BIM技術(shù)在裝配式建筑深化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

李永杰

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司華東公司）

1 引言

裝配式建筑有著綠色、節(jié)能、低碳、環(huán)保、高效的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為我國(guó)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的必然趨勢(shì)和重要方向。在科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動(dòng)下，在國(guó)家政策的大力扶持下，裝配式建筑與BIM技術(shù)融合發(fā)展，展現(xiàn)了智能制造的新模式。將數(shù)字化應(yīng)用到傳統(tǒng)行業(yè)，使傳統(tǒng)行業(yè)煥發(fā)新的生機(jī)。

2 BIM技術(shù)在裝配式建筑深化設(shè)計(jì)中的現(xiàn)狀

與傳統(tǒng)模式相比，裝配式建筑多了預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)這道工序，這就需要更加精細(xì)化、更高效率、更優(yōu)協(xié)同性、更低差錯(cuò)率的深化設(shè)計(jì)。通過(guò)與BIM技術(shù)的融合發(fā)展，裝配式建筑深化設(shè)計(jì)進(jìn)一步提高了工作效率。但在實(shí)際項(xiàng)目中，也存在問(wèn)題[1]。

2.1 BIM技術(shù)在裝配式建筑深化設(shè)計(jì)中的問(wèn)題

①在深化設(shè)計(jì)中，BIM需要溝通、協(xié)調(diào)、獲取的信息量大，且耦合度高。這些信息主要來(lái)自業(yè)主、設(shè)計(jì)院、生產(chǎn)廠商、施工單位，BIM技術(shù)將這些信息導(dǎo)入三維模型中，并通過(guò)模型的可視化、參數(shù)化、模擬、協(xié)同作業(yè)等特性，對(duì)信息進(jìn)行沖突檢測(cè)、進(jìn)度模擬、協(xié)同優(yōu)化。數(shù)據(jù)信息的導(dǎo)入需要統(tǒng)一的流程和原則，否則，在深化設(shè)計(jì)中，各參與方不斷導(dǎo)入本專業(yè)的數(shù)據(jù)，會(huì)造成信息的混亂，導(dǎo)致工作無(wú)法順利開展。

②當(dāng)前，國(guó)內(nèi)主流的BIM軟件為歐特克的Revit，這是國(guó)外的一款軟件，經(jīng)過(guò)中國(guó)大量的工程實(shí)踐，以及軟件開發(fā)企業(yè)的努力，Revit也在不斷進(jìn)行調(diào)整，更適應(yīng)中國(guó)的本土化使用。目前，Revit在建模方面已經(jīng)相對(duì)成熟，但出圖方面還與國(guó)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)存在一定差距，缺乏相關(guān)的族庫(kù)和樣板文件，軟件底層數(shù)據(jù)也沒(méi)辦法依據(jù)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

③在深化設(shè)計(jì)開始的時(shí)候，就應(yīng)該對(duì)裝配式建筑的預(yù)制構(gòu)件數(shù)量進(jìn)行歸類，以減少重復(fù)工作。隨著項(xiàng)目各方的深入?yún)⑴c，預(yù)制構(gòu)件可能會(huì)在一個(gè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上衍生出更多形似卻尺寸不同的產(chǎn)品，如果對(duì)這些構(gòu)件采用人工的方式進(jìn)行BIM技術(shù)建模、出圖，會(huì)造成大量的重復(fù)而機(jī)械的工作[2]。

④BIM技術(shù)搭建好模型平臺(tái)后，需要將基于模型的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞和整合，便于進(jìn)行深化設(shè)計(jì)的各專業(yè)協(xié)同作業(yè)。但目前的主要BIM設(shè)計(jì)軟件在信息傳遞方面還存在一定問(wèn)題：?jiǎn)蝹€(gè)模型信息傳遞、整合效率較高，不同模型的信息無(wú)法有效傳遞。尤其是在裝配式建筑中，需要在總裝模型中鏈接拼裝多個(gè)預(yù)制構(gòu)件模型，BIM技術(shù)不能很好地提取這些拼裝鏈接信息。

2.2 解決方案

要解決上述問(wèn)題，需要從管理和技術(shù)方面入手，為在裝配式建筑的深化設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)做好基礎(chǔ)工作。

