裝配式建筑設計中的BIM方法應用分析

陳飛飛

摘要：隨著社會經濟的快速發展，建筑行業也得到了飛速地進步，在我國國民經濟中占據著重要地位，由于傳統建筑工程具有周期長、投資大等特點，以及人們對現代建筑設計理念和設計方式的不了解等原因影響，導致其存在諸多問題，本文主要針對裝配式工程施工技術應用進行分析與探討。

關鍵詞：建筑設計;BIM技術;綜合運用

一、引言

隨著我國建筑行業的飛速發展，建筑工程數量不斷增加，在施工過程中，對于設計、建造及后期維護等各方面都提出了更高層次要求。而裝配式建筑設計作為一種新型技術手段被廣泛應用到各個領域當中。但是就目前情況來看，很多企業并沒有意識到BIM所帶來的優勢和影響，也沒有重視這項工作實施起來困難重重，另外由于我國傳統觀念以及人們生活水平的限制，導致大部分建筑項目采用的是粗放型模式，缺乏科學性與合理化設計等問題嚴重阻礙了建筑工程的發展速度。

二、BIM技術的基本理論

（一）BIM技術的定義

BIM就是將建筑信息數字化，是利用三維空間分析技術和計算機技術來進行模擬的一種計算模型。在設計施工時運用這個軟件可以很好地對工程建設中所需材料、人力的使用情況及各階段工作量等參數進行收集整理，并建立圖形庫，然后通過數據庫管理系統就能快速有效便捷地獲取這些數據信息，并且能夠根據這些數據資料迅速做出相應判斷與決策。

（二）BIM技術的構成要素

BIM技術的構建過程主要包括了三個要素：信息收集、模型建立和數據處理。

1、信息收集。在這個階段，要對大量的建筑施工圖紙進行分析，通過對信息量、分布情況等方面因素來了解工程項目各個環節中所需資源數量以及實際使用要求，然后再根據這些資料確定需要哪些材料和設備，并將其轉化為可以利用或可循環使用的產品或者原材料等等相關參數，最后還要收集一些數據并整理成一個完整系統。

2、模型建立。主要是指對建筑信息進行共享，建筑物與管道系統中可識別、可監控或自動處理的數據，通過三維建模，把這些參數輸入到BIM數據庫。在整個設計階段可以得到相關構件和設備圖紙上所需的所有基礎數據。在工程建設過程中需要將各部件及配件、材料堆放于模型庫內時可以直接進行定位并生成二維圖形信息以方便后續工作的跟蹤與控制。

3、數據處理。主要是利用計算機軟件，對模型進行分析，建立三維模型，在完成建模后再將其導入到數據庫中。通過BIM的自動識別功能可以快速地獲取相關信息并及時反饋給用戶和設計師，同時還能實現對不同對象之間、同一類物與物體間或同一部件上所存在的事物進行關聯性計算以及數據統計等操作，可以根據不同類型物品之間或者相同種類物品內部關系，建立相應模型庫[1]。

（三）BIM技術的概念

BIM技術的概念最早是由美國提出，其具體含義如下：BIM技術能夠將建筑信息與建筑工程進行有效地整合，通過數字化模型對施工過程中產生的數據以及設計圖紙等資料加以處理。同時也可以利用三維立體空間來模擬出建筑物內部結構，這樣就能為工程設計提供更加豐富的資料。

（四）BIM技術的表達方式

BIM技術的表達方式，是指建筑信息模型，包括建筑物本身和周圍環境以及空間之間的關系。通過構建一個三維立體圖格可以將整個工程施工過程分解為若干個不同功能的構件，在這個二維平面內進行建模后再利用計算機軟件對其數據處理分析、模擬、計算等工作，完成最終形成建筑物體量模型及管線布置情況;然后根據BIM技術中所定義出各個專業信息，例如墻柱鋼筋網和管道網絡等。

三、BIM技術在裝配式建筑的現狀

在建筑行業中，裝配式施工技術已經得到了非常廣泛的應用，但就目前我國現有狀況來看還是處于發展階段。首先是傳統的設計理念與現場情況脫節，由于在實際工程建設過程中會出現大量材料、工件等相關數據信息滯后問題以及對新工藝和技術不熟悉造成返修率較高。其次就是缺乏專業性強且具有豐富經驗的技術人員、指導人員和操作隊伍，這也增大了裝配式建筑施工成本及風險發生率。

