裝配式建筑設(shè)計中的BIM方法應(yīng)用分析

夏建鋒

摘 ? ?要：本文介紹了BIM技術(shù)的基本概念，論述了BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢，并且以戶型設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、模擬施工設(shè)計與協(xié)同設(shè)計為切入點，圍繞BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計中的實踐應(yīng)用展開探究，旨在提升BIM技術(shù)應(yīng)用水平，優(yōu)化裝配式建筑設(shè)計效果。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);裝配式建筑;實踐應(yīng)用

1 ?引言

BIM技術(shù)是運用建筑工程項目的相關(guān)數(shù)據(jù)信息創(chuàng)建三維立體空間模型。通過創(chuàng)建建筑信息模型，確保建筑工程設(shè)計與施工的協(xié)調(diào)性，提升工作效率與質(zhì)量。裝配式建筑具有簡化施工流程，壓縮投資成本等優(yōu)勢。但單純依靠傳統(tǒng)的建筑設(shè)計方法無法滿足裝配式建筑的設(shè)計需求。由此，將BIM技術(shù)應(yīng)用到裝配式建筑設(shè)計中具有重要意義。

2 ?BIM技術(shù)的基本概念

BIM技術(shù)，主要依靠專業(yè)建模軟件與三維數(shù)字技術(shù)構(gòu)建三維立體空間數(shù)據(jù)模型，通過構(gòu)建三維立體空間數(shù)據(jù)模型，全面表達建筑工程相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，并同時利用數(shù)字技術(shù)進行數(shù)據(jù)更新與整合。

3 ?BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢

①快速鎖定建筑工程設(shè)計環(huán)節(jié)的遺留問題。設(shè)計人員可以自主開發(fā)設(shè)計的建筑信息模型中的數(shù)據(jù)信息，并將對應(yīng)信息輸入到統(tǒng)一的BIM設(shè)計平臺的數(shù)據(jù)庫中，之后依靠碰撞功能與自動糾錯功能，篩選建筑設(shè)計中的沖突性問題。

②在裝配式建筑中，預(yù)制部件的種類與數(shù)量較為繁雜。對此，利用BIM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計功能可以確保其他設(shè)計人員實時接收和調(diào)用設(shè)計中修改的參數(shù)信息。

③BIM技術(shù)與裝配式建筑設(shè)計的有機整合，可以實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的精細化設(shè)計，同時排除裝備沖突，避免工期延誤和材料過度損耗問題。

4 ?BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計中的應(yīng)用途徑

4.1 ?戶型設(shè)計方面的應(yīng)用

（1）戶型內(nèi)的設(shè)計。設(shè)計人員要結(jié)合戶型功能需求，在結(jié)構(gòu)庫中篩選對應(yīng)的戶型結(jié)構(gòu)。同時，設(shè)備設(shè)計人員要注重戶型結(jié)構(gòu)與整體建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性，避免預(yù)制構(gòu)件與原有的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生沖突。在戶型設(shè)計工作中，剪力墻模塊化設(shè)計至關(guān)重要，與整體設(shè)計品質(zhì)息息相關(guān)。而采用系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的戶型結(jié)構(gòu)庫，不僅可以提高協(xié)同設(shè)計效率，還能充分保證模塊化設(shè)計的精確性。

（2）戶型間的設(shè)計。在戶型設(shè)計過程中，要明確劃分戶型的內(nèi)部功能，協(xié)調(diào)處理各方面的關(guān)系。戶型間的設(shè)計，是指設(shè)計人員采用合理的設(shè)計方法，組建完整且獨立的建筑單元。建筑系統(tǒng)，是指有機整合后形成的一個完整的、獨立的、可靠的整體體系。戶型間設(shè)計中所用的接口，是串并聯(lián)設(shè)計的重要媒介，也是構(gòu)建完整的建筑模型的必要條件。

在設(shè)計過程中，需要著重解決接口問題。按照構(gòu)件的共享部位差異，接口問題包括連接接口和重合接口兩種。連接接口是指協(xié)同共享的構(gòu)件，需要依靠外部構(gòu)件進行無重合連接。而重合接口則是指構(gòu)件共享位置的重合性。通常設(shè)備戶型間的接口多為連接接口，剪力墻結(jié)構(gòu)的戶型間多為重合接口。此外，由于專業(yè)方面的差異，重合構(gòu)件間也體現(xiàn)出較大的差異。結(jié)構(gòu)戶型間的重合部分主要包括剪力墻和暗柱。

一般情況下，戶型間接口問題的處理方法主要是刪除重合接口的重疊部分，保證建筑體系的完整性。如果兩戶型構(gòu)件重合出現(xiàn)長度差異，刪除構(gòu)件時，應(yīng)遵循“留長去短”原則。

4.2 ?標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方面的應(yīng)用

4.2.1 ?預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件

裝配式建筑是標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制構(gòu)件的整體裝配產(chǎn)物。傳統(tǒng)建筑主要依靠平面圖紙進行預(yù)制構(gòu)件的加工改造。而基于BIM技術(shù)，可以整合預(yù)制構(gòu)件模型系統(tǒng)，實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件庫的裝配。

