BIM技術在裝配式建筑深化設計中的應用

張余

前言

在建設項目中，其核心管理技術是BIM技術。其中，BIM技術的優勢主要體現在建筑設計過程中各專業的協調以及建設項目的數據管理。BIM管理所有建筑物的數據，并提供分析軟件界面，數據導入和建模計算，分析建筑物的整體或部件。

1 BIM與標準化設計

1.1 標準化BIM構件庫的建立

預制建筑的一個典型特征是標準化的預制組件或部件在工廠生產，然后運輸到施工現場進行組裝和裝配成為一個整體。預制建筑設計必須適應其特點。在預制建筑物的BIM應用中，應該模擬工廠加工的方法，并以“預制構件模型”的形式進行系統集成和表達。這需要為預制建筑物建立BIM組件庫。通常BIM組件庫基于大數據核心，運用虛擬運營和高端科學技術，建立預制建筑BIM組件庫，BIM虛擬組件的數量，類型和規格可以不斷增加，并且可以逐步構建標準預制組件庫。

1.2 可視化設計

與使用BIM的傳統建筑類似，預制建筑的BIM應用通過視覺設計促進了人機友好的協作和更精致的設計。可視化設計將實現模型與設計的實際結果相對比，能夠有效避免設計中的失誤或是檢測誤差所造成的損失。可視化設計提前將設計結果通過模型的方式展現出來，便于低成本檢測和修改設計方案。

1.3 BIM構件拆分及優化設計

在預制建筑中，預制組件的“分體設計”通常被稱為“組件拆卸”。大多數傳統方法是在施工圖完成之后，然后組件工廠執行“組件分離”。事實上，正確的方法是讓專業人士參與初步規劃階段，并確定預制建筑物的技術路線和工業化目標。在方案設計階段，根據既定目標，按照組件分離原則創建方案，以避免方案不合理造成的技術非理性的不合理性，避免由于前后脫節造成的設計失誤。由于自身拆分優化的能力較強，BIM信息化有助于建立上述工作機制。

1.4 BIM協同設計

BIM模型采用三維信息模型作為一個集成平臺，適合各個行業技術層面的協同工作。BIM模型還包括建筑物的材料信息，工藝設備信息和成本信息。

2 BIM與工廠化生產

2.1 構件加工圖設計

通過BIM模型，可以直接在BIM模型上生成與建筑構件的信息表達和構件處理圖紙，這不僅能夠清晰地傳達傳統圖紙的二維關系，而對于復雜的空間輪廓關系也可以清晰地表達出來，還可以將離散的2D繪圖信息轉化為模型，這樣的模型可以更加緊密地實現與預制工廠的協作和接口。構建加工圖的多樣化設計保障源于BIM技術的實時性對接，模型時刻反饋著設計結構的改變，加工圖隨之變化，將原本復雜多變的設計方案轉化成隨時可看的實體沙盤，有利于構件加工的高效運轉。

2.2 構件生產指導

BIM建模是架構的真實反映。它可以自動生成組件下料訂單，調度訂單和模具規格參數等生產形式，調整構件生產，并且可以幫助工人更好地通過視覺表達來理解設計意圖。可以形成BIM生產模擬動畫，流程圖，說明圖等輔助培訓資料，有助于提高工人生產的準確性和質量效率。

2.3 通過CAM數字化制造預制組件

在工廠化和機械化生產方式的幫助下，集中式和大型生產設備只需要將BIM信息數據輸入設備。機械生產的自動化可以實現。

3 BIM與裝配化施工

3.1 施工現場組織及工序模擬

將施工進度表寫入BIM信息模型，并將空間信息和時間信息整合到可視化4D模型中，可以直觀而準確地反映整個施工過程。預先預測項目主體施工的控制方式和施工安排是否平衡，總體規劃、場地布局是否合理，過程是否正確，能否及時優化。

3.2 施工安裝培訓

通過虛擬施工，安裝施工管理人員可以非常清楚預制房屋的裝配結構，避免了二維圖紙造成的理解偏差，確保項目按計劃進行。

3.3 施工模擬碰撞檢測

通過碰撞檢測分析，可以收集和糾正在傳統的二維模式中不容易察覺的“錯誤缺失丟失”。如預制構件內部構件的碰撞檢測，地板采暖管道與電力線路之間潛在的交錯碰撞。

3.4 復雜節點的施工模擬

通過施工模擬預復雜件和關鍵施工節點，增加工人對施工環境和施工措施的熟悉程度，提高施工效率。

4 BIM與一體化裝修

4.1 裝修部品產品庫的建設

民用建筑裝飾作為一種工業化生產方式的整合，可以促進整個生產過程中生產效率的提高，并將進入裝修階段。將標準化設計集成到項目的設計階段可以有效地配置生產資源。

4.2 可視化設計

通過便捷的可視化室內渲染可確保室內空間質量，并幫助設計人員優化設計。統一浴室和其他部件的BIM設計和仿真安裝可實現設計優化，成本統計和安裝指導。

4.3 信息化集成

將產業鏈中每個家具制造商的商品信息集成到BIM模型中，為計算內部組件的數量提供數據支持。對于用于裝飾的定制零件和家具，可以在項目階段與制造商聯系以實現家具廠的大規模生產。同時，保留了良好的土建工程界面，按照模塊化集成的原則，保證了機電系統的模塊化協調，協調和全面協調。

5 BIM與信息化管理

5.1 經濟算量分析

經濟計算的主要原則是實現“準量，估計”。結合工業化房屋的特點，組裝設計插件是自主開發的。通過分類統計，可以快速進行設計方案的工程分析以比較選項。在計劃的計劃階段實現對成本的最初控制。

5.2 RFID等實現追溯裝配質量管理

為了將建筑信息集成到同一個BIM模型中，BIM服務貫穿整個項目生命周期過程。一方面，可以實現住宅產業信息化；另一方面，可將生產，建設，運營和維護階段的實際需求和技術融入設計階段，并在虛擬環境中預覽現實，真正實現BIM信息應用的信息集成優勢預嵌入芯片和其他數字標簽嵌入預制組件中，以在生產，運輸，施工和管理的每個重要步驟中記錄相應的質量管理信息。可以實現建筑物質量的責任，從而提高建筑物的質量。

5.3 使用BIM云平臺實現及時，全局和數字化管理

BIM信息技術和云技術的結合可以有效地在云中傳輸信息。打開部門之間的橫向連接，通過移動設備建立客戶端，實時查看項目需要的信息。真正實現項目移動辦公的合作，提高項目的準確性。

6 結語

從以上可以看出，預制建筑設計能夠在工業BIM信息化的背景下融入信息化浪潮，并利用其自身的研發，設計和整合優勢。產業鏈的擴張和流程延伸的實現必將成為新時期工業化建設的創新潮流。圍繞這一創新趨勢，BIM對于設計行業將有很多東西可以提供。