠與材料廠的協(xié)調(diào)配合。與現(xiàn)澆架構(gòu)相比，裝配式建筑結(jié)構(gòu)以建筑工程設(shè)計(jì)文件作為基礎(chǔ)保障，完成連接部位構(gòu)造圖與墻面構(gòu)件圖的參數(shù)組合。此外，設(shè)計(jì)人員要嚴(yán)格履行職責(zé)，保證預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)圖紙的完整性與合理性，滿足建筑工程設(shè)計(jì)的基本需求。

5 ?結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，將BIM技術(shù)拓展應(yīng)用到裝配式建筑工程設(shè)計(jì)中，依靠三維立體空間數(shù)據(jù)模型，可以進(jìn)一步優(yōu)化工程設(shè)計(jì)方案，保證整體建筑工程設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性。

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