基于BIM 方法的裝配式建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用

王如新

（中鐵合肥建筑市政工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，安徽合肥 230000）

0 前言

在經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程得到不斷擴(kuò)展的今天，建筑行業(yè)也迎來了蓬勃發(fā)展。在現(xiàn)代建筑領(lǐng)域中，BIM 技術(shù)的應(yīng)用與普及，為現(xiàn)代建筑建設(shè)提供了更大的發(fā)展空間，其技術(shù)研究也取得新的進(jìn)展。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)與建筑方法在當(dāng)今已經(jīng)不再適用，對現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展要求做不到相應(yīng)滿足，急需對傳統(tǒng)的建筑方式做出調(diào)整與創(chuàng)新。

1 裝配式建筑領(lǐng)域BIM 技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

裝配式建筑其實(shí)就是將生產(chǎn)、施工、裝修以及設(shè)計(jì)集于一體的建筑體系，這種類型的施工具有非常明顯的集成性特點(diǎn)。對于BIM 技術(shù)方案來講，需要明確多種主線要素，例如可以采用信息化協(xié)同方法完成可視化裝配，在節(jié)點(diǎn)交互銜接方面需要做好檢驗(yàn)和模擬工作，這樣才能保證日常的數(shù)據(jù)整合具有高效性，并且還能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化監(jiān)督和管理，避免在設(shè)計(jì)方面產(chǎn)生重復(fù)問題。相對于傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)來講，BIM 技術(shù)更加具有立體和直觀的特點(diǎn)，也能更好地讓人了解到結(jié)構(gòu)形象，特別是對于裝配式建筑來講，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上更加需要具有合理性與完善性。通過BIM 技術(shù)的運(yùn)用，設(shè)計(jì)圖紙可以更加廣泛地使用到多個(gè)項(xiàng)目概況中，幫助工作人員更好地了解自身職責(zé)。在工程實(shí)踐的角度來看，需要做到合理配合、完美協(xié)商，相關(guān)的管理人員還需要按照具體的模型，制定可行性較強(qiáng)的施工措施，這也是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案無法達(dá)到的理想目標(biāo)。

BIM 技術(shù)就是利用3D 建模技術(shù)構(gòu)建建筑物實(shí)體仿真模型，且將各種相關(guān)信息包含在此模型中。建筑信息模型首先要依托于這些軟件，將更多地信息包含在一個(gè)建筑模型內(nèi)，使設(shè)計(jì)形式逐漸趨于完整，在設(shè)計(jì)過程中還促進(jìn)了數(shù)據(jù)共享，在BIM 模型數(shù)據(jù)庫中，可以參考?xì)v史同類型項(xiàng)目相關(guān)信息指標(biāo)，使建筑成本管理更加合理，提高建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量與可行性，減少后期返工的可能性，從而降低整個(gè)工程的投資成本。在使用BIM 技術(shù)之后，可以快速針對模塊進(jìn)行處理，完成建筑結(jié)構(gòu)多個(gè)部分的組裝，對于實(shí)際的工作開展有著指導(dǎo)作用，并且效果非常明顯。在現(xiàn)實(shí)的角度來看，針對不同區(qū)域的裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來講，需要做好相應(yīng)的改進(jìn)和調(diào)整工作，將BIM 技術(shù)靈活應(yīng)用在建筑施工領(lǐng)域，根據(jù)現(xiàn)實(shí)需求更加快捷地選擇施工材料，從而達(dá)到傳統(tǒng)施工方法無法達(dá)到的效果，因此對BIM 技術(shù)進(jìn)行研究有著重要的意義。

2 裝配式建筑中的BIM 技術(shù)的貫穿應(yīng)用

2.1 可視化設(shè)計(jì)的實(shí)施

裝配式建筑主要包含生產(chǎn)、施工、設(shè)計(jì)、裝修以及監(jiān)管等多個(gè)程序，因此需要在每個(gè)環(huán)節(jié)使用BIM 技術(shù)，這樣才能完成整體的把控，根據(jù)目前的實(shí)際情況來看，在裝配式建筑設(shè)計(jì)過程中，BIM技術(shù)的作用越發(fā)明顯，并且得到廣泛使用。可視化在建筑設(shè)計(jì)行業(yè)中所起到的作用很大，相較于傳統(tǒng)二維圖紙，BIM 技術(shù)能夠?qū)ㄖO(shè)計(jì)進(jìn)行可視化應(yīng)用，以一個(gè)三維模型的狀態(tài)展示給各專業(yè)設(shè)計(jì)人員以及施工人員，能夠充分地減少建筑設(shè)計(jì)及施工在項(xiàng)目各個(gè)環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的問題，進(jìn)而最大程度地確保了各個(gè)施工環(huán)節(jié)之間信息互換，同時(shí)又更加有效地提高建筑工程施工項(xiàng)目中各個(gè)不同施工環(huán)節(jié)的工作效率。

