基于BIM技術的裝配式預制構件庫研究

張玉琢 張德海 張岐

摘? 要：裝配式建筑的推廣能夠使資源得到節約，可以減少施工所帶來的各種污染，同時也可以在保證施工質量的同時有效提升工作效率和施工人員的安全。文章研究了預制構件BIM數據庫構建方法，試圖為裝配式結構設計提供一種新的思路，最終可以實現設計、生產、施工的一體化建造。

關鍵詞：BIM技術;裝配式;預制構件;數據庫

中圖分類號：TU17? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）06-0141-02

引言

預制構件是裝配式建筑的基礎，裝配式建筑的建造是基于預制構件進行系統集成實現建筑功能并滿足各層用戶需求的過程。裝配式建筑必須要求打破傳統的先專業拆分設計后施工的模式，轉到以設計師牽頭，進行建筑系統集成、建筑產品化的思路上來。預制構件BIM數據庫的構建研究是裝配式建筑實現集成設計、智能制造、虛擬建造的重要實現基礎，可以在更高層次上實現裝配式建筑全流程全專業全產業的一體化集成，而不僅僅把BIM數據庫作為三維模型的儲存空間[1-4]。

本文研究構建預制構件BIM數據庫，產生的一系列應用技術成果可深度契合到工業化生產的預制裝配式混凝土建筑體系中，能夠推動建設工程的預制和裝配技術，提高建筑工業化技術集成水平。

1 預制構件BIM數據庫基本原理

1.1 預制構件的模數化設計

現如今裝配式設計方法和結構體系類型層出不窮，但是預制構件與部品的模數化設計概念并不強，預制構件為了預制尺寸而預制生產。因此，模數化設計是必須預制構件與部品首要遵循的前提，以用來協調尺寸。

1.2 BIM構件庫的功能分析

通過對裝配式結構設計軟件研發系統框架的研究，希望BIM構件庫可以實現的功能主要可以歸納有以下內容：

（1）預制裝配式結構設計方法采用了搭積木的方式進行虛擬建造，各構件如何組合成型，是預制裝配式結構必須解決的關鍵問題，而且現階段暫未出現成熟的拆分-組合方法。構建優秀的預制裝配式BIM構件庫，為預制構件間的合理有效的組合提供原材料。因此，BIM構件庫必須提供優秀的實體模型。

（2）BIM構件庫為BIM模型的結構設計與分析提供信息支撐，其本質上是研發基于BIM構件庫的自主預制裝配式結構設計BIM平臺。因此，BIM構件庫必須提供完備的參數信息。

1.3 實現一體化建造

BIM構件庫是預制裝配式混凝土結構設計基礎，便可以實現混凝土結構設計精度的提升，實現覆蓋設計、構件加工、現場施工等。搭建出預制裝配式BIM模型能夠在一定程度上強化設計與施工、生產之間的聯系。

2 BIM構件庫創建的關鍵技術

基于BIM構件庫的裝配式結構設計方法能夠高效地進行運用的核心是建筑數據的高度共享，而要想達到高度的數據共享，就要把通用性較強的構件進行有效的管理，因此必須實現完善的預制構件BIM構件庫。它作為研究的核心內容，需要持續不斷的進行理論上的研究以及實踐中的運用，使BIM構件庫的實現成為可能。

2.1 BIM構件庫的創建步驟

在實際的構建完善構件庫的過程中，普遍會進行如下的BIM構件庫創建5大步驟，如圖1所示。

2.2 預制構件的分類

對構件進行標準化的分類是構件錄入構件庫首要流程，也是構件檢索的重要影響因素。在實際的運用進程中，為了進一步地提升構件庫的便捷性，要清楚了解我國目前技術成熟的裝配式結構體系，并在此基礎上總結國內裝配式結構中的BIM預制構件分類體系。

2.3 預制構件編碼錄入

構件的標準化分類，僅僅是完成了對于構件的選擇，而構件庫的內容上還有著較大的缺失。對于存儲在構件庫中的各個構件而言，為了達到良好的區分效果，必須要制定相應的標識碼，并且做到一一對應。預制構件的編碼方法裝配式建筑中預制構件為了保證編碼的簡單實用，需要統一形式編碼，如DL代表疊合梁，YZ代表預制柱。預制構件分類編號，如圖2所示。

2.4 預制構件信息錄入

在構件設計的每個流程中，需要的信息數量是有著一定程度的差異的。在這樣的背景之下，要求必須要進行信息的進一步分級，在BIM構件庫中的預制構件信息錄入流程中，僅僅選取需要的信息深度就能夠達到操作的標準要求。

2.5 預制構件審核入庫

對于剛上傳的構件，檢索系統是無法檢索出結果的，系統會自動把構件劃分到待檢中，根據不同的分類把用戶上傳的構件分配到入庫界面中，等待統一審核。審核合格者正式入庫，審核不合格者刪除并提交反饋意見和反饋說明。這樣做的好處有兩個，其一是大大減輕了管理人員的負擔，其二是確保檢索構件的可靠性與真實性。目前，人工審核仍然是驗證工作的主體，面對如此龐大的構件信息，需要審核人員有足夠的耐心和細心，檢測構件的各項功能是否滿足要求，只有在確保準確無誤后才能入庫，即通過審核的構件能“真正入庫”，并能被檢索到。

2.6 BIM構件庫的總體功能設計

裝配式建筑BIM構件庫系統以視圖的形式表現出模塊的各項內容，并以及相關的標準區劃出構件庫的性能需求。在實際的設計過程中，因為項目中涵蓋了大量的信息數據，需要耗費較多的時間，為了提升操作的整體效率，進行了如圖3的功能設計。

3 結束語

BIM構件庫的創建主要包括預制構件BIM模型創建和BIM構件庫的總體功能設計兩部分。通過對構件分類、編碼及不同深度等級的信息完整錄入，選定利用Revit軟件平臺完成BIM預制構件的創建，說明了BIM構件庫總體功能設計框架，最終實現對預制構件的入庫審核，對預制構件進行合理、有效的存儲管理、修改和刪除、上傳、檢索、調用。

參考文獻：

[1]葉浩文，江國勝，周沖.裝配式建筑三個一體化的發展思考[J].建設科技，2016（Z1）：50-52.

[2]夏緒勇，張曉龍，鮑玲玲，等.基于BIM的裝配式建筑設計軟件的研發[J].土木建筑工程信息技術，2018，10（02）：40-45.

[3]吳秀華.做好BIM技術的優化及在建筑工程管理中的應用[J].科技創新與應用，2019（02）：190-191.

[4]李想.基于BIM技術的裝配式機電優化研究[J].科技創新與應用，2018（27）：135-136.