BIM技術在裝配式建筑設計中的應用探討

謝青瑋

摘 ?要：在社會快速發展的背景下，BIM技術取得了一定的進步和進步。BIM技術以其諸多優點在我國建筑業中得到了廣泛的應用。裝配式建筑已成為我國建筑工程的重點和關鍵，它可以為建設部門節省更多的時間和精力，有效地提高施工質量和效率。為了滿足人們對裝配式建筑的需求，實現我國建筑業的更好發展，應在裝配式建筑中應用BIM技術。

關鍵詞：BIM技術;裝配式建筑設計;應用探討

1BIM技術在裝配式建筑設計中的重要性

1.1有效提高建筑設計效率

在傳統的裝配式建筑設計過程中，設計人員需要重復進行建筑工程的數據采集、整理、分析計算等基本操作，大大增加了工程設計的周期。同時，大量的建筑設計規范比較和參數分析工作增加了建筑工程設計的人力成本，不利于建筑設計效率的提高。將BIM技術應用于裝配式建筑設計中，其完整性特點可以有效地幫助建筑設計人員減少人工核算和信息處理的時間。在實際操作中，設計人員只要將建筑工程和工程設計標準的信息導入軟件，就能在短時間內設計出相對可行的設計方案，并能實時分析設計方案中存在的問題，減少人工核算帶來的錯誤風險，有效提高建筑設計效率。

1.2促進建筑設計可視化的發展

工程建設領域有一定的技術門檻。對于其他領域，要想真正了解建筑設計師的設計意圖，就需要對相應的設計參數有一定的了解。但在實際應用過程中，不可避免地需要將建筑設計成果展示給其他非專業人員，讓其他領域的工作人員共同參與施工。BIM技術的可視性特點，可以通過模式模擬的形式，在其他領域的工作人員的視野中，以模型的形式有效地展示建筑設計師的設計成果，幫助施工隊伍中的非專業人員有效地了解建筑設計師的真實意圖，提高施工過程中的精度，降低施工項目的返工概率，同時促進建筑設計的視覺化發展。

1.3有助于建筑設計方案的不斷優化

傳統的建筑設計只能通過建設項目現有的環境條件進行科學合理的規劃設計。基于對工程造價的考慮，一些建筑設計創新在保證可行性的基礎上會被放棄，導致大部分工程建筑缺乏差異性，難以滿足公眾日益多樣化的需求。BIM技術的仿真功能可以幫助建筑設計人員通過材料的傳遞和分配，對建筑工程進行預測和分析，改善設計過程中可能存在的技術問題。同時，設計人員還可以通過建筑模擬來完成一些在實際操作過程中難以嘗試的設計意圖，并對其可行性和造價進行分析，如裝配式建筑中的熱傳導模擬、工程建設中的節能模擬等。BIM技術利用其仿真特性，促進可裝配建筑設計方案的不斷優化。

2 BIM技術在裝配式建筑各生命周期中的應用

2.1 規劃階段

項目規劃是建設項目順利實施的前提，因此在規劃階段需要明確以下目標。

2.1.1項目規劃

隨著大型工程的不斷增多，結構形式、建設規模、設計單位等諸多因素的不確定性，對各專業、不同單位提出了更高的要求。同時，建設項目更加注重全生命周期的管理。建設項目的投資決策、勘察設計、構件生產、現場施工都是以BIM信息為基礎，因此，根據項目本身的特點，確定項目實施目標，以目標為導向，做好項目BIM規劃，規范項目實施中影響項目過程和結果的因素，確保項目的順利進行。

2.1.2建立了BIM設計標準

建設項目涉及不同的專業，使用的BIM軟件也不盡相同。首先，為了保證不同專業之間的高質量數據傳輸和交互，有必要確定BIM軟件之間的數據傳輸格式，如IFC（Foundation Boundation類）格式，這是目前高度認可的。另外，如何區分不同專業和構件的模型基準點也需要明確。

2.1.3施工管理平臺選擇

當項目進入預制構件生產和現場施工階段時，需要利用相應的BIM模型管理平臺做好項目設計數據的交互。目前主要有兩種模式：現有管理平臺和自主開發管理平臺。具體需求由參建各方根據工程特點確定。

