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

李 乙

(華匯工程設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司臺(tái)州分公司，浙江 臺(tái)州 318000)

0 引 言

當(dāng)前，BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)、施工等環(huán)節(jié)中得到有效應(yīng)用。在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能夠利用仿真模型直觀展現(xiàn)出來，設(shè)計(jì)人員只需通過模型進(jìn)行分析，對(duì)方案進(jìn)行完善。在裝配式建筑設(shè)計(jì)中，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各類參數(shù)的修改，有效提升設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率，促進(jìn)裝配式建筑設(shè)計(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 BIM技術(shù)與裝配式建筑設(shè)計(jì)

1.1 BIM技術(shù)

BIM技術(shù)是指將建筑物的物理特性與實(shí)體采用數(shù)字化形式進(jìn)行表述的一類方式，通過數(shù)學(xué)模型的建立，有效實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享。BIM技術(shù)具備較專業(yè)的系統(tǒng)平臺(tái)，結(jié)合平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信息的及時(shí)修改，設(shè)計(jì)人員對(duì)問題及時(shí)進(jìn)行變更，迅速找到處理策略，提升裝配式建筑的安全性，因此在裝配式建筑設(shè)計(jì)過程中得到了有效應(yīng)用。

隨著我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展，裝配式建筑項(xiàng)目建設(shè)數(shù)量不斷增加，為了滿足人們生活需求，就要將其與其他建筑模式相結(jié)合，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。而BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效提升整體管理水平。其優(yōu)勢(shì)可從以下幾點(diǎn)進(jìn)行探究。

(1) 提升方案的直觀性。在裝配式建筑設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠構(gòu)建建筑三維模型，將建筑結(jié)構(gòu)直觀展現(xiàn)出來，使每一位工作人員都能夠通過三維模型對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行直觀的了解，進(jìn)而提高了設(shè)計(jì)效果，提升了工程建設(shè)質(zhì)量。

(2) 設(shè)計(jì)內(nèi)容更準(zhǔn)確。裝配式建筑設(shè)計(jì)過程中，需具備完善的資源庫(kù)，包含與裝配式建筑有關(guān)的信息。BIM技術(shù)自身具備資源庫(kù)，借助信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)所有信息的共享，能避免信息丟失現(xiàn)象，為構(gòu)件生產(chǎn)提供重要保障。采用這些數(shù)據(jù)，有效提升了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，促進(jìn)裝配式建筑的標(biāo)準(zhǔn)化施工。除此以外，還可將家具庫(kù)融入其中，如門窗、桌椅等，因此，BIM技術(shù)為裝配式建筑設(shè)計(jì)提供可靠保障。

(3) 提升施工質(zhì)量與效率。應(yīng)用BIM技術(shù)，可結(jié)合各數(shù)據(jù)制作建筑模型，進(jìn)而避免問題的存在。將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑設(shè)計(jì)施工中，不僅能夠提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，還能夠促進(jìn)施工質(zhì)量和效率的提高。

1.2 發(fā)展方向

裝配式建筑屬于一種新興的建筑方式，當(dāng)前具有廣闊發(fā)展空間，且具備較多市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。隨著時(shí)間推移，裝配式建筑將會(huì)占據(jù)建筑市場(chǎng)，取代傳統(tǒng)類型的建筑方式，裝配式建筑結(jié)構(gòu)將來會(huì)向著更加環(huán)保、便利方向不斷發(fā)展。

2 裝配式建筑中的問題

2.1 設(shè)計(jì)質(zhì)量有待提升

當(dāng)前，我國(guó)裝配式建筑尚處于初級(jí)階段，尤其是設(shè)計(jì)過程中仍存在較多問題，設(shè)計(jì)水平有待提升。一是裝配式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相關(guān)技術(shù)發(fā)展較慢，在裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到較多問題且無法及時(shí)得到處理，導(dǎo)致裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性，進(jìn)而影響到施工安全；二是裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平不高，當(dāng)前設(shè)計(jì)人員對(duì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作仍處于發(fā)展階段，缺乏先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，只靠設(shè)計(jì)人員依據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)結(jié)果進(jìn)行模擬，導(dǎo)致設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)葐栴}時(shí)有發(fā)生，無法從根本上提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題，也埋下了安全生產(chǎn)事故的隱患。