4.2.2 ?可視化設(shè)計

相比傳統(tǒng)的建筑設(shè)計方式，基于BIM技術(shù)的建筑設(shè)計更加精細化，且能夠合理應(yīng)用BIM技術(shù)的可視化特征。此外，BIM技術(shù)的人機交互功能，可以更好的修改建筑設(shè)計方案。

4.2.3 ?預(yù)制構(gòu)件拆分

結(jié)構(gòu)構(gòu)件拆分是裝配式建筑設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。通常情況下，建筑圖紙設(shè)計完畢后，方可開展結(jié)構(gòu)構(gòu)件拆分工作。

首先，邀請專業(yè)技術(shù)人員進行前期策劃，確保建筑設(shè)計方案滿足實際需求。之后按照既定的設(shè)計方案進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件拆分，并對設(shè)計方案中不合理部分進行調(diào)整。

其次，在建筑設(shè)計過程中，BIM技術(shù)對單個外墻構(gòu)件具有極大的影響。依靠BIM技術(shù)的可視化功能，可有效調(diào)節(jié)建筑外墻板與構(gòu)件數(shù)量，實現(xiàn)理想化設(shè)計目標(biāo)。

4.3 ?施工模擬方面的應(yīng)用

在建筑工程施工階段，通過創(chuàng)建三維立體空間數(shù)據(jù)模型，保證各空間要素和時間要素的精細化整合，加快創(chuàng)建四維立體空間數(shù)據(jù)模型的進程，更加直觀化、精確化的了解各施工階段的具體情況。

而要想實現(xiàn)這一目標(biāo)，設(shè)計人員就要具備明確的預(yù)見意識，嚴(yán)格控制裝配式建筑的施工進度，合理規(guī)劃施工工序和施工場地。一旦察覺特殊情況，立即進行調(diào)整處理。

將裝配式建筑施工環(huán)節(jié)的各項復(fù)雜性內(nèi)容進行整合，提前開展模擬演練，確保施工人員全面掌握施工環(huán)境以及突發(fā)狀況的處理措施，進一步提高建筑工程的施工效率。同時，基于BIM技術(shù)，創(chuàng)建可視化、互動化與共享化平臺，可以全方位動態(tài)監(jiān)督整個裝配式建筑的設(shè)計與施工流程，并且將裝配式建筑的各類多元化信息導(dǎo)入云端操控系統(tǒng)，快速調(diào)取工程信息，增強整體施工精確性。

4.4 ?BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑的協(xié)同設(shè)計

4.4.1 ?編制建筑設(shè)計方案的應(yīng)用

在建筑方案設(shè)計的前期準(zhǔn)備階段，基于BIM技術(shù)可促進工程裝修、工程設(shè)備與工程架構(gòu)的有機整合，并且按照預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝要求、規(guī)范要求、經(jīng)濟要求與可執(zhí)行性要求完成設(shè)計。在方案設(shè)計過程中，將安全技術(shù)作為基準(zhǔn)依據(jù)，深入到建筑立面、平面與剖面的設(shè)計工作中，提升模板應(yīng)用效率，加快集成進度。在平面施工過程中，促進墻面與地板的整合，滿足建筑立面設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)要求。同時，依托專業(yè)協(xié)同性，保證建筑設(shè)計的合理性。

4.4.2 ?編制設(shè)計方案初期階段的應(yīng)用

在建筑工程方案設(shè)計初期階段，要加強各專業(yè)基礎(chǔ)工作的有機整合，深化設(shè)計工作。且選擇合理的建筑裝飾材料，編制完整的外立面設(shè)計方案，促進墻面設(shè)計方案、地板設(shè)計方案和立面設(shè)計方案的協(xié)同規(guī)劃，保證整體建筑立面設(shè)計效果。

在提前預(yù)制的墻面構(gòu)件中，應(yīng)充分考慮強、弱電箱位置、開關(guān)位置與管線走向。在建筑工程裝修設(shè)計中，編制完整的工程設(shè)計圖紙。基于BIM技術(shù)對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)模型進行檢查，并以此為基礎(chǔ)，保證建筑工程設(shè)計圖紙的可行性。

4.4.3 ?編制施工圖紙階段的應(yīng)用

在建筑工程施工圖紙設(shè)計階段，以預(yù)先完成的設(shè)計工作作為基礎(chǔ)，進一步深化設(shè)計工作。針對各專業(yè)的基本需求，促進構(gòu)件制作廠、裝飾廠與材料廠的協(xié)調(diào)配合。與現(xiàn)澆架構(gòu)相比，裝配式建筑結(jié)構(gòu)以建筑工程設(shè)計文件作為基礎(chǔ)保障，完成連接部位構(gòu)造圖與墻面構(gòu)件圖的參數(shù)組合。此外，設(shè)計人員要嚴(yán)格履行職責(zé)，保證預(yù)制構(gòu)件設(shè)計圖紙的完整性與合理性，滿足建筑工程設(shè)計的基本需求。

5 ?結(jié)束語

綜上所述，將BIM技術(shù)拓展應(yīng)用到裝配式建筑工程設(shè)計中，依靠三維立體空間數(shù)據(jù)模型，可以進一步優(yōu)化工程設(shè)計方案，保證整體建筑工程設(shè)計的科學(xué)合理性。

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