2.2設計階段

目前，我國裝配式建筑的設計流程仍沿用傳統的現澆建筑設計流程，仍采用現澆的方式進行設計，然后交由裝配式建筑設計單位進行專項設計。深化設計單位根據主體設計圖紙，發現并提出不符合裝配式建筑設計規范、不利于施工的部位，將問題反饋給主體設計單位進行調整。這樣既浪費了大量時間，又有部分構件無法調整，直接導致了預制構件設計的被動局面，預制構件的不合理拆分導致工程造價的增加。同時，現場發現的施工問題也可以通過BIM模型進行模擬，可以在模型中直接反映現場的施工問題，并協調施工單位、設計單位、施工單位等各方共同解決。由此可見，BIM技術不僅可以提高設計質量和效率，而且可以減少后期現場施工的返工次數，節約資源，加快工程進度，提高質量。

2.3 預制構件生產階段

預制構件建筑中使用的預制構件由專業廠家根據詳細設計圖紙進行生產。現階段，由于構件圖紙是以二維圖紙的形式提交的，在預制構件生產前，模具設計單位將利用BIM軟件根據二維圖紙設計構件模具，生產模具，最后交給組件制造商生產。雖然在設計過程中也采用了BIM軟件，但涉及的專業單一，無法實現模型數據的交互和傳輸，最終會造成模具設計與實際構件之間的誤差。預制構件建筑設計單位在項目規劃設計階段利用BIM軟件，直接接收IFC格式的BIM模型數據，然后進行預制構件的詳細設計。BIM軟件可以表達預制構件的尺寸、鋼筋、預埋件、水電等信息，然后將改進后的構件模型以IFC數據的形式直接傳輸到工廠生產系統，借助BIM軟件自動生成構件下料單，包括部件的尺寸、數量等信息。工人可以借助移動設備實時查看和查看預制構件的信息，真正實現BIM模型數據的交互，更有利于實現工業生產乃至建筑的個性化定制。

2.4施工階段

傳統的二維平面設計往往是不同學科的獨立設計，很少整合所有學科。雖然設計會互相溝通，但仍有很多問題遺留下來，如：結構梁標高誤差、柱找正、水電管道相撞等，都是在施工階段發現的。此時施工已經進行，只有設計方給出修改方案才能進行現場返工。這種施工方法不僅效率低下，而且施工質量得不到保證，工期延誤。

2.5裝飾階段

傳統的建筑設計過程中，裝飾設計往往比較落后，也脫離了主體設計。裝修施工問題是在主體施工完成后發現的。現階段的整頓工作比較復雜。隨著建筑產業化的興起，整體廚房和整體衛生間的概念出現，這使得裝修部分也不得不與主體設計相同，建筑的綜合考慮對建筑設計提出了更高的要求。

傳統的裝飾設計主要是將二維圖形與局部渲染效果圖相結合來表現。也會出現圖紙與施工現場實際情況不符的問題。二維圖紙無法向業主展示整體裝修效果。此時需要根據二維圖紙建立三維模型進行顯示，造成資源浪費和工期延誤。

利用BIM技術，將主設計階段的數據模型信息傳遞給裝飾設計。設計師可以借助模型族庫選擇相應的家具材料、衛生潔具和設備等，或添加反映實際情況的信息，如燈光效果、燈光效果、家具設備擺放位置等，然后通過BIM軟件的漫游功能和VR技術，根據業主的要求，選擇不同的角度和路線，向業主展示裝修效果，然后根據反饋進行方便快捷的調整。

2.6 運營階段

目前，該樓的操作基本上是借助二維圖紙進行描述。原因是在建筑設計階段沒有采用BIM技術建立模型，導致后期操作困難，維護成本高，建筑信息難以集成和共享。通過應用BIM技術，在項目交付時，在設計、施工階段與集成模型一起交付，并應用到建筑運營階段，實現信息共享。如上所述，BIM模型具有可視化的特點，使得建筑信息更加直觀、易于理解。即使是非專業的建筑設計師也能快速、準確地獲取建筑信息。

結語

綜上所述，將BIM技術應用于裝配式建筑工程是建筑業發展的必然趨勢。從項目開始，利用BIM技術建立完善的數據庫，應用于項目設計、施工、運營管理的全過程，能準確完成設計，合理設置工期，高效完成施工，有效運營項目，實現精巧、經濟、高效、環保的建設項目。

參考文獻

[1] 馮曉科.BIM技術在裝配式建筑施工管理中的應用研究[J].建筑結構，2018（S1）：663-668.

[2] 劉國福.BIM技術在裝配式建筑結構施工中的應用研究[J].建筑技術開發，2019（9）：1-2.

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