1）制定BIM標(biāo)準(zhǔn)

這是個(gè)各專業(yè)分工協(xié)作的前提，尤其是對(duì)分工細(xì)、重復(fù)率高的裝配式建筑深化設(shè)計(jì)很適用。

2）建立模型拆分原則

將BIM模型按照專業(yè)進(jìn)行拆分和整合，有助于各參與方協(xié)同作業(yè)及信息數(shù)據(jù)的有效傳遞[3]。

3）規(guī)定BIM模型的深度

模型深度是BIM數(shù)據(jù)平臺(tái)工作的依據(jù)，在建筑項(xiàng)目的不同時(shí)期，需要不同的模型深度，以滿足該階段的應(yīng)用需求。

4）梳理碰撞檢查要點(diǎn)

裝配式建筑深化設(shè)計(jì)中涉及各參與方協(xié)同作業(yè)，在不斷導(dǎo)入信息數(shù)據(jù)的情況下，會(huì)出現(xiàn)各種類型的碰撞問(wèn)題，需要進(jìn)行要點(diǎn)梳理和碰撞監(jiān)測(cè)。

5）完善BIM深化設(shè)計(jì)出圖標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)國(guó)標(biāo)圖集和項(xiàng)目各參與方的具體需求，制定BIM深化設(shè)計(jì)出圖標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定好圖紙的類型和具體包含的內(nèi)容。

6）基于Revit的二次開發(fā)

目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有很多企業(yè)，基于Revit進(jìn)行各專業(yè)的深化設(shè)計(jì)BIM軟件的二次開發(fā)工作，極大方便了項(xiàng)目各參與方的本土化使用。

3 BIM技術(shù)在裝配式建筑深化設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1 應(yīng)用BIM技術(shù)建立建筑信息模型

在裝配式建筑的深化設(shè)計(jì)中，首先要應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行建模，為項(xiàng)目各參與方的決策提供參考依據(jù)。與傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中采用二維CAD出圖的方式不同，利用BIM模型進(jìn)行出圖，可以解決圖紙與實(shí)際情況在細(xì)節(jié)處存在偏差的問(wèn)題，從而節(jié)約工期，提升建筑質(zhì)量。各參與方也可以利用BIM模型參數(shù)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)進(jìn)行各專業(yè)的溝通協(xié)同、設(shè)計(jì)優(yōu)化等工作，減少因設(shè)計(jì)變更產(chǎn)生的工作量。同時(shí)，在裝配式建筑三維模型的創(chuàng)建中，需要按照具體的建筑參數(shù)，利用系統(tǒng)，快速、自動(dòng)進(jìn)行模塊配置，明確安裝步驟，有效縮短建筑施工工期，提高整體效率。

3.2 應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行構(gòu)件拆分工作

在裝配式建筑深化設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要依托BIM技術(shù)對(duì)相應(yīng)的構(gòu)件進(jìn)行拆分。在三維模型的基礎(chǔ)上，對(duì)內(nèi)部構(gòu)件進(jìn)行合理拆分可以保證工程整體的連貫性和數(shù)據(jù)信息的完整性。運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行構(gòu)件拆分，便于設(shè)計(jì)人員掌握構(gòu)件整體與部分間的關(guān)系，從而全面觀察各個(gè)節(jié)點(diǎn)的工作。裝配式建筑的預(yù)制構(gòu)件多而且復(fù)雜，需要在加工前對(duì)構(gòu)件的模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)而節(jié)約成本，增加經(jīng)濟(jì)效益，提高預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)品質(zhì)。

3.3 優(yōu)化構(gòu)件埋件布置，進(jìn)行碰撞檢查

在裝配式建筑深化設(shè)計(jì)中，在應(yīng)用BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合預(yù)制構(gòu)件拆分原則，對(duì)預(yù)制構(gòu)件埋件布置進(jìn)行合理規(guī)劃。在BIM模型的創(chuàng)建中，可結(jié)合裝配式建筑的實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，滿足建筑模型的實(shí)際需求，并對(duì)建筑中的參數(shù)進(jìn)行有效觀察，確保數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，使建筑工程的整體結(jié)構(gòu)符合我國(guó)的相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前BIM技術(shù)應(yīng)用廣泛，在建筑工程的深化設(shè)計(jì)中得到有效應(yīng)用，在模型的創(chuàng)建過(guò)程中，可為施工人員的后續(xù)工作提供極大便利。