2.2 預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)水平不高

當(dāng)前，在裝配式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，預(yù)制構(gòu)件專業(yè)化程度不高。究其原因，一是由于預(yù)制構(gòu)件自身較復(fù)雜，對(duì)設(shè)計(jì)人員專業(yè)水平具有較高要求，設(shè)計(jì)人員在繪制圖紙時(shí)若是在尺寸、樣式等方面稍有差池，就可能引發(fā)一系列安全隱患；二是當(dāng)前預(yù)制構(gòu)件檢測(cè)水平不高，檢驗(yàn)技術(shù)薄弱，導(dǎo)致其專業(yè)化程度不高，不利于設(shè)計(jì)水平的提升。

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

3.1 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的應(yīng)用

裝配式建筑設(shè)計(jì)中，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要內(nèi)容，對(duì)預(yù)制構(gòu)件數(shù)量及其型號(hào)產(chǎn)生直接影響。通常而言，預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠家結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙對(duì)實(shí)際需求進(jìn)行判斷后再進(jìn)行生產(chǎn)。一旦設(shè)計(jì)圖紙出現(xiàn)問題，就可能造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失；裝配式建筑對(duì)精密性具有較高要求，設(shè)計(jì)的圖紙對(duì)整個(gè)建筑項(xiàng)目穩(wěn)定性產(chǎn)生直接影響，同時(shí)也對(duì)施工人員人身安全產(chǎn)生重要影響。傳統(tǒng)裝配式建筑設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員往往要消耗較多時(shí)間與精力在基礎(chǔ)信息如土壤密度、黏性等的搜集整理方面，且無法及時(shí)對(duì)其進(jìn)行有效處理。而BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠使這些問題得到快速處理，能迅速完成基礎(chǔ)信息收集過程且對(duì)其實(shí)現(xiàn)有效分析，進(jìn)而對(duì)施工實(shí)際情況進(jìn)行模擬，可幫助工程人員選擇適合的施工區(qū)域。此外，BIM技術(shù)還可將各構(gòu)件尺寸、型號(hào)等內(nèi)容輸入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過信息技術(shù)使其采用三維模型展現(xiàn)出來，再將這些構(gòu)件與模型進(jìn)行匹配，觀察搭配效果，發(fā)現(xiàn)問題可及時(shí)做出修改。除此以外，BIM技術(shù)的聯(lián)動(dòng)性，還能夠使設(shè)計(jì)人員在對(duì)某一參數(shù)進(jìn)行修改時(shí)，其他參數(shù)也發(fā)生變化，不僅提升了建模效率，還便于設(shè)計(jì)人員對(duì)整體效果的觀察，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的隱藏問題。

3.2 結(jié)構(gòu)模型與分析模型的轉(zhuǎn)換

裝配式建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，將在計(jì)算機(jī)軟件中融入建筑模型，通過軟件的對(duì)比分析，有效提升結(jié)構(gòu)的整體性，進(jìn)而建立完善的結(jié)構(gòu)模型。一般來說，對(duì)多視圖進(jìn)行分析時(shí)，需做好標(biāo)注，并采用文檔的形式，及時(shí)對(duì)圖紙進(jìn)行保存。在軟件實(shí)際進(jìn)行操作時(shí)，BIM模型在轉(zhuǎn)換時(shí)，多數(shù)數(shù)據(jù)會(huì)丟失，也會(huì)存在失真的現(xiàn)象，對(duì)無縫銜接造成不利影響。這就要求管理人員采用分工操作的形式進(jìn)行修改，盡量降低影響。在執(zhí)行期間，管理人員改正分工操作，從這一方面可知，BIM技術(shù)也存在著一定的限制性。在實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員由結(jié)構(gòu)分析向BIM轉(zhuǎn)化問題進(jìn)行研究，避免后續(xù)問題的產(chǎn)生。轉(zhuǎn)換期間常會(huì)存在錯(cuò)位、梁端鋼筋較長(zhǎng)等問題。為了降低這一現(xiàn)狀，則要求相關(guān)人員進(jìn)行維護(hù)，并指派專人進(jìn)行檢查，提升整體處理水平。

