裝配式建筑設(shè)計(jì)深化及BIM技術(shù)的應(yīng)用

張倩倩 柳州城市職業(yè)學(xué)院講師，工程師

裝配式建筑核心工藝就是按照構(gòu)件詳圖進(jìn)行采購(gòu)，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑的組裝，發(fā)揮作用及價(jià)值，對(duì)圖紙精度和一致性的超高標(biāo)準(zhǔn)使BIM 技術(shù)得到廣泛運(yùn)用。而且在裝配式建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，工作人員應(yīng)該對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用方案有充分的了解，并適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行優(yōu)化與創(chuàng)新，通過(guò)精準(zhǔn)度的優(yōu)化與落實(shí)，實(shí)現(xiàn)更加有效的創(chuàng)新。建筑企業(yè)應(yīng)該結(jié)合當(dāng)前裝配式建筑項(xiàng)目運(yùn)行情況，將BIM 技術(shù)貫穿設(shè)計(jì)、施工等各個(gè)環(huán)節(jié)，促使其與工程有效銜接，將技術(shù)的作用及價(jià)值充分展現(xiàn)。

1 BIM 技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用難點(diǎn)

裝配式建筑可以直接使用預(yù)制房屋建筑構(gòu)件，通過(guò)裝配式施工建設(shè)，完成建筑的整體設(shè)計(jì)與施工，而且這種施工較為便捷，可以將自身的優(yōu)勢(shì)全面展現(xiàn)。但是，在實(shí)際運(yùn)用BIM技術(shù)的過(guò)程中，由于涉及工作較多，尤其是針對(duì)出圖、預(yù)制構(gòu)件應(yīng)用及各層模型數(shù)據(jù)的傳遞，一旦某環(huán)節(jié)存在不規(guī)范的情況，會(huì)導(dǎo)致整體施工效果無(wú)法得到保證，難以將BIM 技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)展現(xiàn)。因此，針對(duì)裝配式建筑設(shè)計(jì)圖樣式不規(guī)范、設(shè)計(jì)不標(biāo)準(zhǔn)及預(yù)制構(gòu)件重復(fù)的情況，必須掌握問(wèn)題原因，重視施工細(xì)節(jié)，圍繞多種施工難點(diǎn)制定符合施工項(xiàng)目的方案，實(shí)現(xiàn)更加有效的控制，彌補(bǔ)傳統(tǒng)施工作業(yè)中的問(wèn)題。

2 BIM 技術(shù)促進(jìn)裝配式建筑設(shè)計(jì)深化

2.1 提升裝配式施工的合理性

針對(duì)當(dāng)前裝配式建筑施工，為保證施工的合理性，應(yīng)該做好相對(duì)較為全面的分析，并適當(dāng)?shù)貙?duì)各項(xiàng)工作進(jìn)行優(yōu)化與落實(shí)，遵循各項(xiàng)工作標(biāo)準(zhǔn)，明確整體施工要求，通過(guò)規(guī)劃設(shè)計(jì)將BIM 技術(shù)貫穿各個(gè)環(huán)節(jié)。通過(guò)BIM 技術(shù)加強(qiáng)工程管理，需要加強(qiáng)對(duì)渠道與裝配施工管理控制的認(rèn)識(shí)，尤其是專(zhuān)業(yè)規(guī)劃管理，需要針對(duì)方案實(shí)施情況進(jìn)行修正，通過(guò)BIM 技術(shù)保證網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的穩(wěn)定化發(fā)展，專(zhuān)業(yè)化設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)該對(duì)整體設(shè)計(jì)要點(diǎn)掌握充分，并適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行優(yōu)化與落實(shí)，通過(guò)BIM 技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)一步對(duì)問(wèn)題進(jìn)行規(guī)劃，最大限度保證裝配式建筑設(shè)計(jì)深化的安全性及穩(wěn)定性[1]。

2.2 裝配式建筑設(shè)計(jì)效率的提高

通過(guò)BIM 技術(shù)的運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)設(shè)計(jì)信息的共享，并深入分析各項(xiàng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，確保在規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠提升整體設(shè)計(jì)效果，為后續(xù)施工的順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。除此之外，在實(shí)際建筑設(shè)計(jì)工作執(zhí)行的過(guò)程中，設(shè)計(jì)工作人員需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)進(jìn)行信息傳輸，并以共享平臺(tái)建立完善BIM 技術(shù)的運(yùn)用方案，確保通過(guò)專(zhuān)業(yè)內(nèi)容的上傳實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確高效的主體設(shè)計(jì)，而且在云計(jì)算技術(shù)的幫助下，可以強(qiáng)化對(duì)BIM 技術(shù)的運(yùn)用，通過(guò)三維虛擬建模系統(tǒng)對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，篩選設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，并尋求創(chuàng)新點(diǎn)，減少影響及限制。

