BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)施

孫可安裘舒平 華匯工程設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司

1 前言

在現(xiàn)階段建筑行業(yè)發(fā)展中，裝配式建筑越來越常見，其作為一種高度工業(yè)化的產(chǎn)物，確實(shí)在建筑工程項(xiàng)目中發(fā)揮出了極強(qiáng)的作用價(jià)值，尤其是相對于傳統(tǒng)現(xiàn)場施工制作的建筑工程施工模式，其可以明顯縮短施工時(shí)間，確保建筑工程項(xiàng)目盡早投入使用，應(yīng)該予以高度重視。

為了較好地優(yōu)化裝配式建筑工程項(xiàng)目整體建設(shè)效果，從前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行把關(guān)極為必要，只有確保裝配式建筑設(shè)計(jì)方案較為合理可行，才能夠有效實(shí)現(xiàn)后續(xù)施工建設(shè)環(huán)節(jié)的優(yōu)化指導(dǎo)，避免一些錯(cuò)亂問題產(chǎn)生。BIM技術(shù)于裝配式建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的優(yōu)勢明顯，應(yīng)該引起設(shè)計(jì)人員高度重視，具備較高研究價(jià)值。

2 BIM技術(shù)及其在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用特點(diǎn)

BIM技術(shù)作為當(dāng)前我國建筑行業(yè)中頗受重視的一類先進(jìn)技術(shù)手段，在建筑工程項(xiàng)目中的作用價(jià)值較為突出，其可以借助于三維立體模型，實(shí)現(xiàn)對于建筑工程項(xiàng)目的可視化呈現(xiàn)，進(jìn)而也可以在建筑工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)營管理等多個(gè)方面發(fā)揮積極作用，成為不容忽視的核心輔助手段，引起了高度重視。

基于當(dāng)前BIM技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目中的應(yīng)用來看，其主要作用價(jià)值表現(xiàn)在設(shè)計(jì)、管理、施工以及咨詢等方面，具體如圖1所示。由此可見，BIM技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目的全壽命周期，均可以發(fā)揮出理想的輔助作用效果，明顯降低了各個(gè)環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)人員的工作難度，且能夠表現(xiàn)出較為理想的連續(xù)性，由此降低了建筑工程項(xiàng)目中可能出現(xiàn)病害問題的概率。

具體到裝配式建筑工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，運(yùn)用BIM技術(shù)同樣也具備明顯優(yōu)勢，其可以優(yōu)化制作和呈現(xiàn)整個(gè)設(shè)計(jì)方案，促使相應(yīng)設(shè)計(jì)方案更為合理可行，最終實(shí)現(xiàn)裝配式建筑工程項(xiàng)目的優(yōu)化構(gòu)建。

基于BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的運(yùn)用來看，首先表現(xiàn)出了較為明顯的可視化特點(diǎn)，因?yàn)锽IM技術(shù)的應(yīng)用可以呈現(xiàn)出三維立體模型，相對于傳統(tǒng)在二維平面上進(jìn)行設(shè)計(jì)處理以及呈現(xiàn)的方式，其直觀性更強(qiáng)，更不容易出現(xiàn)偏差問題，明顯降低了設(shè)計(jì)人員的工作壓力。

其次，BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)工作中的應(yīng)用，還能夠表現(xiàn)出較強(qiáng)的協(xié)調(diào)性。因?yàn)檠b配式建筑的復(fù)雜性較為突出，設(shè)計(jì)工作的開展也并非由一人獨(dú)立完成，往往需要多人配合，甚至是需要多個(gè)團(tuán)隊(duì)配合，如此，對于設(shè)計(jì)過程中的協(xié)調(diào)性提出了較高要求。

BIM技術(shù)的應(yīng)用則可以為各個(gè)參與裝配式建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)人員提供協(xié)同作業(yè)的平臺，促使設(shè)計(jì)工作在充分溝通交流以及資源共享的背景下展開，由此形成較為理想的優(yōu)化效果，解決了設(shè)計(jì)人員之間的矛盾問題帶來的設(shè)計(jì)偏差缺陷。

另外，BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用還具備明顯優(yōu)化性效果，其能夠充分準(zhǔn)確運(yùn)用裝配式建筑相關(guān)聯(lián)的所有信息資料，避免了因?yàn)橘Y料不健全或者是數(shù)據(jù)信息混亂出現(xiàn)的設(shè)計(jì)偏差問題。在此基礎(chǔ)上，BIM技術(shù)的應(yīng)用還可以借助于管線碰撞檢測以及虛擬施工等方式，針對裝配式建筑中的所有構(gòu)件進(jìn)行詳細(xì)分析，由此體現(xiàn)出更為理想的優(yōu)化設(shè)計(jì)效果，應(yīng)該予以積極關(guān)注。

