BIM技術(shù)在預制裝配式建筑設計中的應用

摘要：裝配式建筑實際上指的是一種綠色建筑，它使用的一般都是可持續(xù)的技術(shù)，是在科學技術(shù)發(fā)展的時代背景下出現(xiàn)的一種新型建筑概念。BIM技術(shù)也稱為建筑信息模型，該技術(shù)的創(chuàng)建是以建筑項目中的各項數(shù)據(jù)為基礎，然后通過數(shù)字虛擬仿真的方式來獲取到建筑物的真實信息，最后呈現(xiàn)出三維模型和數(shù)據(jù)庫，換句話說就是為項目的建設搭建一個信息共享的平臺。從另一個方面來看，該技術(shù)自身的優(yōu)勢是非常明顯的，如協(xié)調(diào)性、可視化、優(yōu)化性等，但隨著時間的推移，建筑行業(yè)的相關(guān)技術(shù)如不及時創(chuàng)新，那么對未來的發(fā)展也將是一個重要挑戰(zhàn)。所以為了避免各類問題的產(chǎn)生，相關(guān)人員就必須要不斷加強裝配式建筑的發(fā)展，也只有這樣才能更好的融入到行業(yè)發(fā)展中。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);預制裝配式;建筑設計;應用

引言

粗放式建筑項目極易引發(fā)環(huán)境污染，且資源與能源浪費比較大。相比于傳統(tǒng)建筑項目，預制裝配式建筑優(yōu)勢顯著，無法大量施工人員，可以提升施工效率。在實際施工建設中，預制裝配式建筑的空間利用率高，可以劃分不同空間區(qū)域。采用優(yōu)化設計方式，可以有效融合裝配式建筑模式，空間靈活性高，可以弱化建筑空間單一問題，滿足個性化空間的需求，所以從設計角度分析預制裝配式建筑的現(xiàn)實意義比較高，

一、裝配式建筑的基本概念

與傳統(tǒng)的建筑類型相比，裝配式建筑大大降低了建筑本身的凈重，并且提高了建筑施工的效率，其核心宗旨就是要在最短的時間內(nèi)應用最優(yōu)的設計方案對建筑構(gòu)件進行相關(guān)的裝配與施工。但與此同時，該建筑類型在實際的施工過程中為了能夠達到整體的質(zhì)量要求，需要保證每一個建筑裝配構(gòu)件的運行狀態(tài)良好，只有這樣才能夠確保裝配式建筑的質(zhì)量與安全。

二、BIM技術(shù)在裝配式建筑設計領域中的應用價值

首先是設計論證。在裝配式建筑工程設計階段中，受到人為因素影響，所編制設計方案往往會存在一定的設計問題，且部分問題難以被直接發(fā)現(xiàn)。這一問題的存在，限制了工程設計水平的提高，并導致部分工程的實際施工情況與設計預期產(chǎn)生出入。BIM技術(shù)的應用，可憑借技術(shù)高超的數(shù)據(jù)采集與分析能力，輔助設計人員快速發(fā)現(xiàn)各項設計問題，從而更準確、客觀的驗證設計方案是否科學可行。此外，根據(jù)項目具體要求及實際情況，從中選擇最為適宜的設計方案作為最終方案，開展深化設計工作，即可有效預防各類設計與施工問題的出現(xiàn)。其次是推動構(gòu)件設計標準化發(fā)展。在預制建筑構(gòu)件設計環(huán)節(jié)中，由于這項設計工作涉及諸多專業(yè)領域，且出圖量較大，有一定可能出現(xiàn)專業(yè)設計碰撞，構(gòu)件設計參數(shù)計算有誤等問題，最終使得所制作各類預制建筑構(gòu)件的規(guī)格尺寸與實際施工需求不符。BIM技術(shù)的應用，則有效解決了這一問題，技術(shù)將持續(xù)采集工程相關(guān)信息，并根據(jù)信息關(guān)聯(lián)情況，對各類工程信息進行有效整合、分類管理，為后續(xù)預制建筑構(gòu)件設計工作的開展提供有力信息支持。同時，BIM技術(shù)也將為不同專業(yè)設計人員提供協(xié)調(diào)優(yōu)化數(shù)據(jù)。當任意一項設計參數(shù)更改時，也將自動對所構(gòu)建三維建筑信息模型、相關(guān)設計參數(shù)及具體性能要求進行適當調(diào)整。如此，即可確保所設計、制作預制建筑構(gòu)件與工程施工需求相符合。