2.3 保證裝配式建筑設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化

裝配式建筑結(jié)構(gòu)預(yù)制配件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化作為建筑施工質(zhì)量保證的基礎(chǔ)，必須得到廣泛重視，并通過(guò)多種類(lèi)型工作的優(yōu)化，對(duì)預(yù)制結(jié)構(gòu)部件樣式及尺寸進(jìn)行確定。BIM 技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)建筑信息的有效收集與調(diào)整，進(jìn)而展現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)信息的開(kāi)放性和共享性特點(diǎn)，通過(guò)不同裝配式建筑預(yù)制結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行落實(shí)，并針對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行合理的優(yōu)化，提升整體設(shè)計(jì)的質(zhì)量，避免受限制導(dǎo)致設(shè)計(jì)效果無(wú)法得到全面保證，只有保證裝配式建筑設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，才有助于提升設(shè)計(jì)效果。

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

3.1 圖紙繪制與模型建立

在應(yīng)用BIM 技術(shù)進(jìn)行建模的過(guò)程中，各個(gè)構(gòu)件資料以參數(shù)形式在數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存，需要根據(jù)實(shí)際情況制定標(biāo)準(zhǔn)并建立模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的合理化應(yīng)用，而且BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以確定任何一個(gè)構(gòu)件的尺寸，進(jìn)而將其數(shù)據(jù)合理地儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。因此，在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，若出現(xiàn)構(gòu)件修改的情況，只需要在BIM 技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行調(diào)整，使模型中與之相關(guān)的數(shù)據(jù)得到修改，避免傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)容的重復(fù)改正，降低因圖紙修改而產(chǎn)生的影響。通過(guò)建立BIM 模型可以方便快捷地檢索各種構(gòu)建信息，并根據(jù)實(shí)際情況生成三維模型及參數(shù)列表，通過(guò)可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)各構(gòu)件的分析，保證材料質(zhì)量[2]。

3.2 鋼筋規(guī)劃設(shè)計(jì)

在裝配式建筑施工作業(yè)環(huán)節(jié)，鋼筋發(fā)揮著不可替代的作用及優(yōu)勢(shì)，需要得到廣泛重視，確?？梢灾贫ㄡ槍?duì)性發(fā)展方案，提升裝配式施工的效果。對(duì)于裝配式建筑整體性、牢固性及安全性等問(wèn)題，必須加強(qiáng)重視，并合理地對(duì)各項(xiàng)工作進(jìn)行優(yōu)化，提升裝配式建筑鋼筋設(shè)計(jì)的效果。因此，在BIM 技術(shù)運(yùn)用過(guò)程中，應(yīng)遵循拆分基本原則，明確構(gòu)造的要求，對(duì)整體鋼筋布置進(jìn)行優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流程的調(diào)整與確定，借助BIM 技術(shù)功能全面獲取鋼筋數(shù)據(jù)，優(yōu)化鋼筋的整體設(shè)計(jì)，確保其滿(mǎn)足應(yīng)用要求。

3.3 實(shí)現(xiàn)多部門(mén)的整合

在裝配式建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，為保證整體設(shè)計(jì)的質(zhì)量，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)共享的認(rèn)識(shí)，并適當(dāng)?shù)貎?yōu)化設(shè)計(jì)方案，通過(guò)信息共享性實(shí)現(xiàn)優(yōu)化與建設(shè)，發(fā)揮BIM 技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)及價(jià)值。其中，BIM 技術(shù)可以為工程建設(shè)提供三維設(shè)計(jì)信息交互平臺(tái)，將建設(shè)涉及的各專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域整合到平臺(tái)上，這樣各部門(mén)可以對(duì)信息進(jìn)行充足的掌握，實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)工作的協(xié)同處理，發(fā)揮不可替代的作用及價(jià)值，提升整體設(shè)計(jì)的高效性。BIM 技術(shù)可以建立模型對(duì)碰撞情況進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，從而合理地進(jìn)行優(yōu)化，促使問(wèn)題得到修正與控制，為后續(xù)工程的順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)，減少返工現(xiàn)象。

