裝配式建筑BIM深化設(shè)計(jì)研究

張陽(yáng)驊

【摘要】BIM是建筑行業(yè)與信息技術(shù)融合發(fā)展的產(chǎn)物，目前已經(jīng)在建筑行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。裝配式建筑近年來(lái)在建筑領(lǐng)域中得到不斷推廣，其兼顧了經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益以及生態(tài)效益，符合建筑行業(yè)綠色化、環(huán)?；陌l(fā)展趨勢(shì)。裝配式建筑發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)積極應(yīng)用BIM技術(shù)開展深化設(shè)計(jì)。文章主要對(duì)裝配式建筑BIM深化設(shè)計(jì)的思路進(jìn)行了分析，供相關(guān)研究實(shí)踐參考。

【關(guān)鍵詞】裝配式建筑;BIM;深化設(shè)計(jì)

裝配式建筑具有構(gòu)配件標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、污染較小、工期較短、施工簡(jiǎn)單、受環(huán)境因素影響較小等一系列優(yōu)勢(shì)，符合綠色、環(huán)保、節(jié)能等理念的要求，有著良好的發(fā)展前景?！耙惑w化”是裝配式建筑的核心，而“一體化”的主線是BIM。BIM的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在裝配式建筑設(shè)計(jì)全過(guò)程中的數(shù)據(jù)管理及各專業(yè)的協(xié)調(diào)。

1、裝配式建筑與BIM

建筑信息模型（BIM）主要是通過(guò)收集、整理建筑工程的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，建設(shè)建筑模型，并應(yīng)用這一模擬建筑模型來(lái)對(duì)建筑工程的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，BIM技術(shù)也在逐漸改進(jìn)、優(yōu)化，為推動(dòng)建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展提供了有利的技術(shù)支持。BIM的主要特點(diǎn)包括：一是協(xié)調(diào)性。工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位、施工單位以及業(yè)主均要做好協(xié)調(diào)，才能確保施工的順利開展。應(yīng)用BIM的協(xié)調(diào)性功能，提前對(duì)工程施工中的問(wèn)題進(jìn)行協(xié)調(diào)，然后生成協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，便可以有效減少變更問(wèn)題的產(chǎn)生，提高管理效率;二是可視化。應(yīng)用BIM技術(shù)，可以將工程相關(guān)數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為3D立體模型，將建筑的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系展示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)所見(jiàn)即所得。

裝配式建筑是在工廠內(nèi)對(duì)建筑物的相關(guān)配件、構(gòu)件進(jìn)行預(yù)制，然后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。裝配式建筑有著一系列優(yōu)勢(shì)，主要包括：一是工期較短。在工廠內(nèi)對(duì)各種構(gòu)配件進(jìn)行加工制作，僅需在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)這些預(yù)制構(gòu)配件進(jìn)行安裝，因此可以大幅度縮短在現(xiàn)場(chǎng)的施工時(shí)間;二是生態(tài)效益較好。在施工現(xiàn)場(chǎng)僅需進(jìn)行裝配安裝，因此噪聲、粉塵、廢棄物、有害氣體等污染較小。

2、裝配式建筑深化設(shè)計(jì)中BIM的應(yīng)用

2.1標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)中BIM的應(yīng)用

裝配式建筑建設(shè)過(guò)程中，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)是非常關(guān)鍵的內(nèi)容，對(duì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、管理等產(chǎn)生著直接的影響。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)中，可以應(yīng)用BIM，來(lái)提高標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)水平。第一，應(yīng)用BIM，建立標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件庫(kù)。在工廠中完成相關(guān)構(gòu)配件的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，然后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配、組裝，是裝配式建筑的一個(gè)主要特征。裝配式建筑設(shè)計(jì)必須適應(yīng)這一特點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM的時(shí)候，應(yīng)模擬工廠加工模式，采取“預(yù)制構(gòu)件模型”的形式來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)集成與表達(dá)，這就要構(gòu)建裝配式建筑的BIM組件庫(kù)。即以大數(shù)據(jù)為核心，借助高端技術(shù)與虛擬運(yùn)營(yíng)技術(shù)，構(gòu)建裝配式建筑BIM組件庫(kù)，BIM虛擬組件的規(guī)格、類型、數(shù)量可不斷增加，并逐漸建立標(biāo)準(zhǔn)化BIM組件庫(kù)。第二，應(yīng)用BIM，開展可視化設(shè)計(jì)。裝配式建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)用BIM進(jìn)行視覺(jué)設(shè)計(jì)，促進(jìn)了更加細(xì)致的設(shè)計(jì)與人機(jī)友好協(xié)作。應(yīng)用BIM開展可視化設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)計(jì)的實(shí)際效果、模型進(jìn)行對(duì)比分析，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的失誤，并予以規(guī)避，并能避免檢測(cè)誤差所帶來(lái)的損失。同時(shí)，開展可視化設(shè)計(jì)，還能提前采取模型的方式將設(shè)計(jì)結(jié)果展現(xiàn)出來(lái)，為設(shè)計(jì)方案修改、低成本檢測(cè)提供了便利條件。第三，應(yīng)用BIM，開展構(gòu)件拆分與優(yōu)化設(shè)計(jì)。裝配式建筑中，預(yù)制組件的“分體設(shè)計(jì)”也被稱作“組件拆卸”。以往是在完成施工圖后，由工廠負(fù)責(zé)進(jìn)行“組件分離”。但實(shí)際上，正確的做法是由專業(yè)人士參與到初步規(guī)劃中去，明確裝配式建筑的工業(yè)化目標(biāo)、技術(shù)路線。方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，以既定目標(biāo)為依據(jù)，根據(jù)“組件分離”原則來(lái)制作方案，盡量防止由于方案不合理而導(dǎo)致的技術(shù)非理性不合理現(xiàn)象的出現(xiàn)以及前后脫節(jié)而導(dǎo)致的設(shè)計(jì)失誤問(wèn)題。