3.4 創(chuàng)建建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)

裝配式建筑在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通常會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，設(shè)計(jì)人員需根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息完成對(duì)建筑的整體設(shè)計(jì)。但是，由于建筑設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)信息相對(duì)繁多，并且較為復(fù)雜，若采用人工的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，會(huì)產(chǎn)生較大工作量，在人工數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中還會(huì)出現(xiàn)誤差，影響方案設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。因此，在數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)采用BIM技術(shù)創(chuàng)建建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，有效收集裝配式建筑工程的各類信息，并自動(dòng)將其進(jìn)行整理，便于設(shè)計(jì)人員對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效分析，提高數(shù)據(jù)的使用效率。BIM技術(shù)還具有自動(dòng)化的功能，可以精準(zhǔn)計(jì)算裝配式建筑的實(shí)際工程量，進(jìn)而對(duì)建筑工程整體進(jìn)行預(yù)算，能夠有效把控成本。同時(shí)，在實(shí)際的建筑施工過(guò)程中，通過(guò)BIM技術(shù)創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫(kù)能夠?qū)?shù)據(jù)信息進(jìn)行充分保存，便于工作人員在后期施工過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面分析，進(jìn)一步提高裝配式建筑工程的質(zhì)量。

3.5 深化設(shè)計(jì)出圖

BIM深化設(shè)計(jì)出圖內(nèi)容包括圖紙目錄、預(yù)制構(gòu)件平面布置圖、設(shè)計(jì)說(shuō)明、預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)圖等。目前，預(yù)制構(gòu)件平面布置圖和深化設(shè)計(jì)圖可以實(shí)現(xiàn)100%的BIM出圖。

3.6 工程量統(tǒng)計(jì)

在建筑項(xiàng)目工程結(jié)束后，可以根據(jù)裝配式建筑深化設(shè)計(jì)BIM模型中的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)出每個(gè)預(yù)制構(gòu)件總體數(shù)量、總混凝土量、鋼筋明細(xì)等信息，并將需要對(duì)整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的工程量在輕量化轉(zhuǎn)換過(guò)程中集成到構(gòu)件庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)整個(gè)項(xiàng)目的工程量統(tǒng)計(jì)。

4 BIM技術(shù)在裝配式建筑深化設(shè)計(jì)中的意義

BIM技術(shù)的可視化、參數(shù)化、協(xié)同性、數(shù)據(jù)收集等特點(diǎn)與建筑業(yè)的信息化發(fā)展要求高度貼合，在裝配式建筑大發(fā)展的今天，BIM技術(shù)為其搭建了高效管理的平臺(tái)，能夠幫助裝配式建筑在深化設(shè)計(jì)中，提高生產(chǎn)速度和效率，避免失誤和設(shè)計(jì)變更帶來(lái)的工期延長(zhǎng)等問(wèn)題。BIM技術(shù)與裝配式建筑深化設(shè)計(jì)的組合，能夠節(jié)約建筑工程的成本，增加了經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)了建筑行業(yè)科學(xué)、高效、健康、可持續(xù)的發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，基于BIM技術(shù)的裝配式建筑深化設(shè)計(jì)對(duì)提高建筑項(xiàng)目的精細(xì)化作業(yè)水平有重要意義。二者相輔相成，在提高深化設(shè)計(jì)效率的同時(shí)，也不斷完善了以BIM為代表的信息技術(shù)在建筑行業(yè)的發(fā)展。雖然在現(xiàn)階段，BIM技術(shù)的裝配式深化設(shè)計(jì)還存在一些問(wèn)題，但我們相信，在政府和行業(yè)的支持推動(dòng)下，標(biāo)準(zhǔn)會(huì)越來(lái)越完善。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，建筑業(yè)全數(shù)字化生產(chǎn)將變?yōu)榭赡?，這將從根本上提高建筑的質(zhì)量。