3.4 提升工程造價(jià)的準(zhǔn)確性

傳統(tǒng)工程造價(jià)方式需要造價(jià)人員瀏覽工程圖紙進(jìn)行工作量統(tǒng)計(jì)，不僅會(huì)浪費(fèi)較多的人力，而且在報(bào)價(jià)過(guò)程中其準(zhǔn)確性存在一定的差異，甚至?xí)霈F(xiàn)預(yù)算問(wèn)題。而對(duì)于BIM 技術(shù)的運(yùn)用有助于通過(guò)建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，結(jié)合建筑相關(guān)模型快速地計(jì)算工程造價(jià)，減少人工計(jì)算操作所產(chǎn)生的影響，降低出錯(cuò)率，提高工程報(bào)價(jià)的效率[3]。

3.5 結(jié)果分析與結(jié)構(gòu)模型的轉(zhuǎn)換

在裝配式建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以將自身的優(yōu)勢(shì)展現(xiàn)，設(shè)計(jì)工作應(yīng)該合理地對(duì)結(jié)構(gòu)模型與結(jié)構(gòu)分析模型進(jìn)行轉(zhuǎn)化，其作為設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)較為重要的工作，必須合理地進(jìn)行規(guī)劃。其中，通過(guò)BIM 技術(shù)建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將Revit 建筑模型導(dǎo)入到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，以便對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)化分析，隨后通過(guò)結(jié)構(gòu)導(dǎo)入到Revit 模型當(dāng)中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)成功建模與轉(zhuǎn)換。

3.6 建筑拆分設(shè)計(jì)

在BIM 模型建設(shè)中，裝配式建筑設(shè)計(jì)樓板、墻體等各項(xiàng)工作需要通過(guò)拆分設(shè)計(jì)進(jìn)行，這樣可以展現(xiàn)設(shè)計(jì)的整體性。因此，在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)遵循精確、科學(xué)、連續(xù)的設(shè)計(jì)方案，并通過(guò)相應(yīng)建筑構(gòu)件生產(chǎn)預(yù)制，保證后期建筑施工的合理性，進(jìn)而更加全面地進(jìn)行優(yōu)化與落實(shí)，簡(jiǎn)單便捷地進(jìn)行施工規(guī)劃，確定最終設(shè)計(jì)結(jié)果。

4 裝配式建筑生產(chǎn)階段BIM 技術(shù)的應(yīng)用

4.1 預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)

裝配式建筑的基礎(chǔ)是生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件，構(gòu)件作為裝配式建筑的重要組成部分，應(yīng)合理地進(jìn)行規(guī)劃，制定符合建筑工程施工的方案，提升整體設(shè)計(jì)的效果，減少過(guò)程中產(chǎn)生的影響及限制，發(fā)揮不可替代的優(yōu)勢(shì)。BIM 信息共享平臺(tái)的建立有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)建生產(chǎn)廠商的落實(shí)，通過(guò)建立與健全各項(xiàng)工作方案，提升整體設(shè)計(jì)的效果，杜絕多種因素的影響與限制，為工程項(xiàng)目管理及流程優(yōu)化提供幫助。需要注意的是，在實(shí)際進(jìn)行規(guī)劃建設(shè)的過(guò)程中，還應(yīng)該對(duì)預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)要點(diǎn)有充足的掌握，并適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行優(yōu)化與落實(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程準(zhǔn)備計(jì)劃的落實(shí)，為裝配式建筑設(shè)計(jì)深化奠定基礎(chǔ)[4]。

4.2 預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸

生產(chǎn)與運(yùn)輸作為裝配式建筑設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化與落實(shí)，并不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)體積較大和重量較大構(gòu)件的運(yùn)輸進(jìn)行全面分析，掌握整體運(yùn)輸效果，實(shí)現(xiàn)更加合理的控制，杜絕運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。因此，在進(jìn)行運(yùn)輸與設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要對(duì)運(yùn)輸車(chē)輛進(jìn)行全面監(jiān)控，并通過(guò)定位芯片的裝備，實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)輸車(chē)輛的情況，提前做好相應(yīng)的準(zhǔn)備，保證整體設(shè)計(jì)效果。

5 裝配式建筑深化設(shè)計(jì)中BIM 技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

5.1 BIM 技術(shù)與構(gòu)件設(shè)計(jì)

通過(guò)BIM 技術(shù)的運(yùn)用，可為裝配式建筑設(shè)計(jì)深化提供更多幫助，強(qiáng)化人員與施工之間的溝通，實(shí)現(xiàn)BIM 設(shè)計(jì)與施工單位的優(yōu)化，通過(guò)對(duì)掌握構(gòu)件的應(yīng)用與方案設(shè)計(jì)，有助于通過(guò)施工信息的輸入提升裝配式建筑模型建立的效果，避免受某一環(huán)節(jié)影響導(dǎo)致整體設(shè)計(jì)的效果無(wú)法得到保證，只有進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，才能夠提高施工質(zhì)量，為后續(xù)施工生產(chǎn)提供參考。