四、BIM技術在裝配式建筑設計中的應用實踐

（一）數據采集

數據采集的過程，主要包括對設計圖紙和施工現場實際情況的模擬，以及在裝配式建筑項目的實踐，這些都是建筑設計信息模型構建時必須要考慮到并處理的。通過BIM技術建立起一個三維空間數據庫系統能夠實現構件、結構等各種復雜數據之間關聯關系與組合關系之間相互轉換，同時還可以將各專業間所涉及用到的各類管線、設備進行分類放置后存入數據庫中便于日后對其使用和維護，這樣一來就大大提高了建筑施工過程管理效率以及減少資源浪費[2]。

（二）建筑信息模型參數

BIM技術的應用能夠實現建筑信息模型參數化，通過對建筑物進行建模，可以有效地將各專業數據轉化為可計算的三維空間模型。在裝配式設計中利用該軟件來確定各個專業構件之間、以及不同材料間相互連接關系等問題，同時也能直觀展示出所需要繪制到二維平面圖和立體圖中的各種建筑材料、結構物及其它相關屬性特征等情況，還能夠根據實際狀況調整建筑參數并及時反饋給設計師，從而對建筑工程進行優化處理，使其達到最佳的設計效果。

（三）建筑信息模型的優化

在裝配式建筑的設計過程中，利用BIM技術可以實現對模型信息的優化，主要是通過三維可視化來進行分析。由于傳統施工圖紙存在一定程度上重復性和穩定性差等問題，所以需要使用先進軟件建立出一套完整、規范且高效快捷并具有較高準確性以及科學合理性特征的工程建設方案數據庫系統來進行數據管理與維護工作，可以有效地避免傳統施工圖紙出現錯誤[3]。

（四）BIM技術在裝配式建筑設計中的可行性

首先，裝配式建筑的設計施工周期短，可以在最短的時間內得到最大利益。其次高效性，在裝配式建筑的設計過程中，充分利用BIM技術，提高效率，通過運用該軟件可以對建筑設計方案進行優化與完善。最后就是綠色生態建設與環境保護工作相結合，在后期使用過程中對環境污染小、節能環保等優點而被廣泛采用等等特點都表明了BIM技術具有非常大的優勢及可行性，因此也成為建筑行業新時代發展趨勢的主要方向之一。

五、BIM技術在裝配式建筑設計中的綜合運用

設計階段的應用：

在傳統的建筑工程項目中，設計師通常都將重點放在如何提高建筑質量和降低工程造價方面，而忽略了裝配式設計方法對建筑設計階段所產生的影響，但是隨著人們生活水平不斷提升以及對于居住環境要求越來越高等因素使得裝配式技術得到廣泛應用，其中重點是如何在設計中合理運用BIM模型進行優化配置和管理，以達到提高建筑質量的目的。

施工階段的應用：

由于建筑結構本身就是一個三維立體空間體，所以對于其建模就有了更高層次要求：首先保證構件之間連接準確，其次確保各個部位能夠順利安裝和拆卸，最后使整個工程在建設過程當中避免出現重復搭接的現象發生從而提高施工效率，降低返工率以及材料浪費情況[4]。

其他階段的應用：

建筑信息模型（BIM）技術還能在管理、運營階段進行使用。在管理階段，BIM技術可以采用可視化技術，對建筑進行動態化管理，了解建筑的實際參數，構思建筑的調整方向，并在添加建筑設施時，提供指導作用，避免出現材料浪費的情況，實現人工成本的有效管理。在運營階段，BIM技術能夠對建筑的施工過程和施工材料進行存儲，并記錄設備的參數和調整記錄，讓運營方能夠對建筑設施進行日常維護，節約成本費用。

六、結論

裝配式建筑是一種新型的現代建筑工程，其施工技術的先進性和優越性在一定程度上決定著我國未來的工業化發展水平?；诖吮尘埃疚慕Y合相關實踐經驗對該行業中各企業開展的BIM應用進行了分析。首先介紹了國內外現階段建筑工程建設管理現狀以及傳統設計方法與實際情況相結合后發現：傳統建筑業存在效率低、成本高、周期長等問題，而裝配式施工技術可以實現高效的節能減排效果，因此在國內已經成為主流發展方向之一。

參考文獻：

[1]吳珊.BIM技術在裝配式建筑設計中的應用分析[J].居舍，2020（05）：30.

[2]魏辰，王春光，徐陽，石磊.BIM技術在裝配式建筑設計中的研究與實踐[J].中國勘察設計，2016（11）：28-32.

[3]楊闖，劉香.我國裝配式住宅現存問題及應對策略分析[J].建筑技術，2016，47（04）：301-304.

[4]梅麗琴.裝配式建筑設計中的BIM方法應用[J].現代物業（中旬刊），2020（01）：86.