要想高效率、高質(zhì)量地完成裝配式建筑的施工，就需要在有關(guān)操作進(jìn)行之前，完成構(gòu)件加工圖的預(yù)先設(shè)計(jì)，對BIM 技術(shù)的可靠應(yīng)用與沿用，能夠最大限度地解決以往設(shè)計(jì)出的立體剖面圖存在的問題，并且對二維表達(dá)模式的諸多限制進(jìn)行破解。還能夠在抵御了各方限制效應(yīng)的基礎(chǔ)上，完成和具備多方集成特征的預(yù)制配件模型的完美配合，做到裝配式BIM 構(gòu)件庫的標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)

立建設(shè)，以期為后續(xù)的BIM 虛擬構(gòu)件數(shù)量提供方便。除此之外，豐富的類型與規(guī)格能夠向人們展示出工廠的實(shí)際加工情況。在各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中將BIM 技術(shù)進(jìn)行裝配式建筑的結(jié)合運(yùn)用與實(shí)施，并且利用人體與機(jī)械設(shè)備的協(xié)同合作產(chǎn)生的作用效果精準(zhǔn)實(shí)施可視化設(shè)計(jì)，能夠?yàn)楹罄m(xù)的查缺補(bǔ)漏提供方便，使相關(guān)工作人員能夠及時(shí)鎖定預(yù)設(shè)方案中存在的缺陷并進(jìn)行采取有效措施的修正。

2.2 對BIM 構(gòu)件的持續(xù)拆分與改進(jìn)

在采用BIM 技術(shù)為裝配式建筑進(jìn)行服務(wù)時(shí)，其中存在著關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)，即是在施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成后進(jìn)行的相應(yīng)構(gòu)件拆分。細(xì)致描述是指工作正式開展前期，相關(guān)負(fù)責(zé)人員邀請業(yè)界的專業(yè)技術(shù)人員對該項(xiàng)目工程進(jìn)行策劃。進(jìn)行相應(yīng)工作時(shí)，還需注意加強(qiáng)對裝配式建筑的要求確認(rèn)，并且對BIM 技術(shù)應(yīng)用后要達(dá)成的產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)做認(rèn)證，在明確認(rèn)證后遵循各個(gè)構(gòu)件的拆分原則進(jìn)行對構(gòu)建方案的設(shè)計(jì)，以期避免受技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件限制影響，導(dǎo)致前后調(diào)節(jié)出現(xiàn)誤差的狀況出現(xiàn)。尤其是在完成對具備幾何屬性的單個(gè)外墻構(gòu)件完成相應(yīng)的可視化處理之后，需要對其預(yù)制外墻板及其與之對應(yīng)的一定數(shù)量的構(gòu)件類型達(dá)成理想化確保。除此之外，利用BIM 技術(shù)達(dá)成設(shè)計(jì)任務(wù)的協(xié)調(diào)，BIM 模型的創(chuàng)建需要憑借等維度的信息模型，最終完成平臺(tái)創(chuàng)建模型的集成，通過這種模型類型的集成可以做到各類型的專業(yè)人員在工作時(shí)對統(tǒng)一模型進(jìn)行協(xié)同配合更加方便。通過對BIM 構(gòu)件及模型的持續(xù)拆分與改進(jìn)，再結(jié)合其自身對建筑材料的吸收融合、施工中涉及使用的工藝設(shè)備以及各個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的成本支出費(fèi)用等多種類型的信息，對這些信息進(jìn)行專業(yè)細(xì)致的數(shù)據(jù)分析，可以達(dá)到最終促進(jìn)不同專業(yè)的技術(shù)人員協(xié)同合作效應(yīng)相較于初始的理想化效應(yīng)結(jié)果更高層次。

2.3 在工廠化的生產(chǎn)活動(dòng)中進(jìn)行BIM 技術(shù)的結(jié)合融入

在協(xié)調(diào)BIM 技術(shù)的過程中，需要在初始階段明確設(shè)計(jì)任務(wù)，BIM 模型在一般的情況下會(huì)憑借三維信息進(jìn)行集成平臺(tái)創(chuàng)建，這樣才能為協(xié)同作業(yè)創(chuàng)造良好環(huán)境。另外，BIM 模型融合了工藝設(shè)備、建筑材料以及成本費(fèi)用等不同方面的信息，借助可視化的表達(dá)方式，不斷引領(lǐng)指導(dǎo)有關(guān)施工建筑人員對預(yù)設(shè)的圖紙示意圖進(jìn)行了解、掌握，還可以制作出一系列結(jié)合運(yùn)用了BIM 的生產(chǎn)模擬動(dòng)畫以及流程示意圖。在生產(chǎn)方已經(jīng)完成對大規(guī)模且具有相對較強(qiáng)的集中性的機(jī)械設(shè)備的引進(jìn)后，通過相關(guān)人員進(jìn)行BIM信息數(shù)據(jù)的有序輸入。在日后的工作中不斷完成相應(yīng)工序的實(shí)行，長此以往，將對數(shù)字化的技術(shù)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行保護(hù)，且對生產(chǎn)過程中不可或缺的機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行得以控制，使其完成目標(biāo)的貫徹落實(shí)，對后續(xù)的相關(guān)構(gòu)件的制作效率得到大幅提升的同時(shí)，其質(zhì)量水平也得到了一定保證。