5.2 BIM 技術(shù)與總裝模型整合設(shè)計(jì)

在應(yīng)用BIM 技術(shù)的過(guò)程中，需要做好模型拆分與處理工作，并通過(guò)合理的優(yōu)化運(yùn)用，提升整體設(shè)計(jì)的效果，將建筑進(jìn)行模型分組，拆分成總裝模型A 戶(hù)型和B 戶(hù)型，并在前期準(zhǔn)備工作中掌握施工設(shè)計(jì)情況，通過(guò)建立健全施工方案，從施工圖中充分認(rèn)知整體設(shè)計(jì)要點(diǎn)，進(jìn)而通過(guò)模型建立環(huán)節(jié)對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行有效模擬，提升現(xiàn)澆模型的應(yīng)用效果，進(jìn)一步拓展模型組裝，形成標(biāo)準(zhǔn)層、女兒墻層等。在構(gòu)建每一層級(jí)模型的過(guò)程中，應(yīng)通過(guò)BIM 功能進(jìn)行優(yōu)化與落實(shí)，并針對(duì)預(yù)制構(gòu)件的應(yīng)用情況，深化設(shè)計(jì)方案，發(fā)揮BIM 技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，以便后期的模型組裝。

5.3 BIM 技術(shù)與碰撞檢查

裝配式建筑在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，由于涉及的工作較多，尤其是針對(duì)管線設(shè)計(jì)，在交叉工作施工的過(guò)程中應(yīng)該做好相對(duì)較為全面的分析，確保在此環(huán)節(jié)可以明確是否需要借助BIM技術(shù)進(jìn)行碰撞檢測(cè)，在檢測(cè)過(guò)程中需要配合人工檢測(cè)，細(xì)致地對(duì)碰撞問(wèn)題進(jìn)行排查，利用BIM 技術(shù)合理地對(duì)各項(xiàng)工作進(jìn)行落實(shí)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同檢測(cè)，提升碰撞檢測(cè)的效率與精準(zhǔn)度[5]。

5.4 BIM 技術(shù)與設(shè)計(jì)出圖

在完成裝配式建筑設(shè)計(jì)后，需要將設(shè)計(jì)圖紙打印，并根據(jù)設(shè)計(jì)方案中的圖紙數(shù)量對(duì)設(shè)計(jì)出圖環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督，提升整體設(shè)計(jì)效果。其中，在工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需要通過(guò)制作6 張圖紙目錄和6 張預(yù)制構(gòu)件平面布置圖，并根據(jù)實(shí)際情況生產(chǎn)若干張?jiān)O(shè)計(jì)圖紙，而且在出圖過(guò)程中應(yīng)合理地運(yùn)用Revit 文件，通過(guò)PDF 進(jìn)行圖紙導(dǎo)出，保證預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)圖紙出圖的準(zhǔn)確性，避免受某一環(huán)節(jié)限制導(dǎo)致出圖問(wèn)題。

6 結(jié)語(yǔ)

總而言之，裝配式建筑在發(fā)展中的主要難題就是建筑標(biāo)準(zhǔn)化的問(wèn)題，其關(guān)系到建筑前期統(tǒng)籌、構(gòu)件設(shè)計(jì)及構(gòu)件生產(chǎn)等各項(xiàng)工作，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)多種類(lèi)型工作的認(rèn)識(shí)，通過(guò)相互協(xié)調(diào)與配合，將BIM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)全面展現(xiàn)，解決所面臨的難題。因此，在實(shí)際運(yùn)用BIM 技術(shù)的過(guò)程中，對(duì)于建筑應(yīng)用要點(diǎn)應(yīng)有充足的掌握，并適當(dāng)?shù)貙?duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)建筑構(gòu)件生產(chǎn)及多種問(wèn)題進(jìn)行落實(shí)，為裝配式建筑設(shè)計(jì)的策劃提供幫助，合理地對(duì)施工步驟進(jìn)行分解，從技術(shù)角度解決裝配式構(gòu)件存在的問(wèn)題，更加全面地體現(xiàn)優(yōu)化的效果。需要注意的是，在遵循BIM 技術(shù)應(yīng)用原則的同時(shí)，還應(yīng)該展示自身的靈活性，更加有效地應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)施工問(wèn)題，對(duì)裝配式和BIM 兩大技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探究，確保可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，符合建筑企業(yè)發(fā)展與應(yīng)用需求，促進(jìn)建筑工程項(xiàng)目建設(shè)工作的順利進(jìn)行。