基于BIM的裝配式建筑協同設計方法

馬昭壯 柴安友

（1.濟南邁特建筑工程設計有限公司，山東 濟南 250000；2.山東同創建筑設計有限公司，山東 濟南 250000）

1 BIM技術的概念

BIM技術能夠對建筑工程中維護、運營、施工和設計等多方面的知識內容進行整理，最終以數字化可視技術的形式進行體現，提高了材料收集和處理的效率。因此，在建筑工程中使用BIM技術能夠在很大程度上提高建筑工程結構設計的品質和效率。

BIM技術的特點

1）可視化，傳統的建筑設計是工作人員在圖紙上對建筑項目進行描述，施工人員要通過抽象的線條和自己的想象進行描繪。而BIM技術的出現可以將設計人員腦海中的設計思路和數據變換為可視化的模型，以三維立體圖像的形式來展示建筑工程的設計方案，這是一種更加清晰、直觀的工程結構設計展現方式。2）協調性，在實際的項目建設過程中，由于裝配式建筑全專業設計的復雜性和整體性較高，以及裝配式建筑設計、生產、運輸、堆放、施工等一系列環節的協調溝通不順利造成的建設效率低下。BIM技術的出現可以有效避免協調性差的現象發生，該技術能夠對各部門之間可能存在的協調問題生成自動協調數據，消除專業問題。3）優化性，建筑工程開展的過程實際上就是對建筑工程進行不斷優化的過程。BIM技術雖然不能直接對建筑工程進行優化，但是BIM模型能夠提供建筑物實際存在的信息。除外，由于現在的建筑工程復雜程度較高，工作人員不可能對所有的信息都了如指掌，因此要借助一些科學手段，其中BIM技術的出現能夠很好的幫助工作人員對復雜的工程進行優化。

2 BIM的裝配式建筑協同設計方法

2.1 PCP概念模型

1）構件設計與專業協同結合，構件設計即應用BIM建模軟件完成的包含圖形信息和非圖形信息的三維模型。預制構件（Component）設計應與專業 （Professional）相關聯，根據不同專業分工要求，利用網絡平臺不斷補充完善模型信息。一般來說建筑師首先提出設計方案，其后結構、水暖電工程師、構件制造生產商等先后介入，這種次序是傳統設計的流程，但含有豐富信息的三維模型和高效的網絡協同平臺可以實現信息的及時共享，并且通過設定權限的方法對實現對三維模型的瀏覽、編輯下載、下載上傳，可以極大提高設計效率。

2）構建設計與生產過程結合，預制構件（Component）設計應與實際生產過程（Process）相結合，因不同設計階段內容和深度各不相同，構件包含的信息各有差異，但具有迭代性，模型信息的精度和細度根據IDM信息交付標準規范來確定，以滿足使用要求為目標，盡量使模型輕量化，避免信息繁冗。

3）專業設計與生產過程結合，不同生產階段對應不同的專業工作，但生產過程和專業工作的成果并非是線性的傳遞過程，可以利用BIM虛擬仿真工具，對后續工作進行模擬分析，在BIM模型中實現過程集成和專業集成，以提高設計質量和效率。如裝配式建筑方案設計階段，結構專業應提前介入，結構專業根據建筑專業確定的建筑布置形式初步確定結構形式，并做出結構方案，進行構件初步拆分和預拼裝模擬。

2.2 標準化設計

1）確保預制構件設計的標準化，裝配式建筑即標準化預制構件的整體裝配，是傳統建筑設計模式的改造成果。在傳統建筑設計模式中，多參照平面設計圖紙對預制構件進行加工處理。基于BIM技術的裝配式建筑，可以整合預制構件模型，實現預制構件庫的整體裝配。在此過程中，逐漸形成完整的標準化預制構件庫。

2）實現可視化設計，與傳統建筑方式相比，BIM技術更加精細化。其可充分發揮人機技術相結合的優勢，快速的修正處理設計方案中的缺陷。

3）合理拆分和改造構件，在裝配式建筑設計中，合理拆分構件至關重要。通常來說，拆分構件都是在建筑設計圖紙編制后進行的。拆分預制構件的流程如下所述：首先，指定專業人員結合實際需求，編制科學可行的策劃方案。其次，嚴格參照設計方案拆分構件。從某種角度來說，基于建筑信息模型技術的可視化功能，可以有效調節建筑構件數量與配置形態。

2.3 動態化模擬施工方法

在建筑工程施工階段，基于BIM技術創建完整的三維立體空間數據信息模型，可以實現對各種空間要素和時間要素的整合，加快四維可視化設計進程。要想達到設計目標，設計人員還需具備較強的預見意識，嚴格控制裝配式建筑的施工進度，合理安排施工工序。一旦察覺任何問題，務必參照實際情況實行調整處理。

基于BIM技術對裝配式建筑中較為復雜的施工部位予以模擬演練，可以確保施工人員全面了解施工環境，提高應急情況處理能力。同時，基于BIM技術創建安全可靠的云數據平臺，可以全方位動態化監管裝配式建筑的各個設計環節，加強監督管理的科學合理性。

3 結語

裝配式建筑是建筑業轉型的方向，BIM技術是促進裝配式建筑實施的有效平臺和方法，基于BIM的參數化集成設計方法有助于裝配式建筑設計模塊化、標準化、通用化，參數化設計可以極大提高設計效率。