BIM 技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

寧偉

（中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司，河南 三門(mén)峽 472000）

現(xiàn)階段，從裝配式建筑結(jié)構(gòu)的施工流程來(lái)看，主要以設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、安裝為主，在預(yù)制工廠內(nèi)根據(jù)前期所設(shè)計(jì)的各個(gè)構(gòu)件來(lái)組織生產(chǎn)，對(duì)各個(gè)構(gòu)件加以適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，保障構(gòu)件質(zhì)量，這種預(yù)制生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)安裝的方式有效提升了整體的施工效率。此外，裝配式建筑結(jié)構(gòu)下的施工安裝作業(yè)，有效實(shí)現(xiàn)了裝配式安裝施工與裝配件設(shè)計(jì)的結(jié)合，保持了各個(gè)結(jié)構(gòu)施工的協(xié)調(diào)性與高效性。

一、BIM 技術(shù)的特點(diǎn)

BIM 技術(shù)顯著特點(diǎn)主要包括，能夠展現(xiàn)出可視化的模型、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)模擬、兼顧多方面協(xié)調(diào)、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案等。對(duì)于能夠展現(xiàn)出可視化的模型，主要可表現(xiàn)為，通過(guò)相關(guān)設(shè)計(jì)師理論設(shè)計(jì)，基于二維圖紙等的參數(shù)信息通過(guò)電子計(jì)算機(jī)加以整合，為相關(guān)企業(yè)或部門(mén)展示出一個(gè)具體可視化的結(jié)構(gòu)模型，其能夠最大程度還原工程結(jié)構(gòu)和相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)。根據(jù)這一特點(diǎn)，在工程建設(shè)方面，經(jīng)常會(huì)遇到各種各樣的不可視的工程盲點(diǎn)，此刻運(yùn)用BIM 技術(shù)就能夠有效地解決這一問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)裝配式建筑工程建設(shè)人員更好地把握工程進(jìn)度和情況，進(jìn)而做出更好的管理和應(yīng)對(duì)。對(duì)于兼顧多方面協(xié)調(diào)，在工程設(shè)計(jì)建設(shè)之前，都會(huì)經(jīng)歷招標(biāo)和投資方投資等相關(guān)進(jìn)程，在此過(guò)程中由于參與方較多，各方都有自己的態(tài)度和意見(jiàn)，難免會(huì)產(chǎn)生意見(jiàn)分歧或其他現(xiàn)象，這些在工程設(shè)計(jì)建設(shè)中都是難以避免的。而在工程設(shè)計(jì)建設(shè)之前可以很好地運(yùn)用BIM 技術(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)提前對(duì)相關(guān)工程建設(shè)的內(nèi)容和參數(shù)通過(guò)可視化表現(xiàn)出來(lái)，促進(jìn)多方面的協(xié)調(diào)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)裝配式設(shè)計(jì)建設(shè)的正常開(kāi)展具有極其重要的影響。對(duì)于BIM 技術(shù)同樣具有其他多方面的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)在對(duì)于工程建設(shè)等方方面面都有著或多或少的重要影響。

二、裝配試建筑的特點(diǎn)及要求

（一）裝配式建筑的特點(diǎn)

裝配式建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用在工程領(lǐng)域中，不僅縮短了施工周期，更是保持了不同施工模塊和流程之間的協(xié)調(diào)性。首先，在施工作業(yè)開(kāi)展時(shí)，預(yù)先制定的構(gòu)件使得施工企業(yè)在施工現(xiàn)場(chǎng)有足夠的時(shí)間和精力來(lái)完成其他環(huán)節(jié)的施工作業(yè)。因此，裝配式建筑的施工效率更高，不同施工流程之間的銜接更好。其次，因?yàn)檠b配式建筑在構(gòu)件生產(chǎn)時(shí)采用的是標(biāo)準(zhǔn)化方式，各個(gè)構(gòu)件更具先進(jìn)性和環(huán)保性，從而帶動(dòng)了整個(gè)建筑行業(yè)的發(fā)展。最后，裝配式建筑在計(jì)算機(jī)技術(shù)等的輔助下，精度控制更為便捷，不僅提高了設(shè)計(jì)水平，同時(shí)也提高了工程質(zhì)量和效益。

