BIM 技術在裝配式建筑設計中的應用

鄭州信和嘉程建筑設計有限公司，河南 鄭州 450000

1 BIM 技術在裝配式建筑設計領域中的應用價值

1.1 設計論證

在裝配式建筑工程設計階段中，受到人為因素影響，所編制設計方案往往會存在一定的設計問題，且部分問題難以被直接發現。這一問題的存在，限制了工程設計水平的提高，并導致部分工程的實際施工情況與設計預期產生出入。BIM 技術的應用，可憑借技術高超的數據采集與分析能力，輔助設計人員快速發現各項設計問題，從而更準確、客觀的驗證設計方案是否科學可行。此外，根據項目具體要求及實際情況，從中選擇最為適宜的設計方案作為最終方案，開展深化設計工作，即可有效預防各類設計與施工問題的出現。

1.2 提高設計效率

在傳統工程設計模式中，設計人員需開展大量高重復性、基礎性工作，包括工程信息采集、數據分析、參數計算等工作。同時，還需將各項設計參數與相關施工規范進行對照分析，方可確保工程設計方案合理可行，與我國相關施工規范相符合。此外，受到人為因素影響，時常出現數據計算錯誤與各類設計問題，進一步降低了工程設計效率。利用BIM 技術，設計人員僅需將相關工程信息、設計標準及內容導入至BIM 軟件，運用軟件的建模糾錯使用功能，可在短時間內發現、展示設計方案中所存在的具體問題，并替代人工開展工程圖紙繪制、數據采集分析等設計工作。

1.3 推動構件設計標準化發展

在預制建筑構件設計環節中，由于這項設計工作涉及諸多專業領域，且出圖量較大，有一定可能出現專業設計碰撞，構件設計參數計算有誤等問題，最終使得所制作各類預制建筑構件的規格尺寸與實際施工需求不符。BIM 技術的應用，則有效解決了這一問題，技術將持續采集工程相關信息，并根據信息關聯情況，對各類工程信息進行有效整合、分類管理，為后續預制建筑構件設計工作的開展提供有力信息支持。同時，BIM 技術也將為不同專業設計人員提供協調優化數據。當任意一項設計參數更改時，也將自動對所構建三維建筑信息模型、相關設計參數及具體性能要求進行適當調整。如此，即可確保所設計、制作預制建筑構件與工程施工需求相符合。

2 BIM 技術在裝配式建筑設計階段的具體應用

2.1 模型轉換

以某裝配式建筑工程為例，設計人員在運用BIM 技術時，使用REVIT 等軟件產品，通過輸出及輸出接口，將建筑信息模型導入軟件系統中，開展結構分析計算工作。隨后，將計算結果及設計內容導入至REVIT 軟件中，在其基礎上構建結構模型。在常規工程設計模式下，設計人員應在視圖分析過程中，根據工作需求添加若干標注信息、下達相關操作指令。同時，采取文檔形式，對所繪制施工圖進行留存處理。對BIM 技術的應用，實現了對結構分析模型構建及轉換步驟的簡化。但是，在這一操作過程中，有一定可能出現所轉換BIM 結構模型失真、數據丟失問題，難以實現無縫連接設計目的。因此，設計人員應注重對分工操作模式進行適當調整，分析各類轉換問題的出現率、提前采取有效解決措施。例如，在結構模型與結構分析模型轉換過程中出現構件錯位、梁端鋼筋長度偏差等問題時，應額外采取人工檢查手段。

2.2 規劃設計調整

BIM 技術在裝配式建筑規劃設計層面上，發揮出極為顯著的應用效能，有效解決了各項設計難題。同時，還實現了對各項設計要素與影響因素的綜合分析、有效整合，確保所制定規劃設計方案切實滿足工程施工需求。例如，在傳統工程設計模式中，既面臨著設計沖突問題，不同專業的設計反向、理念存在差異，還需設計人員全面把控各項重要環節，方可確保場地預設等模式的應用作用得到充分發揮。通過BIM 技術具備的優化性、模擬性及協調性，避免了設計沖突等問題的出現，將工程設計難度控制在較低程度。

此外，從建設定位與評估角度來看，唯有滿足設計定量需求，方可保證預制構件規格尺寸等設計參數與工程施工需求相符合，這也在客觀層面上加大了設計工作量與規劃設計難度。對BIM 技術的應用，可在已知工程信息及設計內容基礎上構建三維建筑信息模型，提高設計人員對工程圖紙及整體設計情況的直觀了解程度，便于數據統計與定量指標計算工作的開展。同時，將工程設計架構以及實際施工參數二者間的誤差值控制在合理范圍內，確保所編制規劃方案合理可行。

2.3 埋件布置

在預埋件布置環節，如若對任意一處預制構件預埋件內嵌組形狀或是相關設計參數進行調整，將以此為誘因引發連鎖問題的出現，導致其他部分設計參數出現變更。為解決這一問題，部分企業選擇運用BIM 技術，基于埋件布置情況，設置全局參數以及關聯參數。在設計人員更改某項設計參數時，BIM 軟件將所修改參數導入至配套數據庫中，并在所構建三維建筑模型中顯示預制構件的變化情況，將具體情況向設計人員進行反饋［1］。如顯示預制墻板連接件高度的變化情況、實時高度是否與相關施工規范、設計標準相沖突等等。例如，在BIM 技術應用前提下，設計人員在選擇梁板鋼筋吊環吊鉤形狀時，根據軟件所提供協調數據，合理布置預制柱組，并對鋼板高度、柱連接高度等設計參數進行優化調整。同時，也可選擇采取調用或是平移等處理方式，明確設定吊梁具體參數，為后續吊鉤設置工作的開展提供明確參考。

2.4 鋼筋設計

在鋼筋設計環節，對BIM 技術的運用，可以持續對相關工程信息進行采集、分析，為鋼筋施工方案的設計提供信息支持，合理制定鋼筋布置工序流程及各項參數。以某裝配式建筑工程預制梁鋼筋布置設計為例，設計人員運用BIM 技術，在相應軟件中創建梁縱筋以及箍筋布置程序，直觀化顯示各處鋼筋的相對位置、劃定箍筋加密范圍。同時，還應用這項技術開展箍筋間距、縱筋斷開位置等參數計算工作［2］。

2.5 拆分設計

在傳統建筑設計模式中，設計人員序號消耗大量時間與精力開展施工圖紙繪制工作，如繪制外墻體、樓板、內剪力墻等各類建筑部位的結構圖紙，再將圖紙交付至工廠進行制作，整體設計效率較為低下。但在BIM 的優勢作用下，能夠構建可靠的三維模型，并將模型中各處獨立建筑部分進行拆分處理，拆分為各類獨立預制構件，可快速生成預制構件的三維結構模型，無需設計人員重復繪制構件結構圖紙。

2.6 碰撞檢測

裝配式建筑具有無可比擬的優勢，但也存在很多影響因素，其所制定設計方案普遍存在各類管線與建筑部位軟硬碰撞問題。例如不同管線交接處安裝位置相重疊，或是管線與周邊建筑結構的間隔距離過大或過短。可選擇運用BIM 技術開展碰撞檢測，生成檢測報告，對各處軟硬碰撞點進行標記。再以此為依據，完善和改進設計方案，保證設計方案的準確可行。

3 結語

綜上所述，雖然BIM 技術在裝配式建筑設計領域得到廣泛應用，大幅提高了工程設計水平及效率，但仍舊存在一定的問題。因此，企業應加強對BIM 技術的應用與研發力度，不斷完善技術理論體系，探索與裝配式建筑設計工作相適應的技術應用模式。