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

3.1 總體設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，首先應(yīng)該從總體規(guī)劃設(shè)計(jì)著手，其可以輔助完成裝配式建筑工程項(xiàng)目的整體布局，進(jìn)而為后續(xù)項(xiàng)目建設(shè)營造出較為理想的基礎(chǔ)條件，解決因裝配式建筑總體設(shè)計(jì)不合理出現(xiàn)的嚴(yán)重隱患問題。在裝配式建筑總體設(shè)計(jì)時(shí)，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以充分運(yùn)用大量資料信息，分析如何構(gòu)建適宜合理的裝配式建筑，以求促使相應(yīng)裝配式建筑可以在滿足應(yīng)用需求的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)工程量的控制以及經(jīng)濟(jì)效益的保障，解決其他方面存在的麻煩。

BIM技術(shù)的應(yīng)用可以呈現(xiàn)出三維立體模型，該模型更為全面展示出整個(gè)裝配式建筑，無論是地上建筑，還是地下部分，均可以直觀呈現(xiàn)，并且促使其在一個(gè)模型中完成規(guī)劃設(shè)計(jì)任務(wù)，不會因?yàn)樵蟹謩e設(shè)計(jì)而出現(xiàn)不協(xié)調(diào)問題。裝配式建筑總體設(shè)計(jì)在BIM技術(shù)輔助應(yīng)用下，往往還能夠?qū)崿F(xiàn)較為理想的外部環(huán)境分析，尤其是對于裝配式建筑所處區(qū)域周圍的交通條件以及地形條件，都可以在相應(yīng)模型中予以綜合考慮，由此確保裝配式建筑的選址以及布置更為適宜合理。

當(dāng)然，對于裝配式建筑的整體造型同樣也可以在BIM技術(shù)的應(yīng)用下得到輔助優(yōu)化，促使其更具實(shí)用性和藝術(shù)性，由此解決可能出現(xiàn)的不合理因素。BIM技術(shù)在這種裝配式建筑總體設(shè)計(jì)中的應(yīng)用如圖2所示。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)工作中的應(yīng)用還具備深化和細(xì)化作用，其可以優(yōu)化設(shè)計(jì)各個(gè)裝配式建筑所用構(gòu)件，促使其表現(xiàn)出較為理想的標(biāo)準(zhǔn)化特點(diǎn)，由此更加便于后續(xù)生產(chǎn)和裝配使用。從裝配式建筑工程項(xiàng)目整體建設(shè)過程中來看，構(gòu)件的設(shè)計(jì)和應(yīng)用是重中之重，一旦構(gòu)件方面出現(xiàn)嚴(yán)重偏差問題，則必然會嚴(yán)重影響整體建設(shè)效果，甚至可能出現(xiàn)質(zhì)量隱患或者安全威脅，應(yīng)該在前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)。

基于該方面BIM技術(shù)的應(yīng)用而言，其能夠更為便捷高效地細(xì)化和分解整個(gè)裝配式建筑，促使整個(gè)項(xiàng)目細(xì)化為各個(gè)構(gòu)件，并且促使這些構(gòu)件均能夠表現(xiàn)出較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)化特點(diǎn)，盡可能減少構(gòu)建的類型，便于在后續(xù)進(jìn)行工廠統(tǒng)一加工制作，明顯降低后續(xù)處理難度。在裝配式構(gòu)件方面的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用不僅可以做到細(xì)化和全面管控，同時(shí)還可以管控合理編號，自動化計(jì)算好各類構(gòu)件的需求量，進(jìn)而準(zhǔn)確指導(dǎo)后續(xù)制作工作，解決后續(xù)可能出現(xiàn)的嚴(yán)重偏差混亂問題。

3.3 協(xié)同設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用還可以形成良好的協(xié)同設(shè)計(jì)，便于多個(gè)設(shè)計(jì)人員共同參與其中，這也是裝配式建筑設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。在BIM技術(shù)的應(yīng)用輔助下，裝配式建筑設(shè)計(jì)中多個(gè)人員的參與可以形成良好的協(xié)同效果，有助于共同完成整個(gè)裝配式建筑設(shè)計(jì)任務(wù)，解決了相互之間信息閉塞或者是處理意見沖突帶來的問題。

裝配式建筑設(shè)計(jì)除了要重點(diǎn)關(guān)注于主體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化布置，還需要重點(diǎn)考慮內(nèi)部各個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化布置，比如給排水系統(tǒng)、廚衛(wèi)結(jié)構(gòu)以及電氣系統(tǒng)等，都需要在裝配式建筑設(shè)計(jì)中加以充分考慮，如此也就必然涉及了各個(gè)相關(guān)設(shè)計(jì)人員的協(xié)同作業(yè)。不同專業(yè)的設(shè)計(jì)人員可以共同在BIM技術(shù)提供的平臺中共同完成設(shè)計(jì)任務(wù)，便于更好形成良好銜接和協(xié)調(diào)，尤其是對于關(guān)聯(lián)度較為密切的一些部分，更需要同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，解決相互矛盾和沖突問題。

