BIM 技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的研究與實(shí)踐分析

向東升

隨著節(jié)能減排工作的不斷推進(jìn)，各行各業(yè)都在尋求更為高效的資源利用方式，建筑行業(yè)更是如此。由于傳統(tǒng)的建筑行業(yè)存在資源浪費(fèi)等現(xiàn)象，已經(jīng)逐漸被日益發(fā)展的社會(huì)所淘汰，而裝配式建筑由于其資源利用率高、污染小等優(yōu)點(diǎn)受到了現(xiàn)代建筑行業(yè)的一致追捧。

1 BIM 技術(shù)概述

BIM 技術(shù)是指將建筑物的功能特性以及物理實(shí)體進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)的技術(shù)。數(shù)字化模型的建立，將實(shí)現(xiàn)建筑物數(shù)據(jù)的傳遞以及共享。在BIM 技術(shù)的使用過(guò)程中，其具有以下幾方面的應(yīng)用特點(diǎn)，第一方面，可視化特點(diǎn)。在可視化特點(diǎn)中，BIM 技術(shù)所構(gòu)建出的建筑模型是透明的，能夠?qū)ㄖ锏木唧w數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面的展現(xiàn)。第二方面，BIM 技術(shù)具有協(xié)調(diào)性的特點(diǎn)[1]。該種特點(diǎn)的出現(xiàn)主要是由于設(shè)計(jì)人員與管理人員可以通過(guò)BIM 技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程或者施工過(guò)程中的各項(xiàng)工作進(jìn)行調(diào)節(jié)。在現(xiàn)階段的BIM 技術(shù)應(yīng)用中，主要將BIM 技術(shù)應(yīng)用在建筑物的數(shù)據(jù)模型建立中，并且利用該種數(shù)據(jù)模型對(duì)設(shè)計(jì)以及施工過(guò)程中的具體問(wèn)題進(jìn)行清晰的解決并及時(shí)的調(diào)整，進(jìn)而避免在具體施工過(guò)程中出現(xiàn)安全問(wèn)題。

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

2.1 BIM 模型建立及圖紙繪制

利用BIM 技術(shù)建立數(shù)字化的裝配式建筑信息模型，后續(xù)所有的設(shè)計(jì)工作全部圍繞該模型展開(kāi)。首先通過(guò)可視化的輔助圖形編輯軟件進(jìn)行裝配式建筑建模，根據(jù)測(cè)繪、地質(zhì)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建立參數(shù)化的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)裝配式建筑各種構(gòu)件結(jié)構(gòu)的尺寸、規(guī)格等參數(shù)進(jìn)行標(biāo)注，使裝配式建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)更加智能和便捷。同時(shí)由于模型中的某一參數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)生改變，與之相關(guān)的所有構(gòu)件信息都會(huì)隨著更新變化，而B(niǎo)IM 模型關(guān)聯(lián)性的特點(diǎn)可以有效解決圖紙之間的錯(cuò)、漏等導(dǎo)致的信息不一致的問(wèn)題。

2.2 基于BIM 模型的工業(yè)化建筑資源庫(kù)的建立

將BIM 技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，工業(yè)化建筑資源庫(kù)的建立和完善十分必要，資源庫(kù)囊括了部件庫(kù)、部品庫(kù)、土建構(gòu)件庫(kù)以及機(jī)電設(shè)備庫(kù)等多方面的內(nèi)容。在BIM模型中包含了大量的建筑物設(shè)計(jì)信息，通過(guò)信息的應(yīng)用可以高校的生成的建筑工業(yè)化生產(chǎn)所需各類(lèi)部品、部件或是構(gòu)件的數(shù)據(jù)表單。

2.3 裝配式建筑設(shè)計(jì)的BIM 數(shù)據(jù)鏈接技術(shù)

