現階段裝配式建筑結構設計中BIM技術的應用探究

胡 鵬

（淮南市建發規劃設計研究院有限公司，安徽 淮南 232007）

1 BIM技術主要功能與裝配式建筑結構設計要點

1.1 BIM技術應用功能與原理

BIM技術興起是建筑領域的技術革命，隨著該項技術的不斷發展與完善，其對于建筑工程的作用與意義是顯著的，主要表現為4個方面：第一，優化工程設計。BIM技術具有可視化的特點，經對建筑物物理結構信息的數字化處理，形成條線與空間的立體多維呈現更加直觀。在復雜建筑工程設計中，其作用尤為凸顯。此外，可視化功能更利于工程設計之初的研究探討，實現首端設計最優；更利于前推項目建造等相關管理環節，實現多方廣泛參與互動；更利于對構件參數計算與信息上的把控，實現精準設計，進而為高效與高質量施工打下堅實的基礎。第二，精確功能預判。BIM技術的模擬性特征其可通過4D、5D技術，對建筑主要環節功能進行模擬，如節能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳導模擬等，突出了建筑功能核心，從而能夠預先明確今后施工與改進計劃。可見，BIM技術的功能預判中蘊含著全方位管理理念，其透視性特點能夠將建筑工程中的各環節進行集成整合，由傳統模式下的概率銜接與應然應對，轉向精確把握與預先管理。第三，容錯性較強。該項技術具有不斷完善和優化的強大能力。完全可在原有設計數據的基礎上，通過參數控制，進而改變、完善原有設計。在此基礎上，工程設計與建設才敢改、能改、善改，從而實現最優的建筑工程效果。第四，一體化程度較高。不僅預先設計了建筑的條、線空間，規定了建筑所有實現的各種功能，且其設計貫穿于始終，包括工程項目的整個生命周期。通過三維模型數據庫，容納了從設計到建成使用的全周期全過程信息。

1.2 裝配式建筑結構設計要點分析

裝配式建筑結構設計要點包括技術策劃、方案設計、初步設計、施工圖設計、預制構件設計、構件加工圖設計、構件構造節點設計等內容。首先，從設計的整體性上看，既要明確建筑類型、構件種類、構件標準、節點設計等多方面要素，又要格外注重砌塊、板材、盒式、骨架板材等不同建筑類型在設計標準與技術標準等方面的差異。其次，在具體設計環節上，每一個設計環節均有各自較為完整的標準體系，如技術策劃中會涉及成本管理、規模及項目定位等，方案設計中要平衡性能與組合要素，實現預制裝配式建筑設計的系統化和標準化；再如，構件加工圖設計中，不僅要加強與工廠等各方的交流，還需結合生產運輸以及一般和特殊項目需求，充分考慮預制裝配式建筑構件的臨時設施安裝問題、管線預埋問題等。構造節點設計不僅關系構件自身質量，同時是整體工程質量的保證。故在實踐中反復考量并實現最優化設計，以滿足建筑的裝飾、耐久與物理性能。最后，從施工管理角度看，裝配式建筑結構設計具有較強的流程管理特點，其基于裝配式建筑標準規范的限定，推進集成化設計、工業化生產、裝配化施工和一體化裝修。強化技術策劃首端預設與控制功能，并能在技術操作之余，很好地實現價值層面的意涵，如生產效率、節能環保、符合綠色建筑理念等。如今，社會對裝配式建筑的需求日益增強，要求不斷提高。隨著社會的發展，相比以往對構件精確性、便于施工管理、利用建筑物后期維護等方面提出了更高的要求，傳統的結構設計已經難以對此做出合理應對。通過比較可知，BIM技術與裝配式建筑結構設計不僅在理念、功能、價值方面具有共通性，同時在技術操作實踐層面亦具有較為完整的契合度。因此，BIM技術應用在裝配式建筑結構設計中大有可為。其具體應用必然會在較大程度上促進裝配式建筑設計不斷完善。

2 BIM技術在裝配式建筑結構設計中的應用

2.1 注重流程，強化優勢互補

基于裝配式建筑結構設計流程要點和BIM技術的信息集成特點，首先界定應用范圍，明確應用范圍和應用程度。筆者認為，應從對建筑工程的整體管理入手，立足對整體工程的全面管理，重新打造設計流程，以最大化發揮BIM技術的優化工程設計、精確功能預判、多元信息交互等功能，確保二者在互促互進中實現優勢互補。首先，要引入數字化設計理念，實現各設計環節的智能化；其次，要實現各設計流程的一體化管理，從設計策劃到施工建設完成，要在初始設計中給予通盤考慮，協調各環節不同專業技術特點，做好協同設計，確保各環節施工均在設計中有序開展；最后，要突出發揮信息交互、反饋及多方參與功能，確保設計內容為多方接受、構件設計符合標準、節點設計精準無誤等。

2.2 明確導向，強化具體應用

在BIM技術應用中，要著眼于解決現在裝配式建筑結構設計中存在的問題，以問題和發展為導向，增強短板意識，提高BIM技術應用的針對性。因我國裝配式建筑技術起步較晚，現還面臨一些發展中的問題。具體包括：1）關鍵環節質量控制問題。如鋼筋、套筒、漿錨搭接孔預埋位置角度不精準，遺漏節點與節點堵塞問題，夾心保溫板拉結件錨不牢固問題，等等。2）一刀切問題。如超出裝配式建筑技術能力范圍，所有類型建筑都搞裝配式，徒增了費用和成本。3）自身特點與規律特點突顯不明。如在裝配式建筑設計施工中，僵化照搬規范作業圖或節點圖，沒有形成科學的設計規范體系，同時，在降低成本、提高工程效率等方面的作用發揮也不明顯。因此，BIM技術應用于裝配式建筑設計中時，必須首先直面短板，解決其發展中的不足問題，進一步深化設計方案，嚴格關鍵環節質量技術控制，強化對成本、效率、綠色建筑理念在裝配式建筑設計中的價值體現。

2.3 提升核心，強化引帶作用

應明確二者手段與目的的關系，既要明確BIM技術的手段工具價值，不應在應用中對其過分依賴，甚至將BIM技術等同于工程設計本身。同時要警惕BIM技術在建筑施工應用中存在的問題，并立足裝配式建筑設計本身發展，尋找解決問題的方法。具體而言，BIM技術有其自身的發展路徑，其應用范圍的廣度與應用程度的深度，都不能從根本上解決裝配式建筑設計自身存在的諸多問題。

3 結語

綜上所述，關于裝配式建筑，其通過集中生產可以最大限度降低資源浪費程度，提高機械化水平，不僅可以做到環保節能而且能夠提高施工進度，更有助于我國建筑業的可持續發展與升級。因此，本文也將以BIM為著眼點，對其在裝配式建筑施工技術中的相關應用進行簡要分析通過本文對BIM技術的詳細介紹，該技術能夠實現對整個裝配式建筑物施工的監督和管理，能夠大大提高整個項目的施工質量，所以BIM技術的應用在未來建筑工程施工過程當中將更加廣泛。