BIM技術在裝配式建筑深化設計中的應用研究

李永杰

（中國建筑第二工程局有限公司華東公司）

1 引言

裝配式建筑有著綠色、節能、低碳、環保、高效的優勢，已經成為我國建筑業轉型發展的必然趨勢和重要方向。在科技和產業發展的推動下，在國家政策的大力扶持下，裝配式建筑與BIM技術融合發展，展現了智能制造的新模式。將數字化應用到傳統行業，使傳統行業煥發新的生機。

2 BIM技術在裝配式建筑深化設計中的現狀

與傳統模式相比，裝配式建筑多了預制構件生產這道工序，這就需要更加精細化、更高效率、更優協同性、更低差錯率的深化設計。通過與BIM技術的融合發展，裝配式建筑深化設計進一步提高了工作效率。但在實際項目中，也存在問題[1]。

2.1 BIM技術在裝配式建筑深化設計中的問題

①在深化設計中，BIM需要溝通、協調、獲取的信息量大，且耦合度高。這些信息主要來自業主、設計院、生產廠商、施工單位，BIM技術將這些信息導入三維模型中，并通過模型的可視化、參數化、模擬、協同作業等特性，對信息進行沖突檢測、進度模擬、協同優化。數據信息的導入需要統一的流程和原則，否則，在深化設計中，各參與方不斷導入本專業的數據，會造成信息的混亂，導致工作無法順利開展。

②當前，國內主流的BIM軟件為歐特克的Revit，這是國外的一款軟件，經過中國大量的工程實踐，以及軟件開發企業的努力，Revit也在不斷進行調整，更適應中國的本土化使用。目前，Revit在建模方面已經相對成熟，但出圖方面還與國內的標準存在一定差距，缺乏相關的族庫和樣板文件，軟件底層數據也沒辦法依據我國標準進行相應調整。

③在深化設計開始的時候，就應該對裝配式建筑的預制構件數量進行歸類，以減少重復工作。隨著項目各方的深入參與，預制構件可能會在一個設計的基礎上衍生出更多形似卻尺寸不同的產品，如果對這些構件采用人工的方式進行BIM技術建模、出圖，會造成大量的重復而機械的工作[2]。

④BIM技術搭建好模型平臺后，需要將基于模型的信息數據進行傳遞和整合，便于進行深化設計的各專業協同作業。但目前的主要BIM設計軟件在信息傳遞方面還存在一定問題：單個模型信息傳遞、整合效率較高，不同模型的信息無法有效傳遞。尤其是在裝配式建筑中，需要在總裝模型中鏈接拼裝多個預制構件模型，BIM技術不能很好地提取這些拼裝鏈接信息。

2.2 解決方案

要解決上述問題，需要從管理和技術方面入手，為在裝配式建筑的深化設計中應用BIM技術做好基礎工作。

1）制定BIM標準

這是個各專業分工協作的前提，尤其是對分工細、重復率高的裝配式建筑深化設計很適用。

2）建立模型拆分原則

將BIM模型按照專業進行拆分和整合，有助于各參與方協同作業及信息數據的有效傳遞[3]。

3）規定BIM模型的深度

模型深度是BIM數據平臺工作的依據，在建筑項目的不同時期，需要不同的模型深度，以滿足該階段的應用需求。

4）梳理碰撞檢查要點

裝配式建筑深化設計中涉及各參與方協同作業，在不斷導入信息數據的情況下，會出現各種類型的碰撞問題，需要進行要點梳理和碰撞監測。

5）完善BIM深化設計出圖標準

根據國標圖集和項目各參與方的具體需求，制定BIM深化設計出圖標準，規定好圖紙的類型和具體包含的內容。

6）基于Revit的二次開發

目前，國內已經有很多企業，基于Revit進行各專業的深化設計BIM軟件的二次開發工作，極大方便了項目各參與方的本土化使用。

3 BIM技術在裝配式建筑深化設計中的具體應用

3.1 應用BIM技術建立建筑信息模型

在裝配式建筑的深化設計中，首先要應用BIM技術進行建模，為項目各參與方的決策提供參考依據。與傳統建筑設計過程中采用二維CAD出圖的方式不同，利用BIM模型進行出圖，可以解決圖紙與實際情況在細節處存在偏差的問題，從而節約工期，提升建筑質量。各參與方也可以利用BIM模型參數化設計的特點進行各專業的溝通協同、設計優化等工作，減少因設計變更產生的工作量。同時，在裝配式建筑三維模型的創建中，需要按照具體的建筑參數，利用系統，快速、自動進行模塊配置，明確安裝步驟，有效縮短建筑施工工期，提高整體效率。