3.4 設(shè)計(jì)方案優(yōu)化

因?yàn)楫?dāng)前裝配式建筑的復(fù)雜性突出，涉及的構(gòu)件更為繁雜，組成部分同樣也更多，容易在設(shè)計(jì)方案中出現(xiàn)偏差問題，針對相應(yīng)設(shè)計(jì)方案開展優(yōu)化審查極為必要，BIM技術(shù)在該方面同樣也可以發(fā)揮出較強(qiáng)的作用價(jià)值。

基于裝配式建筑設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化審查而言，BIM技術(shù)的應(yīng)用首先可以借助于管線碰撞檢測方式，綜合評估分析裝配式建筑設(shè)計(jì)方案中存在的所有預(yù)制構(gòu)件，了解相互之間是否存在較為嚴(yán)重的相互沖突現(xiàn)象，尤其是對于比較繁雜的各類給排水管道以及電氣線路，更需要逐步進(jìn)行碰撞檢測分析。明確碰撞檢測分析中發(fā)現(xiàn)的異常問題和沖突，結(jié)合BIM技術(shù)提供的意見進(jìn)行合理調(diào)整，以便更好地優(yōu)化整個(gè)裝配式建筑設(shè)計(jì)方案，促使其可以在后續(xù)實(shí)際應(yīng)用中，表現(xiàn)出極強(qiáng)的合理性和可行性效果。

碰撞檢測分析工作的開展可以反復(fù)進(jìn)行，直到相應(yīng)裝配式建筑設(shè)計(jì)方案不出現(xiàn)問題為止。在BIM技術(shù)的應(yīng)用下，裝配式建筑設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化不僅可以借助于管線碰撞檢測分析方法，同樣還可以借助于預(yù)拼裝方式，BIM預(yù)拼裝可以為后續(xù)裝配式建筑現(xiàn)場拼裝施工提供可靠指導(dǎo)和參考，同時(shí)也是優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的重要手段，能夠及時(shí)處理常見問題和缺陷，尤其是對于預(yù)拼裝過程中發(fā)現(xiàn)的不可行問題，需要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，最終形成更為可行合理的裝配式建筑施工方案。BIM技術(shù)在預(yù)拼裝方面的應(yīng)用如圖3所示。

3.5 自動化出圖

在裝配式建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中引入運(yùn)用BIM技術(shù)時(shí)，設(shè)計(jì)人員還可以依托該技術(shù)的自動化出圖功能，實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)工作的優(yōu)化處理，力求由此形成較為理想的裝配式建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化效果，同時(shí)，促使其更加便于在后續(xù)裝配式建筑施工環(huán)節(jié)運(yùn)用。因?yàn)锽IM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的強(qiáng)大功能，其可以根據(jù)需求靈活出圖，不會出現(xiàn)較為明顯的限制因素，促使所有圖紙的形成都能支持后續(xù)項(xiàng)目施工建設(shè)，且具備較強(qiáng)的精細(xì)化特點(diǎn)，解決了以往出圖方面的較高難度帶來的危害。

因?yàn)楫?dāng)前裝配式建筑的復(fù)雜性更為突出，總的建筑信息模型也相對較為繁雜，如果直接依托該模型進(jìn)行后續(xù)裝配施工處理，則容易出現(xiàn)混亂和偏差問題，也難以對施工人員形成有序指導(dǎo)，如此也必然需要結(jié)合不同施工需求進(jìn)行出圖，促使相應(yīng)圖紙更具針對性，一目了然地指導(dǎo)施工安裝人員，明確如何進(jìn)行各個(gè)預(yù)制構(gòu)件的安裝使用，不容易出現(xiàn)偏差問題。

BIM技術(shù)應(yīng)用中的出圖功能還可以表現(xiàn)出較強(qiáng)的精細(xì)化特點(diǎn)，其可以明確標(biāo)識所有相關(guān)參數(shù)信息，促使裝配式建筑設(shè)計(jì)方案的施工指導(dǎo)作用價(jià)值更強(qiáng)，進(jìn)而表現(xiàn)出極強(qiáng)的作用價(jià)值。當(dāng)然，在自動化出圖的基礎(chǔ)上，為了形成更為理想的現(xiàn)場施工安裝指導(dǎo)作用，BIM技術(shù)的應(yīng)用還可以呈現(xiàn)預(yù)拼裝流程，由此更為直觀指導(dǎo)裝配式建筑的現(xiàn)場組裝，避免可能出現(xiàn)的各類偏差問題。

4 結(jié)束語

綜上所述，裝配式建筑設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢明顯，其可以在提升設(shè)計(jì)工作直觀性的基礎(chǔ)上，優(yōu)化各個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)，保障最終三維立體模型的呈現(xiàn)更為準(zhǔn)確可行。

從裝配式建筑設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用來看，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該在熟練掌握和規(guī)范運(yùn)用BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上，從各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)和注意事項(xiàng)著手，促使所有裝配式建筑相關(guān)因素得到綜合考慮，并且細(xì)化到各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件上，由此確保裝配式建筑設(shè)計(jì)方案更為合理可行，解決設(shè)計(jì)方面問題帶來的不利影響和干擾因素。