在裝配式建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)BIM 模型的構(gòu)建能夠?qū)崿F(xiàn)建筑、結(jié)構(gòu)等專(zhuān)業(yè)信息的集成和共享，相較于傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)，基于BIM 技術(shù)的設(shè)計(jì)模式能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)的可視化表現(xiàn)，使建筑相關(guān)各方可以更加清晰、直觀的了解項(xiàng)目的具體內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)質(zhì)量的有效提升。此外，BIM 設(shè)計(jì)具備標(biāo)準(zhǔn)的資源庫(kù)，通過(guò)BIM 數(shù)據(jù)鏈接技術(shù)，可以在裝配式建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、裝配以及全生命周期中管理中實(shí)現(xiàn)信息的流暢傳遞，避免出現(xiàn)信息錯(cuò)誤或是丟失的情況。由此可見(jiàn)，BIM 數(shù)據(jù)鏈接技術(shù)對(duì)于裝配式建筑設(shè)計(jì)的現(xiàn)代化發(fā)展具有十分重要的推動(dòng)作用。基于BIM 模型的數(shù)據(jù)具有良好的統(tǒng)一性和關(guān)聯(lián)性，可以實(shí)現(xiàn)裝配式建筑不同建設(shè)階段數(shù)據(jù)信息的有效傳遞和高效利用。在上下游信息有效傳遞的情況下，通過(guò)下游接收信息后反饋的信息可以對(duì)上游的工程活動(dòng)進(jìn)行有效的控制，這對(duì)于裝配式建筑全生命周期的管理來(lái)說(shuō)意義重大。為了提升數(shù)據(jù)傳遞的效率，要結(jié)合各設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的具體需求對(duì)BIM 數(shù)據(jù)的創(chuàng)建進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

2.4 構(gòu)件拆分

將結(jié)構(gòu)分析模型導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，并借助BIM 技術(shù)形成包含構(gòu)件的界面輪廓、材質(zhì)和鋼筋信息，并依據(jù)工程需要對(duì)局部進(jìn)行調(diào)整和修改，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)件的拆分工作。首先將結(jié)構(gòu)分析模型中的現(xiàn)澆構(gòu)件拆分成若干個(gè)零件，再將多個(gè)零件組合成組件，最終完成構(gòu)件拆分的全過(guò)程。

2.5 鋼筋創(chuàng)建

借助BIM 技術(shù)，并依照裝配式建筑構(gòu)件中的鋼筋的構(gòu)造要求和拆分原則，建立構(gòu)件中鋼筋布置的流程，通過(guò)調(diào)用BIM 系統(tǒng)中的相關(guān)程序，形成鋼筋相關(guān)參數(shù)信息和鋼筋的布置規(guī)則。縱筋在梁跨中后澆段中斷開(kāi)，后澆段甩出長(zhǎng)度應(yīng)滿(mǎn)足套筒安裝的實(shí)際尺寸。

2.6 埋件布置

首先設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)拆分細(xì)則，并利用BIM 軟件對(duì)預(yù)制構(gòu)件埋件的相關(guān)布置規(guī)則進(jìn)行編輯，例如，梁柱埋件可以使用建立包含埋件的內(nèi)嵌，到那時(shí)梁、板中的鋼筋吊鉤應(yīng)需要重新進(jìn)行吊鉤形狀設(shè)計(jì)和位置的布置工作。預(yù)制柱上的埋件可以建立專(zhuān)門(mén)的預(yù)制柱進(jìn)行布置，要將預(yù)制柱的墻與柱連接處的鋼筋參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，并結(jié)合工程需要，適時(shí)調(diào)整鋼筋參數(shù)。

將BIM 技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑設(shè)計(jì)中，利用BIM 技術(shù)構(gòu)建三維立體模型進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了裝配式建筑設(shè)計(jì)的可視化目的，設(shè)計(jì)人員可以直觀的表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，便于相關(guān)人員理解，提高了裝配式設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，縮短了設(shè)計(jì)的周期，增強(qiáng)了裝配式建筑產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)BIM 技術(shù)的科學(xué)使用，可為裝配式構(gòu)件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化處理提供所需的技術(shù)支持，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)該系統(tǒng)的高效利用，保持建筑領(lǐng)域良好的發(fā)展?fàn)顩r。因此，在未來(lái)的裝配式建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)該重視BIM 技術(shù)的應(yīng)用，以此為基礎(chǔ)更好的提升裝配式構(gòu)件設(shè)計(jì)水平。