BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計中的應(yīng)用探討

謝青瑋

摘 ?要：在社會快速發(fā)展的背景下，BIM技術(shù)取得了一定的進(jìn)步和進(jìn)步。BIM技術(shù)以其諸多優(yōu)點在我國建筑業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。裝配式建筑已成為我國建筑工程的重點和關(guān)鍵，它可以為建設(shè)部門節(jié)省更多的時間和精力，有效地提高施工質(zhì)量和效率。為了滿足人們對裝配式建筑的需求，實現(xiàn)我國建筑業(yè)的更好發(fā)展，應(yīng)在裝配式建筑中應(yīng)用BIM技術(shù)。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);裝配式建筑設(shè)計;應(yīng)用探討

1BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計中的重要性

1.1有效提高建筑設(shè)計效率

在傳統(tǒng)的裝配式建筑設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要重復(fù)進(jìn)行建筑工程的數(shù)據(jù)采集、整理、分析計算等基本操作，大大增加了工程設(shè)計的周期。同時，大量的建筑設(shè)計規(guī)范比較和參數(shù)分析工作增加了建筑工程設(shè)計的人力成本，不利于建筑設(shè)計效率的提高。將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑設(shè)計中，其完整性特點可以有效地幫助建筑設(shè)計人員減少人工核算和信息處理的時間。在實際操作中，設(shè)計人員只要將建筑工程和工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的信息導(dǎo)入軟件，就能在短時間內(nèi)設(shè)計出相對可行的設(shè)計方案，并能實時分析設(shè)計方案中存在的問題，減少人工核算帶來的錯誤風(fēng)險，有效提高建筑設(shè)計效率。

1.2促進(jìn)建筑設(shè)計可視化的發(fā)展

工程建設(shè)領(lǐng)域有一定的技術(shù)門檻。對于其他領(lǐng)域，要想真正了解建筑設(shè)計師的設(shè)計意圖，就需要對相應(yīng)的設(shè)計參數(shù)有一定的了解。但在實際應(yīng)用過程中，不可避免地需要將建筑設(shè)計成果展示給其他非專業(yè)人員，讓其他領(lǐng)域的工作人員共同參與施工。BIM技術(shù)的可視性特點，可以通過模式模擬的形式，在其他領(lǐng)域的工作人員的視野中，以模型的形式有效地展示建筑設(shè)計師的設(shè)計成果，幫助施工隊伍中的非專業(yè)人員有效地了解建筑設(shè)計師的真實意圖，提高施工過程中的精度，降低施工項目的返工概率，同時促進(jìn)建筑設(shè)計的視覺化發(fā)展。

1.3有助于建筑設(shè)計方案的不斷優(yōu)化

傳統(tǒng)的建筑設(shè)計只能通過建設(shè)項目現(xiàn)有的環(huán)境條件進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計。基于對工程造價的考慮，一些建筑設(shè)計創(chuàng)新在保證可行性的基礎(chǔ)上會被放棄，導(dǎo)致大部分工程建筑缺乏差異性，難以滿足公眾日益多樣化的需求。BIM技術(shù)的仿真功能可以幫助建筑設(shè)計人員通過材料的傳遞和分配，對建筑工程進(jìn)行預(yù)測和分析，改善設(shè)計過程中可能存在的技術(shù)問題。同時，設(shè)計人員還可以通過建筑模擬來完成一些在實際操作過程中難以嘗試的設(shè)計意圖，并對其可行性和造價進(jìn)行分析，如裝配式建筑中的熱傳導(dǎo)模擬、工程建設(shè)中的節(jié)能模擬等。BIM技術(shù)利用其仿真特性，促進(jìn)可裝配建筑設(shè)計方案的不斷優(yōu)化。