3 裝配式建筑的裝配化施工中對BIM 技術(shù)的合理采用

3.1 BIM 技術(shù)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和三維建模中的使用

當(dāng)BIM 信息模型第一時(shí)間輸入到整個(gè)施工進(jìn)度計(jì)劃中時(shí)，各種必要的空間信息和時(shí)間信息要素被細(xì)致地整合，并建立一個(gè)完整的可視化、直觀的三維模型，通過這種三維模型，可以直觀、準(zhǔn)確地反映裝配式建筑中的各要素及施工細(xì)節(jié)，逐漸優(yōu)化圖紙?jiān)O(shè)計(jì)效果。在針對指導(dǎo)構(gòu)件生產(chǎn)流程進(jìn)行指導(dǎo)時(shí)，需要使用BIM 模型進(jìn)行技術(shù)處理，在這之后也能更加直觀地反射出裝配式建筑結(jié)構(gòu)的形態(tài)，其中主要包括了參數(shù)狀況和空間關(guān)系，若是按照生成精確化構(gòu)件的角度來看，可以借助可視化表達(dá)方法，正確理解設(shè)計(jì)人員的施工圖紙用意。對于一些特別的BIM 生產(chǎn)模型技術(shù)來講，也能使用模擬動(dòng)畫的方法達(dá)到理想的素材樣衍生效果，通過這種方法才能不斷提升后續(xù)的施工準(zhǔn)確性與施工效率。開展裝配式建筑施工時(shí)，對各種施工細(xì)節(jié)都有明確的要求指標(biāo)，通過三維造型，使相關(guān)建設(shè)者了解施工細(xì)節(jié)的目標(biāo)要求，提前明確裝配式建筑施工的相關(guān)施工程序以及施工控制方式的科學(xué)性。工程正式開工前，對施工場地的布置進(jìn)行實(shí)地考察，了解其布置是否合理，相應(yīng)的布置是否完善。如果發(fā)現(xiàn)任何不符合標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象出現(xiàn)，必須根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以便能得到適當(dāng)?shù)男拚ㄟ^以上介紹可以看出，在使用BIM 技術(shù)的情況下，可以為三維建模和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)創(chuàng)造良好空間。

3.2 BIM 技術(shù)施工環(huán)節(jié)的使用

將BIM 技術(shù)與裝配式建筑各煩瑣部位及相應(yīng)施工節(jié)點(diǎn)的形象生動(dòng)的線性演繹，使施工人員不斷掌握現(xiàn)場各要素及環(huán)境，并熟悉相應(yīng)的應(yīng)急處置對策，做到對施工正式展開后的施工效率的大幅提高。在模擬建筑復(fù)雜節(jié)點(diǎn)過程中，需要綜合BIM 技術(shù)針對建筑各類煩瑣部位，以及重要施工節(jié)點(diǎn)，預(yù)先做好生動(dòng)化演繹工作，對于現(xiàn)場也要進(jìn)行合理的控制，確保處理手法的熟悉程度，這樣才能整體提升施工的效率。還需要憑借BIM 技術(shù)完成云平臺(tái)創(chuàng)新，保證設(shè)計(jì)施工的流程和適應(yīng)性，做好監(jiān)督控制工作。建立一個(gè)基于BIM 技術(shù)的云平臺(tái)，利用先進(jìn)的現(xiàn)代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)共享，并對裝配式建筑施工過程中的相關(guān)工序流程提供實(shí)時(shí)監(jiān)督指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息共享、全球化和數(shù)字化控制。

4 結(jié)語

總之，BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的重要性及應(yīng)用將得到更廣泛、更完善的發(fā)展，通過對BIM 技術(shù)的研究及應(yīng)用，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作得以高效開展。將BIM 信息化技術(shù)與裝配式建筑相結(jié)合，將有助于進(jìn)一步構(gòu)建專業(yè)化的虛擬構(gòu)件庫，兼?zhèn)銪IM 信息集成功能和云平臺(tái)的全產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)整個(gè)建筑項(xiàng)目生命周期的不斷創(chuàng)新。