BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

李俠 曲威鍵 劉偉

1.青島興正元房地產(chǎn)有限公司 山東青島 266000

2.青島海駿置業(yè)有限公司 山東青島 266000

裝配式建筑的核心工藝為按照構(gòu)件詳圖進(jìn)行物料采購(gòu)，在車間完成建筑構(gòu)件的組裝澆筑養(yǎng)護(hù)后直接運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝，其對(duì)于圖紙精度和一致性的超高標(biāo)準(zhǔn)自然地產(chǎn)生了對(duì)于BIM技術(shù)的應(yīng)用需求。當(dāng)下各設(shè)計(jì)院對(duì)于BIM技術(shù)如何具體應(yīng)用到裝配式項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、深化和輔助生產(chǎn)中，尚未達(dá)成共識(shí)，而構(gòu)件拆分模數(shù)化和精確化難度過大、深化設(shè)計(jì)周期過長(zhǎng)等行業(yè)難題也有待解決，原因在于設(shè)計(jì)理念和深化分工還缺乏連續(xù)性和整體性。結(jié)合當(dāng)前國(guó)家力推的裝配式建筑總承包項(xiàng)目管理的各項(xiàng)政策，從而讓設(shè)計(jì)、施工、構(gòu)建生產(chǎn)有了深度的融合，依托BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)范圍的延續(xù)與拓展成為裝配式建筑實(shí)施的必要條件[1]。

1 BIM技術(shù)具備的特點(diǎn)

BIM技術(shù)作為工業(yè)化生產(chǎn)中誕生的新興科學(xué)技術(shù)，已經(jīng)逐漸應(yīng)用于建筑行業(yè)中，尤其是在裝配式建筑中，BIM技術(shù)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在可視化、關(guān)聯(lián)性和模擬性等方面：①具有可視化特點(diǎn)。相比較傳統(tǒng)背景下的讀圖方式而言，是根據(jù)施工圖紙中的線條展開想象，但運(yùn)用BIM技術(shù)，能有效針對(duì)圖紙中存有的平面線條進(jìn)行立體化呈現(xiàn)，不僅提高了構(gòu)件之間的反饋性與互動(dòng)性，更是能讓工作人員一目了然；②具有關(guān)聯(lián)性特點(diǎn)。合理運(yùn)用BIM技術(shù)，能在裝配式建筑中創(chuàng)建信息模型，通過信息模型的方式體現(xiàn)相關(guān)性，從而減少信息分歧等問題的發(fā)生。此外，若是信息模型中的相關(guān)信息出現(xiàn)問題或遭受修改的話，其信息內(nèi)容也會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更新；③具有模擬性特點(diǎn)。BIM技術(shù)不僅能模擬建筑物模型，還能模擬虛擬事物或條件。比如：在建筑設(shè)計(jì)期間，可以進(jìn)行日照模擬、節(jié)能模擬等；在投標(biāo)或建設(shè)中，可以對(duì)施工情況進(jìn)行思維模擬，從而為施工方案的合理選擇提供有效參考；在運(yùn)營(yíng)階段時(shí)，也可以對(duì)遭遇緊急情況的人員疏散進(jìn)行模擬[2]。

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

2.1 在戶型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

①戶型內(nèi)部設(shè)計(jì)：保證戶型構(gòu)造合理性，是滿足業(yè)主方對(duì)建筑功能空間基本需求的必要條件。建筑設(shè)計(jì)師要根據(jù)戶型的構(gòu)造形態(tài)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索對(duì)應(yīng)的戶型結(jié)構(gòu)。設(shè)備設(shè)計(jì)師需參照戶型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，調(diào)整設(shè)備配置形態(tài)。與此同時(shí)，設(shè)備設(shè)計(jì)人員還要協(xié)調(diào)處理各類主體要素的內(nèi)在聯(lián)系，從根本上預(yù)防構(gòu)件碰撞問題。剪力墻模塊設(shè)計(jì)是整個(gè)模塊化設(shè)計(jì)體系中的重點(diǎn)內(nèi)容。優(yōu)化剪力墻模塊設(shè)計(jì)，可以提高協(xié)同設(shè)計(jì)效率，加強(qiáng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)性與精確性。②戶型間設(shè)計(jì)：戶型間設(shè)計(jì)是指通過傳遞戶型功能的結(jié)構(gòu)接口，選擇對(duì)應(yīng)的戶型形成完整的建筑單元。建筑系統(tǒng)是指通過構(gòu)件的有機(jī)整合，形成一個(gè)完整體系。其中，各戶型不但具有獨(dú)立功能，還存在著緊密的內(nèi)在聯(lián)系。戶型間的共享構(gòu)件稱之為接口。接口是各戶型間相互聯(lián)系的重要媒介。有效解決接口問題是優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟。按照構(gòu)件的共享部位差異，可將接口劃分為連接接口和重合接口兩類。連接接口是指兼具協(xié)調(diào)性與共享性特征的組合構(gòu)件，往往需要外部構(gòu)件進(jìn)行連接處理；而重合接口則是指共享部分重合的構(gòu)件[3]。對(duì)此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)遵循刪繁就簡(jiǎn)的基本原則，刪除重合接口中的重疊部分，在有效解決接口問題的基礎(chǔ)上，保證建筑的完整性。