（二）裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求

裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可行性和實(shí)用性是必須要堅(jiān)持的原則。專(zhuān)業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)該考慮裝配式建筑的使用功能、安全性和抗震性是否達(dá)到了結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)要求。由于裝配式建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)成要素繁多，為促進(jìn)結(jié)構(gòu)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員應(yīng)開(kāi)展精細(xì)化設(shè)計(jì)，以保障各個(gè)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)問(wèn)題的處理。此外，裝配式建筑中的節(jié)能環(huán)保性設(shè)計(jì)也應(yīng)該達(dá)到要求，設(shè)計(jì)人員應(yīng)綜合分析能源消耗、環(huán)境保護(hù)等方面的要求，將裝配式建筑的結(jié)構(gòu)高度、結(jié)構(gòu)不規(guī)則項(xiàng)、復(fù)雜指標(biāo)等控制在特定范圍內(nèi)。初步設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，尤其要進(jìn)行材料、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置等的綜合對(duì)比，從經(jīng)濟(jì)性、可行性、安全性等角度，確定最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

三、BIM 技術(shù)應(yīng)用到裝配式建筑設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn)

裝配式建筑的各結(jié)構(gòu)部件的標(biāo)準(zhǔn)化特性較強(qiáng)，因?yàn)樯a(chǎn)廠家采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)各結(jié)構(gòu)部件，隨后通過(guò)專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸工具把結(jié)構(gòu)部件運(yùn)到建筑施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施裝配化施工，形成完整的建筑，實(shí)現(xiàn)信息化管理、智能化應(yīng)用，凸顯環(huán)保、節(jié)能、高效、低成本等優(yōu)勢(shì)。

（一）降低模擬性

在裝配式建筑設(shè)計(jì)的運(yùn)用中，改變傳統(tǒng)的畫(huà)圖紙方式創(chuàng)造，利用新科技技術(shù)手段通過(guò)對(duì)信息進(jìn)行開(kāi)展技術(shù)，降低畫(huà)圖方式帶來(lái)的物理性誤差問(wèn)題，同時(shí)在工程建造過(guò)程中對(duì)于修改會(huì)更加清晰，包括修改過(guò)程也會(huì)更加簡(jiǎn)便。在工程建造過(guò)程中的施工質(zhì)量問(wèn)題上可以詳細(xì)掌握施工動(dòng)態(tài)，讓施工過(guò)程更加的具體化和清晰化。同時(shí)也方便了建筑過(guò)程按部就班的實(shí)施，避免出現(xiàn)實(shí)施錯(cuò)誤這種大風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)。它相比之前傳統(tǒng)的建筑依靠的圖紙技術(shù)會(huì)更加科學(xué)化、更加詳細(xì)。在施工過(guò)程中也讓設(shè)計(jì)師與施工隊(duì)的交流溝通變得更加便捷起來(lái)。BIM 技術(shù)的使用可以在建筑施工之前對(duì)于施工過(guò)程進(jìn)行模擬，可以切實(shí)看到施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。再根據(jù)出現(xiàn)的問(wèn)題做出調(diào)整和改進(jìn)的備相關(guān)補(bǔ)救措施，這從建筑工程的施工質(zhì)量來(lái)說(shuō)提高了工程的適應(yīng)性和使用年限及安全性。模擬性的存在會(huì)讓施工團(tuán)隊(duì)在施工過(guò)程中對(duì)于容易出現(xiàn)問(wèn)題的地方更加清晰，同時(shí)增進(jìn)施工團(tuán)隊(duì)人員的細(xì)心的工作態(tài)度。這顯然是BIM 技術(shù)給其帶來(lái)了很大的方便。

（二）全方位記錄信息

可以全方位的去記錄一個(gè)設(shè)計(jì)信息。BIM 技術(shù)是在計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，所以對(duì)于建造過(guò)程中的信息可以有一個(gè)詳細(xì)的、完整性的收錄作用。不管是在設(shè)備信息方面還是在質(zhì)量管理方面都可以保障信息全面性的存在。施工質(zhì)量管理方面，其相關(guān)的信息是非常零碎的。例如，建筑工程中建筑材料就可能幾百上千種，建筑團(tuán)隊(duì)人員的相關(guān)信息也是一個(gè)大量的信息庫(kù)。而B(niǎo)IM 技術(shù)的加入，對(duì)信息數(shù)據(jù)的管理方面就有著全面性的優(yōu)點(diǎn)，避免了信息丟失的存在。BIM 技術(shù)可以實(shí)時(shí)的根據(jù)建造情況提前做好大量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作，省去了大量的前期準(zhǔn)備時(shí)間，并且信息化科學(xué)性的信息會(huì)比人為的信息更加精準(zhǔn)。通過(guò)前期數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確收集，在后期的建造過(guò)程中就會(huì)起到非常的大作用，會(huì)讓整個(gè)建筑過(guò)程的整體價(jià)值體現(xiàn)達(dá)到最大化的，這點(diǎn)是不需要去質(zhì)疑的問(wèn)題，也是非常關(guān)鍵的。