2.2工廠化生產(chǎn)中BIM的應(yīng)用

預(yù)制構(gòu)配件的質(zhì)量對(duì)裝配式建筑的建設(shè)質(zhì)量產(chǎn)生著直接的影響。因此，必須提高對(duì)預(yù)制構(gòu)配件工廠化生產(chǎn)這一關(guān)鍵階段的重視。BIM具有信息可共享、參數(shù)化等諸多優(yōu)勢(shì)，因此可以在預(yù)制構(gòu)配件工廠化生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行應(yīng)用。第一，在預(yù)制構(gòu)配件加工圖設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM。應(yīng)用BIM模型，可直接生成構(gòu)配件的信息表達(dá)、處理圖紙，可以將傳統(tǒng)圖紙的2D關(guān)系清楚地表現(xiàn)出來(lái)，還可以表達(dá)空間輪廓關(guān)系，將離散的2D繪圖信息轉(zhuǎn)化為3D模型，便于工廠化生產(chǎn)。借助BIM的實(shí)時(shí)對(duì)接功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)件加工圖的多樣化設(shè)計(jì)，原因在于，模型可以將設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的改變時(shí)刻反饋出來(lái)，加工圖也隨之發(fā)生改變，使得原本復(fù)雜、多變的設(shè)計(jì)方案，變成了隨時(shí)可看的“沙盤”，為實(shí)現(xiàn)構(gòu)配件的高效加工生產(chǎn)奠定了良好基礎(chǔ)。第二，應(yīng)用BIM，開展構(gòu)件生產(chǎn)指導(dǎo)。應(yīng)用BIM建模，可以對(duì)組件下料訂單進(jìn)行自動(dòng)生成，可以對(duì)模具規(guī)格參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)度，對(duì)構(gòu)件生產(chǎn)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，并能通過(guò)視覺(jué)表達(dá)使工人加深對(duì)設(shè)計(jì)意圖的了解。還可以生成BIM生產(chǎn)模擬動(dòng)畫、說(shuō)明圖、流程圖等資料，有利于提高構(gòu)件生產(chǎn)的效率與準(zhǔn)確性。第三，應(yīng)用CAM，實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)配件的自動(dòng)化生產(chǎn)。預(yù)制構(gòu)配件生產(chǎn)階段，還可以應(yīng)用CAM計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)，將生產(chǎn)設(shè)備與計(jì)算機(jī)有效連接起來(lái)，然后直接將BIM模型信息傳送給生產(chǎn)設(shè)備的中央控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全過(guò)程電子交付，無(wú)需圖紙。應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可詳細(xì)規(guī)劃預(yù)制構(gòu)配件的生產(chǎn)周期，并能有效控制生產(chǎn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了預(yù)制構(gòu)配件的自動(dòng)化生產(chǎn)。

2.3一體化裝修中BIM的應(yīng)用

一體化裝修也是裝配式建筑的一個(gè)顯著特征，一體化裝修的實(shí)現(xiàn)，在很大程度上依賴BIM。第一，應(yīng)用BIM，建立裝修部品產(chǎn)品庫(kù)。民用建筑裝飾是一種工業(yè)化生產(chǎn)方式的整合，有利于提高整體生產(chǎn)效率，并能進(jìn)入裝修階段。在設(shè)計(jì)階段納入標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種生產(chǎn)資源的有效配置。第二，應(yīng)用BIM，開展可視化設(shè)計(jì)。室內(nèi)渲染的時(shí)候采取可視化設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空間質(zhì)量的提升，且便于設(shè)計(jì)人員開展優(yōu)化設(shè)計(jì)。第三，應(yīng)用BIM，進(jìn)行信息化集成。將產(chǎn)業(yè)鏈中每個(gè)家具制造商的商品信息集成至BIM模型之中，以便于內(nèi)部組件數(shù)量的計(jì)算。對(duì)用于裝飾的家具、各種定制零件，可與制造商聯(lián)系，來(lái)進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，裝配式建筑有著良好的發(fā)展前景。裝配式建筑建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、一體化裝修中有效應(yīng)用BIN進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，從而提高裝配式建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量，更好地推動(dòng)裝配式建筑的進(jìn)一步發(fā)展。

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