2 BIM技術(shù)在裝配式建筑各生命周期中的應(yīng)用

2.1 規(guī)劃階段

項目規(guī)劃是建設(shè)項目順利實施的前提，因此在規(guī)劃階段需要明確以下目標(biāo)。

2.1.1項目規(guī)劃

隨著大型工程的不斷增多，結(jié)構(gòu)形式、建設(shè)規(guī)模、設(shè)計單位等諸多因素的不確定性，對各專業(yè)、不同單位提出了更高的要求。同時，建設(shè)項目更加注重全生命周期的管理。建設(shè)項目的投資決策、勘察設(shè)計、構(gòu)件生產(chǎn)、現(xiàn)場施工都是以BIM信息為基礎(chǔ)，因此，根據(jù)項目本身的特點，確定項目實施目標(biāo)，以目標(biāo)為導(dǎo)向，做好項目BIM規(guī)劃，規(guī)范項目實施中影響項目過程和結(jié)果的因素，確保項目的順利進(jìn)行。

2.1.2建立了BIM設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

建設(shè)項目涉及不同的專業(yè)，使用的BIM軟件也不盡相同。首先，為了保證不同專業(yè)之間的高質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸和交互，有必要確定BIM軟件之間的數(shù)據(jù)傳輸格式，如IFC（Foundation Boundation類）格式，這是目前高度認(rèn)可的。另外，如何區(qū)分不同專業(yè)和構(gòu)件的模型基準(zhǔn)點也需要明確。

2.1.3施工管理平臺選擇

當(dāng)項目進(jìn)入預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)和現(xiàn)場施工階段時，需要利用相應(yīng)的BIM模型管理平臺做好項目設(shè)計數(shù)據(jù)的交互。目前主要有兩種模式：現(xiàn)有管理平臺和自主開發(fā)管理平臺。具體需求由參建各方根據(jù)工程特點確定。

2.2設(shè)計階段

目前，我國裝配式建筑的設(shè)計流程仍沿用傳統(tǒng)的現(xiàn)澆建筑設(shè)計流程，仍采用現(xiàn)澆的方式進(jìn)行設(shè)計，然后交由裝配式建筑設(shè)計單位進(jìn)行專項設(shè)計。深化設(shè)計單位根據(jù)主體設(shè)計圖紙，發(fā)現(xiàn)并提出不符合裝配式建筑設(shè)計規(guī)范、不利于施工的部位，將問題反饋給主體設(shè)計單位進(jìn)行調(diào)整。這樣既浪費了大量時間，又有部分構(gòu)件無法調(diào)整，直接導(dǎo)致了預(yù)制構(gòu)件設(shè)計的被動局面，預(yù)制構(gòu)件的不合理拆分導(dǎo)致工程造價的增加。同時，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的施工問題也可以通過BIM模型進(jìn)行模擬，可以在模型中直接反映現(xiàn)場的施工問題，并協(xié)調(diào)施工單位、設(shè)計單位、施工單位等各方共同解決。由此可見，BIM技術(shù)不僅可以提高設(shè)計質(zhì)量和效率，而且可以減少后期現(xiàn)場施工的返工次數(shù)，節(jié)約資源，加快工程進(jìn)度，提高質(zhì)量。

2.3 預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段

預(yù)制構(gòu)件建筑中使用的預(yù)制構(gòu)件由專業(yè)廠家根據(jù)詳細(xì)設(shè)計圖紙進(jìn)行生產(chǎn)?，F(xiàn)階段，由于構(gòu)件圖紙是以二維圖紙的形式提交的，在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)前，模具設(shè)計單位將利用BIM軟件根據(jù)二維圖紙設(shè)計構(gòu)件模具，生產(chǎn)模具，最后交給組件制造商生產(chǎn)。雖然在設(shè)計過程中也采用了BIM軟件，但涉及的專業(yè)單一，無法實現(xiàn)模型數(shù)據(jù)的交互和傳輸，最終會造成模具設(shè)計與實際構(gòu)件之間的誤差。預(yù)制構(gòu)件建筑設(shè)計單位在項目規(guī)劃設(shè)計階段利用BIM軟件，直接接收IFC格式的BIM模型數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的詳細(xì)設(shè)計。BIM軟件可以表達(dá)預(yù)制構(gòu)件的尺寸、鋼筋、預(yù)埋件、水電等信息，然后將改進(jìn)后的構(gòu)件模型以IFC數(shù)據(jù)的形式直接傳輸?shù)焦S生產(chǎn)系統(tǒng)，借助BIM軟件自動生成構(gòu)件下料單，包括部件的尺寸、數(shù)量等信息。工人可以借助移動設(shè)備實時查看和查看預(yù)制構(gòu)件的信息，真正實現(xiàn)BIM模型數(shù)據(jù)的交互，更有利于實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)乃至建筑的個性化定制。