3.2 應用BIM技術進行構件拆分工作

在裝配式建筑深化設計過程中，需要依托BIM技術對相應的構件進行拆分。在三維模型的基礎上，對內部構件進行合理拆分可以保證工程整體的連貫性和數據信息的完整性。運用BIM技術進行構件拆分，便于設計人員掌握構件整體與部分間的關系，從而全面觀察各個節點的工作。裝配式建筑的預制構件多而且復雜，需要在加工前對構件的模型進行優化設計，進而節約成本，增加經濟效益，提高預制構件的生產品質。

3.3 優化構件埋件布置，進行碰撞檢查

在裝配式建筑深化設計中，在應用BIM技術的基礎上，結合預制構件拆分原則，對預制構件埋件布置進行合理規劃。在BIM模型的創建中，可結合裝配式建筑的實際結構進行優化調整，滿足建筑模型的實際需求，并對建筑中的參數進行有效觀察，確保數據信息的準確性，使建筑工程的整體結構符合我國的相關規定和標準。當前BIM技術應用廣泛，在建筑工程的深化設計中得到有效應用，在模型的創建過程中，可為施工人員的后續工作提供極大便利。

3.4 創建建筑信息數據庫

裝配式建筑在設計過程中，通常會產生大量的數據信息，設計人員需根據相應的數據信息完成對建筑的整體設計。但是，由于建筑設計的數據信息相對繁多，并且較為復雜，若采用人工的方式對數據進行整理，會產生較大工作量，在人工數據統計中還會出現誤差，影響方案設計的準確性。因此，在數據信息的應用中，應當采用BIM技術創建建筑信息數據庫，通過數據庫系統，有效收集裝配式建筑工程的各類信息，并自動將其進行整理，便于設計人員對數據信息進行有效分析，提高數據的使用效率。BIM技術還具有自動化的功能，可以精準計算裝配式建筑的實際工程量，進而對建筑工程整體進行預算，能夠有效把控成本。同時，在實際的建筑施工過程中，通過BIM技術創建的數據庫能夠將數據信息進行充分保存，便于工作人員在后期施工過程中對數據信息進行全面分析，進一步提高裝配式建筑工程的質量。

3.5 深化設計出圖

BIM深化設計出圖內容包括圖紙目錄、預制構件平面布置圖、設計說明、預制構件深化設計圖等。目前，預制構件平面布置圖和深化設計圖可以實現100%的BIM出圖。

3.6 工程量統計

在建筑項目工程結束后，可以根據裝配式建筑深化設計BIM模型中的數據，統計出每個預制構件總體數量、總混凝土量、鋼筋明細等信息，并將需要對整個項目進行統計的工程量在輕量化轉換過程中集成到構件庫中，實現整個項目的工程量統計。

4 BIM技術在裝配式建筑深化設計中的意義

BIM技術的可視化、參數化、協同性、數據收集等特點與建筑業的信息化發展要求高度貼合，在裝配式建筑大發展的今天，BIM技術為其搭建了高效管理的平臺，能夠幫助裝配式建筑在深化設計中，提高生產速度和效率，避免失誤和設計變更帶來的工期延長等問題。BIM技術與裝配式建筑深化設計的組合，能夠節約建筑工程的成本，增加了經濟效益，推動了建筑行業科學、高效、健康、可持續的發展。

5 結語

綜上所述，基于BIM技術的裝配式建筑深化設計對提高建筑項目的精細化作業水平有重要意義。二者相輔相成，在提高深化設計效率的同時，也不斷完善了以BIM為代表的信息技術在建筑行業的發展。雖然在現階段，BIM技術的裝配式深化設計還存在一些問題，但我們相信，在政府和行業的支持推動下，標準會越來越完善。隨著信息技術的發展，建筑業全數字化生產將變為可能，這將從根本上提高建筑的質量。