3.3 規(guī)劃與調(diào)整中的應(yīng)用

裝配式建筑設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中，由于BIM技術(shù)發(fā)揮著重要作用，從管理角度分析，需堅(jiān)持一致性原則，且對(duì)預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行分析。此外，還要確保裝配式結(jié)構(gòu)尺寸滿足項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)際要求，建立完善的數(shù)據(jù)模型，優(yōu)化施工方案，對(duì)施工圖紙與內(nèi)容進(jìn)行全面了解。如果指標(biāo)設(shè)置得不合理，就會(huì)導(dǎo)致成本增加，進(jìn)而延長(zhǎng)工程期限。BIM技術(shù)的應(yīng)用，使設(shè)計(jì)人員在模型過程中，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，即可隨時(shí)進(jìn)行修改。但需注意的是，設(shè)計(jì)人員需對(duì)信息進(jìn)行準(zhǔn)確掌握，同時(shí)將結(jié)果控制在合理范圍內(nèi)。

3.4 埋件布置

裝配式建筑設(shè)計(jì)期間，預(yù)埋件拆分步驟要詳細(xì)。需采取內(nèi)嵌式方法，提升預(yù)埋件整體質(zhì)量與效率。對(duì)于梁板鋼筋吊環(huán)，需采用吊鉤狀構(gòu)件。結(jié)合工程實(shí)際情況，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)布置，同時(shí)對(duì)鋼板高度及其預(yù)制柱墻做出適當(dāng)調(diào)整。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)參數(shù)還需全員進(jìn)行參與，將墻板連接情況真實(shí)體現(xiàn)出來，工作人員在對(duì)梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)用或平移過程中，還要采用吊鉤鋼筋，提升埋件整體效果。

3.5 鋼筋設(shè)計(jì)

在進(jìn)行裝配式建筑設(shè)計(jì)時(shí)，要確保拆分與構(gòu)造原則相符，同時(shí)對(duì)鋼筋位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，并適當(dāng)做出調(diào)整。同時(shí)，還可應(yīng)用二次開發(fā)程序，獲取鋼筋數(shù)據(jù)信息，并結(jié)合布置原則，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。布置鋼筋時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持以下幾點(diǎn)：一是科學(xué)設(shè)計(jì)后澆段，確保套筒安裝的有序開展；二是確定梁段最大值，科學(xué)設(shè)計(jì)鋼筋需加密區(qū)域，進(jìn)而保證其適合的間距與數(shù)量。BIM技術(shù)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)縱筋與箍筋的合理設(shè)置，為后續(xù)施工的開展打好基礎(chǔ)，促進(jìn)裝配式建筑設(shè)計(jì)水平的提升。

3.6 各項(xiàng)檢測(cè)中的應(yīng)用

裝配式建筑在施工過程中，包含較多部門，各部門之間關(guān)系一旦出現(xiàn)問題，勢(shì)必會(huì)影響施工質(zhì)量，甚至造成安全隱患。而將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各部門工作的測(cè)量與計(jì)算，避免施工中交叉問題的產(chǎn)生，提升施工方案的可行性。此外，裝配式建筑會(huì)用到大量原材料，原材料質(zhì)量對(duì)工程整體質(zhì)量有著重要影響，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，可結(jié)合工程實(shí)際所需，對(duì)材料數(shù)量與應(yīng)用位置進(jìn)行分析，并及時(shí)做出調(diào)整，避免施工期間問題的產(chǎn)生，減少成本損失，提升項(xiàng)目使用時(shí)長(zhǎng)。

3.7 項(xiàng)目施工中的應(yīng)用

將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑施工中，能夠有效提升裝配效率，在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)同步作業(yè)。在實(shí)際施工中，施工單位利用BIM技術(shù)建設(shè)信息溝通平臺(tái)，提升通信質(zhì)量，再利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與BIM技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過程的協(xié)調(diào)管理；同時(shí)，對(duì)生產(chǎn)、安裝等進(jìn)行跟蹤管理，對(duì)單體構(gòu)件及其總體施工進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以提升項(xiàng)目施工質(zhì)量水平。