（三）具備海量材料

由于不同年代的巖土以及不同年代的建筑風(fēng)格設(shè)計(jì)都會(huì)影響到建筑的質(zhì)量問(wèn)題。所以，我們對(duì)于不同的地區(qū)，首先要對(duì)巖土進(jìn)行一定的分析，分析這些巖土的形成年代，形成原因以及這些巖土的組成成分。想要更好地開(kāi)展裝配式建筑設(shè)計(jì)工作，我們必須要做的一個(gè)工作就是充分分析該地段的巖土情況。而B(niǎo)IM 技術(shù)有一個(gè)特點(diǎn)就是可以儲(chǔ)備海量的個(gè)性化材料。從而使得建筑在實(shí)施的過(guò)程中可以充分分析不同時(shí)代的巖土以及這些巖土的形成原因等等關(guān)于巖土的各種情況。針對(duì)不同的巖土情況制定出獨(dú)特的建筑設(shè)計(jì)。這樣，BIM 技術(shù)可以儲(chǔ)備海量的個(gè)性化材料可以大大提高裝配式建筑設(shè)計(jì)的工作效率和質(zhì)量，這個(gè)優(yōu)勢(shì)是非常重要的。

（四）加快設(shè)計(jì)圖紙的速度

BIM 技術(shù)它可以有效地將設(shè)計(jì)圖紙的速度加快。我們都知道，BIM 技術(shù)的發(fā)展為建筑行業(yè)帶來(lái)了前所未有的變革。在過(guò)去的生活中，對(duì)于一個(gè)裝配式建筑的設(shè)計(jì)需要進(jìn)行的另一個(gè)重要步驟就是根據(jù)實(shí)踐調(diào)查結(jié)果制作出建筑圖紙。傳統(tǒng)的裝配式建筑設(shè)計(jì)時(shí)，需要設(shè)計(jì)人員先修改設(shè)計(jì)模型，然后修改平面圖，剖面圖，細(xì)節(jié)圖等等多個(gè)配套圖紙，制作圖紙的過(guò)程浪費(fèi)了大量的時(shí)間與精力。然而應(yīng)用BIM 技術(shù)后，工程模樣，平面圖，剖面圖，細(xì)節(jié)圖相互關(guān)聯(lián)，錯(cuò)綜復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員只需要修改模型就可以同步得到修改后的各個(gè)圖紙。在很大程度上有效地節(jié)約了設(shè)計(jì)人員的時(shí)間，從而提高了裝配式建筑設(shè)計(jì)以及施工過(guò)程的整體工作效率。如果相關(guān)負(fù)責(zé)人可以有效關(guān)注到這個(gè)技術(shù)，那么裝配式建筑設(shè)計(jì)的工作它一定可以更快更好的發(fā)展。

四、裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方式工程運(yùn)用方式

BIM 技術(shù)能夠?qū)ο嚓P(guān)部門(mén)做到有效整合，協(xié)調(diào)各個(gè)職能部門(mén)和工作人員的相互配合與發(fā)展。這項(xiàng)優(yōu)勢(shì)在解決裝配式建筑設(shè)計(jì)中的問(wèn)題具有重要作用。培養(yǎng)技術(shù)人員提升專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。想要將BIM 技術(shù)更好的應(yīng)用到裝配式建筑中，這就要求相關(guān)技術(shù)人員有一定的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。BIM 技術(shù)是新時(shí)代下工程設(shè)計(jì)建設(shè)方面的革新技術(shù)，其地位在現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)建設(shè)中是不言而喻的，為能夠適應(yīng)這一新技術(shù)新理論就需要化工工程企業(yè)能夠在人才選拔和培養(yǎng)方面建立起完善的制度與管理機(jī)制。