2.4施工階段

傳統(tǒng)的二維平面設(shè)計往往是不同學(xué)科的獨立設(shè)計，很少整合所有學(xué)科。雖然設(shè)計會互相溝通，但仍有很多問題遺留下來，如：結(jié)構(gòu)梁標(biāo)高誤差、柱找正、水電管道相撞等，都是在施工階段發(fā)現(xiàn)的。此時施工已經(jīng)進(jìn)行，只有設(shè)計方給出修改方案才能進(jìn)行現(xiàn)場返工。這種施工方法不僅效率低下，而且施工質(zhì)量得不到保證，工期延誤。

2.5裝飾階段

傳統(tǒng)的建筑設(shè)計過程中，裝飾設(shè)計往往比較落后，也脫離了主體設(shè)計。裝修施工問題是在主體施工完成后發(fā)現(xiàn)的?，F(xiàn)階段的整頓工作比較復(fù)雜。隨著建筑產(chǎn)業(yè)化的興起，整體廚房和整體衛(wèi)生間的概念出現(xiàn)，這使得裝修部分也不得不與主體設(shè)計相同，建筑的綜合考慮對建筑設(shè)計提出了更高的要求。

傳統(tǒng)的裝飾設(shè)計主要是將二維圖形與局部渲染效果圖相結(jié)合來表現(xiàn)。也會出現(xiàn)圖紙與施工現(xiàn)場實際情況不符的問題。二維圖紙無法向業(yè)主展示整體裝修效果。此時需要根據(jù)二維圖紙建立三維模型進(jìn)行顯示，造成資源浪費和工期延誤。

利用BIM技術(shù)，將主設(shè)計階段的數(shù)據(jù)模型信息傳遞給裝飾設(shè)計。設(shè)計師可以借助模型族庫選擇相應(yīng)的家具材料、衛(wèi)生潔具和設(shè)備等，或添加反映實際情況的信息，如燈光效果、燈光效果、家具設(shè)備擺放位置等，然后通過BIM軟件的漫游功能和VR技術(shù)，根據(jù)業(yè)主的要求，選擇不同的角度和路線，向業(yè)主展示裝修效果，然后根據(jù)反饋進(jìn)行方便快捷的調(diào)整。

2.6 運營階段

目前，該樓的操作基本上是借助二維圖紙進(jìn)行描述。原因是在建筑設(shè)計階段沒有采用BIM技術(shù)建立模型，導(dǎo)致后期操作困難，維護(hù)成本高，建筑信息難以集成和共享。通過應(yīng)用BIM技術(shù)，在項目交付時，在設(shè)計、施工階段與集成模型一起交付，并應(yīng)用到建筑運營階段，實現(xiàn)信息共享。如上所述，BIM模型具有可視化的特點，使得建筑信息更加直觀、易于理解。即使是非專業(yè)的建筑設(shè)計師也能快速、準(zhǔn)確地獲取建筑信息。

結(jié)語

綜上所述，將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑工程是建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢。從項目開始，利用BIM技術(shù)建立完善的數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用于項目設(shè)計、施工、運營管理的全過程，能準(zhǔn)確完成設(shè)計，合理設(shè)置工期，高效完成施工，有效運營項目，實現(xiàn)精巧、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保的建設(shè)項目。

參考文獻(xiàn)

[1] 馮曉科.BIM技術(shù)在裝配式建筑施工管理中的應(yīng)用研究[J].建筑結(jié)構(gòu)，2018（S1）：663-668.

[2] 劉國福.BIM技術(shù)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用研究[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2019（9）：1-2.

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