BIM技術在裝配式建筑設計中的應用實踐

文/王中明 中旭建筑設計有限責任公司 北京 100044

1、前言

現代社會，伴隨著我國建筑行業的快速發展，BIM技術的不斷完善，由于BIM技術具備先進性、高效性以及適用性，受到建筑人士的高度關注和認可。而裝配式建筑師一種新型的建筑類型，具備施工簡單、容易拆卸等優勢，就促使建筑施工數量不斷增多，應用BIM技術能夠為建筑工程提供一個協調工作的平臺，實現裝配的可視化，也能大大提高工作效率，降低施工成本，因此在裝配式建筑設計中BIM技術得到了廣泛應用。

2、BIM技術與裝配置建筑的特點

BIM，即建信息模型，是由各種建筑信息相結合組成的建筑模型，并且在BIM技術的基礎上構建的建筑物模型具虛擬化特征，但是其能夠全面反映與建筑參數相關的信息。同時在建筑施工中應用BIM技術，不僅可以大大提高工程的可視化，還能夠提升施工水平。而裝配式建筑，是一種新型建筑模式，要想施工之前預制所需要的構件，在施工的時候與構件相互結合，形成建筑物。此外與傳統建筑相比較，裝配式建筑的施工效率更加高，拆卸也更加方便，即應用效果非常顯著，并且預制構件的質量會嚴重影響裝配式建筑施工質量，因此應用BIM技術有很大的優勢，應用施工之前的設計能夠很好的解決以上存在的問題，進而對整個建筑的施工質量進行大大提升，推動建筑行業朝著前方不斷進步和發展。

3、BIM技術在裝配式建筑設計中的應用實踐

3.1 工程概況

某工程為別墅建筑工程，該別墅一共3層，總面積415.65m2。為了提高該建筑工程的施工質量，本工程決定采用裝配式混凝土施工，促使其以裝配式建筑的形式相體現。與此同時將BIM技術應用到工程設計中，實現模塊化設計，從而提高建筑工程的施工效率。

3.2 建筑各層面的設計

3.2.1 戶型設計

建筑戶型應與之功能相匹配，以確保各功能區能夠被妥善分配到各個建筑區域。為達到上述目的，設計時應注意以下幾個方面的問題：

①根據別墅業主對各功能區布置的要求，分別設計各樓層的功能區位置。②判斷功能區的分布與別墅的戶型是否匹配。如不匹配，應適當調整某一方面的布置情況。③計算構件的受力情況，觀察設備有無碰撞。以國家標準要求為參考標準，提高戶型的設計水平。④戶型內可按照其功能的劃分情況而設計，需將以BIM技術為基礎而設計的各構件相互組合，使之成為有序的整體，在確保各功能區功能獨立的基礎上，在各功能區之間建立聯系，提高裝配式建筑設計的整體性與和諧性。

3.2.2 標準層設計

在裝配式建筑中，標準層設計是指設計人員在完成戶型設計之前，采用添加附件構成的建筑層次，在該層次設計中應用BIM技術，能夠大大提高模塊化設計的整體質量，主要從以下幾個方面掌握：

①采集與標準層施工有關的數據，例如：標準層的層厚及大小等；將數據輸入到BIM軟件中，由軟件完成對數據的處理，形成標準層設計模型，以供施工參考。②當施工中存在某部分數據發生了改變時，應立即更新BIM下的各項數據，提高數據的應用價值，確保工程能夠順利進行。

3.2.3 整體設計

裝配式建筑整體設計的目的在于提高各模塊間的協調性，確保建筑功能能夠達到業主的要求。可在利用BIM技術的基礎上，對裝配式建筑進行整體上的設計，方法如下：

①將各設計人員組織在一起，共同分析建筑不同功能區域的不同設計方法。②將各環節的設計參數，全部納入到BIM軟件中，提高裝配式建筑各環節設計內容的豐富性與全面性；③當參數補充完成后，即可運行模型，判斷是否存在設計方面的缺陷，如果存在，需要立即改正，直至模型能夠協調運行、建筑內各功能區的功能均能夠正常實現為止。

3.3 各施工環節的設計

3.3.1 構件設計

裝配式建筑構件的具體設計方法如下：

①將制作完成的建筑信息模型，導入至Revit軟件中，以使建筑的輪廓以及與鋼筋等有關的信息得到體現。②通過對模型的觀察，判斷局部是否存在設計漏洞，如果發現漏洞，應及時糾正。③拆分構件，采用Dtnamo實現可視化編程；將不同構件進一步拆分為零部件，判斷零部件是否齊全，如果齊全，則可重新組裝構件。

3.3.2 鋼筋設計

裝配置建筑鋼筋的設計方法如下：

①根據國家標準要求及工程需求建立鋼筋布置流程；通過對建筑信息模型的觀察，判斷是否存在待修改的鋼筋參數。②將鋼筋布置在預制構件中，使之能夠滿足構件的尺寸。③采用加密技術加密，完成設計。

3.3.3 埋件設計

在建筑工程中，對預制構件埋件進行設計的過程中，還要對其進行合理編輯，如：在梁柱埋件布置中，要采用自身富含埋件的內嵌式梁柱，但是梁柱、木板中的鋼筋吊鉤環還是需要另外設計和設置形狀，主要是因為其需要根據建筑物的結構和形狀調整，從而就能促使建筑結構滿足合理性和科學性要求。此外，在預制柱埋件過程中，要布置專門的預制柱，首先要將預制柱上，墻與柱連接的位置設置成相應的鋼板的高度，且要設置確切的參數，且在模型搭建中，要不斷根據建筑結構對此進行合理調整，以求使參數符合建筑模型的要求，為求更高的工作效率，工作人員需將參數關聯為全局參數，這樣就能從整體觀察參數的合理性，且觀察建筑結構的科學性，是非常有必要的。總之，在裝配式建筑設計中，BIM技術具備非常廣泛的應用范圍，不僅體現在構件設計和鋼筋設計方面，還能夠對埋件進行科學合理地設計。從這個角度來看，BIM技術在裝配式建筑設計方面是起到靈魂性的作用的，引導了更高質量、更快速度的裝配式建筑模型的建立，也是給后期裝配式建筑建設打下了好的基礎。因此建筑單位為了提高其裝配式建筑質量，BIM技術的使用是值得考慮的。

結語：

綜上所述，在開展裝配式建筑施工工作的過程中，應用BIM技術能夠很大程度的提高建筑設計效率，生產和施工水平，還能對裝配式建筑進行一體化管理控制，促使產業鏈條科學合理的朝前發展，也能在節約能源消耗的基本上大大減少對環境的污染。此外作為相關技術人員在具體工作實施中，還要進一步進行探究，才能促使BIM技術應用穩步前進，從而推動建筑行業的可持續發展。

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