3.8 項(xiàng)目維護(hù)管理的應(yīng)用

在裝配式建筑投入使用后進(jìn)行維護(hù)與管理過程中，應(yīng)用BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)過程的監(jiān)控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的修復(fù)。例如，在后期維護(hù)與管理工作中，一旦發(fā)現(xiàn)構(gòu)件出現(xiàn)損壞，BIM模型就能夠?qū)?gòu)件信息顯示出來，并將其傳到維修廠，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能化更換處理。在對(duì)構(gòu)件加固處理過程中，應(yīng)用BIM技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)對(duì)加固情況的反饋，再采取有效的加固方法。因此，BIM技術(shù)在后期維護(hù)管理過程中的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的全面監(jiān)控，為構(gòu)件維護(hù)與管理提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，促進(jìn)后續(xù)工作的有序推進(jìn)。

3.9 各專業(yè)協(xié)同，減少誤差

想要形成裝配式建筑，先要預(yù)制好配件，再將配件運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，最后將配件進(jìn)行吊裝與拼接，形成完整的建筑物。從設(shè)計(jì)預(yù)制構(gòu)件到生產(chǎn)，再到拼接與裝修，各環(huán)節(jié)都需專業(yè)人員協(xié)同設(shè)計(jì)。協(xié)同設(shè)計(jì)在整個(gè)工程中可從以下方面進(jìn)行分析：一是專業(yè)內(nèi)的協(xié)同設(shè)計(jì)，在專業(yè)內(nèi)部對(duì)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行深化；第二，專業(yè)間的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，即不同專業(yè)間先碰撞檢測(cè)，然后發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)做出調(diào)整。前者設(shè)計(jì)過程中，需嚴(yán)格按照規(guī)范要求開展，促進(jìn)各專業(yè)間功能需求得到滿足，而后者則是依據(jù)施工要求，使業(yè)主所需功能得到滿足。在裝配式建筑設(shè)計(jì)施工過程中，各專業(yè)人員要互相配合、通力合作，才能夠高質(zhì)量地完成裝配式建筑工程。

4 BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略

4.1 提升技術(shù)人員綜合素養(yǎng)

BIM技術(shù)能夠與相關(guān)部門及其員工互相合作，在處理裝配式建筑設(shè)計(jì)問題中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。為了更好地將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑工程中，還要技術(shù)人員具備專業(yè)知識(shí)。BIM技術(shù)在工程設(shè)計(jì)與施工中作為一種新型技術(shù)，發(fā)揮著重要作用，為了有效提升技術(shù)水平，相關(guān)企業(yè)就要完善選拔與培訓(xùn)制度，對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行有效培養(yǎng)，提升其綜合素養(yǎng)。

4.2 強(qiáng)化技術(shù)管理

施工人員應(yīng)掌握BIM技術(shù)的使用特點(diǎn)，充分發(fā)揮出BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)建筑施工進(jìn)行針對(duì)性部署。例如，工作人員利用BIM技術(shù)可視化優(yōu)勢(shì)，在規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，展現(xiàn)模型效果，幫助工作人員對(duì)施工完成后的效果進(jìn)行直觀的了解。此外，結(jié)合BIM技術(shù)協(xié)調(diào)性、仿真性等優(yōu)勢(shì)，對(duì)使用位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，提升技術(shù)應(yīng)用效益，優(yōu)化建筑規(guī)劃，提升整體施工效果。

4.3 BIM建模軟件的使用

不同建筑預(yù)制施工過程中，規(guī)劃人員可結(jié)合施工實(shí)際需求，選擇適合的BIM建模軟件，發(fā)揮出BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)。例如，建筑信息模型中，工作人員利用Revit等設(shè)備與軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑內(nèi)部設(shè)施的科學(xué)規(guī)劃，保障內(nèi)部設(shè)施功能的有效性。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著裝配式建筑的不斷發(fā)展，將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑設(shè)計(jì)工作中，并對(duì)存在的問題進(jìn)行深入剖析加以解決，將能夠有效提升設(shè)計(jì)與管理水平，提升工程建設(shè)效果，提升設(shè)計(jì)整體水平，促進(jìn)裝配式建筑的不斷發(fā)展。