2.2 構(gòu)件編碼以及信息創(chuàng)建

對(duì)預(yù)制式構(gòu)件進(jìn)行編碼是計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行識(shí)別以及處理的基礎(chǔ)，首先需要將預(yù)制式構(gòu)件按照其屬性以及類型進(jìn)行分類，建立類目；其次再對(duì)下屬預(yù)制式構(gòu)件進(jìn)行編碼，從而使每個(gè)預(yù)制式構(gòu)件都具備唯一性編碼。便于計(jì)算機(jī)快速識(shí)別。預(yù)制式構(gòu)件編碼需要遵循五項(xiàng)原則，其一是唯一性，即每個(gè)構(gòu)件需要具備唯一的編碼；其二是統(tǒng)一性，即所有構(gòu)件的編碼需要采用統(tǒng)一格式；其三是實(shí)用性，即預(yù)制式構(gòu)件編碼也便于計(jì)算機(jī)識(shí)別處理，便于工作人員使用和管理；其四是完整性，即預(yù)制式構(gòu)件編碼需要覆蓋數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中的所有構(gòu)件；其五是簡(jiǎn)明性，即編碼形式要盡量簡(jiǎn)單明了，用簡(jiǎn)單的字符表示。

2.3 埋件的布置工作

BIM技術(shù)的裝配式建筑在進(jìn)行構(gòu)件分析過程中要進(jìn)行科學(xué)合理的編輯分析工作，埋件布置工作也需要進(jìn)行合理的編輯工作，梁柱埋件一般是內(nèi)嵌式梁柱，要對(duì)梁柱和模板的鋼筋吊鉤環(huán)進(jìn)行獨(dú)立的分析設(shè)計(jì)工作，并且要根據(jù)建筑物的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，這樣才能夠保證工作的順利有效實(shí)施。

2.4 構(gòu)件調(diào)運(yùn)安裝環(huán)節(jié)

構(gòu)件調(diào)運(yùn)安裝環(huán)節(jié)執(zhí)行方案為：設(shè)置能與裝配式設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行直接數(shù)據(jù)對(duì)接的模擬仿真平臺(tái)。在裝配式項(xiàng)目BIM設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，建立制造車間和安裝現(xiàn)場(chǎng)兩大場(chǎng)地BIM以及配套的措施項(xiàng)目、施工機(jī)具模型體系。要真正實(shí)現(xiàn)有效的技術(shù)交底和施工管理，核心即在于兩個(gè)平臺(tái)間數(shù)據(jù)對(duì)接的高效，模擬平臺(tái)端項(xiàng)目構(gòu)件模型樹和設(shè)計(jì)端項(xiàng)目模型樹相一致，進(jìn)而保證模擬展示平臺(tái)上可實(shí)現(xiàn)以準(zhǔn)確資源管理為基礎(chǔ)的施工輔助管理。最終實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)和模擬展示的高度一致[4]。

3 結(jié)語

綜上所述，將BIM技術(shù)與裝配式建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合，可以有效解決當(dāng)前裝配式建筑存在的信息交流障礙、無法協(xié)同設(shè)計(jì)、各個(gè)環(huán)節(jié)無法有效銜接等問題，對(duì)于我國(guó)裝配式建筑的發(fā)展具有極大的促進(jìn)作用。