（一）建立健全設(shè)計(jì)體系

我國(guó)的裝配式建筑施工技術(shù)在多年的發(fā)展中取得了一定的成果，但依然存在著很多的技術(shù)難題。各個(gè)工程企業(yè)在裝配式建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，要不斷積累結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，建立完善的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系，在該體系中明確規(guī)定裝配式建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程、標(biāo)準(zhǔn)等基本內(nèi)容，為設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)工作提供制度指導(dǎo)。與常規(guī)的住宅式建筑不同，裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更需要構(gòu)建可行且完善的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)體系，該體系由標(biāo)準(zhǔn)化戶型模塊和標(biāo)準(zhǔn)化交通模塊所構(gòu)成。交通模塊，重點(diǎn)是要進(jìn)行裝配式建筑中樓梯、電梯井、過(guò)道等基本交通要素的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，而戶型模塊方面，重點(diǎn)要進(jìn)行內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，使得空間形狀、尺寸能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)需求。

（二）技術(shù)設(shè)計(jì)與構(gòu)件設(shè)計(jì)

在裝配式建筑中強(qiáng)化技術(shù)設(shè)計(jì)至關(guān)重要，相關(guān)設(shè)計(jì)部門(mén)要提高重視度。在技術(shù)設(shè)計(jì)之前要注重對(duì)項(xiàng)目建設(shè)外部環(huán)境、成本預(yù)算以及整體設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行分析，保障建筑預(yù)制構(gòu)件能一次成型，確保構(gòu)件運(yùn)用中能滿足科學(xué)化設(shè)計(jì)要求。相關(guān)設(shè)計(jì)部門(mén)要注重與施工單位要擬定規(guī)范化的技術(shù)設(shè)計(jì)要求，保障設(shè)計(jì)方案在實(shí)踐中可執(zhí)行性全面提升，為裝配式建筑補(bǔ)充更多參考方案。在全面提升建筑項(xiàng)目功能基礎(chǔ)上，要對(duì)建筑設(shè)計(jì)平面以及立體層面實(shí)施全面設(shè)計(jì)優(yōu)化。在立面構(gòu)件設(shè)計(jì)中，要注重?cái)M定多樣化的構(gòu)件設(shè)計(jì)組合方式，突出實(shí)用性與多樣化要求。

（三）初期設(shè)計(jì)與方案設(shè)計(jì)

裝配式建筑要注重對(duì)建筑標(biāo)準(zhǔn)要求集中分析，對(duì)現(xiàn)澆底部層數(shù)實(shí)施針對(duì)性分析。對(duì)各類(lèi)專(zhuān)業(yè)管線布設(shè)之間的異同之處進(jìn)行分析，能為預(yù)制構(gòu)件建設(shè)提供較多方案。當(dāng)前要注重對(duì)項(xiàng)目施工過(guò)程進(jìn)行判定，能掌握時(shí)間要素、質(zhì)量要素、成本費(fèi)用等，促使技術(shù)方法運(yùn)用成效全面提升。在方案設(shè)計(jì)階段，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要注重對(duì)各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)集中整合，對(duì)各類(lèi)預(yù)制、預(yù)留、預(yù)埋構(gòu)件等作為考量標(biāo)準(zhǔn)，能有效優(yōu)化施工方案設(shè)計(jì)。

（四）優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)難點(diǎn)，且節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是否合理，關(guān)系到裝配式建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。在傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中，一般選用的是鋼筋或者套筒連接方式，這些連接材料的價(jià)格偏高，也就導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)的建設(shè)施工成本較高。從經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)人員在裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為提高節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)水平，可以通過(guò)優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件之間、預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)場(chǎng)混凝土構(gòu)件之間的節(jié)點(diǎn)連接方式來(lái)最大限度地提高結(jié)構(gòu)性能。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，裝配式建筑結(jié)構(gòu)具有更為突出的優(yōu)勢(shì)，工程企業(yè)在開(kāi)展裝配式建筑施工建設(shè)的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)總體的建筑建設(shè)需求，堅(jiān)持實(shí)用性、可行性、安全性的設(shè)計(jì)原則，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，充分提升裝配式建筑的結(jié)構(gòu)性能，進(jìn)一步促進(jìn)裝配式建筑社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的提升。