三、BIM技術(shù)在預制裝配式建筑設計中的應用

（一）BIM技術(shù)在裝配式建筑構(gòu)件檢測方面的應用

要想真正實現(xiàn)裝配式建筑的智能施工與安裝，并切實提高施工質(zhì)量與安裝效率，相關(guān)建筑預制構(gòu)件在生產(chǎn)與安裝過程中的生產(chǎn)精度以及安裝精度的控制就相對顯得至關(guān)重要。但是在傳統(tǒng)的裝配式建筑施工與安裝過程中，所有用的一些建筑測量工具無論是對生產(chǎn)精度的控制還是對安裝精度的控制，都很難達到毫米級別的精度要求。而BIM技術(shù)的出現(xiàn)則可以有效地解決當前這個難題，通過采用BIM技術(shù)中的數(shù)據(jù)采集與處理功能，并結(jié)合相關(guān)的建筑三維模型的生成，可以有效提升建筑預制構(gòu)建的精準程度，從而確保相關(guān)建筑預制構(gòu)件能夠從生產(chǎn)到安裝都實現(xiàn)無縫銜接，一方面可以有效節(jié)省傳統(tǒng)裝配建筑施工過程中所浪費的大量的測量時間，切實提高建筑施工與安裝的效率;另一方面也可以確保相關(guān)建筑預制構(gòu)件的精準度，對于建筑整體質(zhì)量的提升也有很大的幫助。比如，在實際的裝配式建筑構(gòu)件檢測過程中，可以將BIM技術(shù)與三維激光掃描技術(shù)進行結(jié)合應用，從而實現(xiàn)對相關(guān)預制構(gòu)件的精準控制。首先，技術(shù)人員需要裝配式建筑的預制構(gòu)件進行三維掃描，根據(jù)掃描到的數(shù)據(jù)與信息生成建筑預制構(gòu)件的模型;之后技術(shù)人員在利用BIM技術(shù)與三維掃描軟件之間的鏈接，將相關(guān)建筑的預制構(gòu)件模型裝化為BIM模型數(shù)據(jù)。這時需要技術(shù)人員與實際的建筑構(gòu)件設計人員進行溝通與交流，將BIM技術(shù)所生成的建筑構(gòu)件模型數(shù)據(jù)與之前設計人員所設計的深化設計模型進行對比，從而檢測出建筑預制構(gòu)件工廠所生產(chǎn)出來的預制構(gòu)件是否符合設計人員的作品以及相關(guān)建筑裝配的需求。與此同時，在進行裝配式建筑安裝的過程中，對于施工現(xiàn)場和施工塔吊等施工設備也可以先通過三維掃描技術(shù)進行數(shù)據(jù)收集。之后，通過BIM技術(shù)建立模型并生成模型數(shù)據(jù)，再將施工設備的模型數(shù)據(jù)與相關(guān)預制構(gòu)件的模型數(shù)據(jù)進行對比與審核，進而實現(xiàn)對預制構(gòu)件和施工設備的雙重精度控制與檢測。

（二）BIM技術(shù)在裝配式建筑施工與安裝場地布置管理中的應用

一般來說，由于在正式施工之前，需要進行相關(guān)建筑預制構(gòu)件的運輸工作，所以要強化對施工場地中交通路線的規(guī)劃與設計。而這些建筑預制構(gòu)件在運輸?shù)绞┕龅刂筮€涉及到具體的存儲與管理，因此，還需要合理規(guī)劃建筑預制構(gòu)建的堆放地點。其次，針對于不同類型的建筑以及不同建筑的不同部位，在進行裝配預制構(gòu)件安裝的過程中都需要用到不同類型的施工設備，其中包括塔吊等施工工具，這些工具相對都屬于比較重型的機械設備，因此還要結(jié)合實際的施工與安裝需求將這些施工設備固定在合理的場地位置上。與此同時，由于一個建筑項目場地上一般存在著多個不同的建筑分包單位，各個單位之間的人員管理和信息交流很難做到完全的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，這就導致在實際的建筑施工現(xiàn)場中不同單位的各種建筑材料和建筑設備堆放與管理的相對比較混亂。因此，需要在裝配式建筑施工與安裝場地的布置管理中采用BIM技術(shù)來解決這些問題，通過利用BIM技術(shù)建立關(guān)于建筑施工場地的模型，以一種更加直觀與形象的方式來模擬場地內(nèi)部車輛運輸以及設備存放的路線和區(qū)域，幫助不同的建筑施工單位能夠更加明確場地的布置與管理。

（三）戶型庫的建立

在裝配式結(jié)構(gòu)設計時，基于標準化的預制構(gòu)件庫，通過對各類編碼入庫的預制構(gòu)件進行選擇排列組合設計，形成標準化的裝配式建筑戶型。戶型庫的設計旨在以預制構(gòu)件庫為基礎，減少設計過程中的預制構(gòu)件設計，降低設計和人工成本。對戶型庫中的標準建筑戶型進行排列組合，通過規(guī)劃和管理可以在此基礎上得到建筑模型庫。從預制構(gòu)件庫再到裝配式戶型庫，通過方案設計，模塊化的組合，形成標準單個戶型進而形成裝配式戶型庫，這將有利于構(gòu)件的標準化設計與生產(chǎn)，提高裝配效率并減少成本。

結(jié)語

總之，BIM技術(shù)與裝配式結(jié)構(gòu)的結(jié)合作為一個復雜而龐大的系統(tǒng)工程，注重在建筑的全生命周期范圍內(nèi)的應用，本文針對該系統(tǒng)工程中的基礎問題做了深入研究與探討，但篇幅有限，故在整體工作流程的后續(xù)方面有待做進一步的研究。

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作者簡介：

范尚峰，中建一局集團。