BIM技術在裝配式建築設計中的運用探究

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摘 要：現階段，裝配式建築工程已經成爲我國建築行業中的主體類型之一，在進行裝配式建築設計時，設計人員務必要確保建築物結構的科學性與合理性，才能保證各個施工環節的銜接能夠更加緊密，施工工藝也能落實到實處。此時BIM技術的應用正好能夠滿足以上要求，爲施工任務的順利完成提供有力的技術支持與保障。本文主要介紹了BIM技術的特點及其在裝配式建築設計中的應用優勢，並通過對實際案例的分析，講述具體的運用要點，希望能給相關的工作人員提供一些參考信息。

關鍵詞：BIM技術；裝配式建築；設計運用

Application of BIM technology in prefabricated building design Yan Haifang Wulong New Materials Co., Ltd. Huzhou, Zhejiang 313200 Absrtact: At present, prefabricated building engineering has become one of the main types in China's construction industry. When designing prefabricated buildings, designers must ensure the scientificity and rationality of the building structure, so as to ensure that all construction links can be more closely linked and the construction technology can be implemented. At this time, the application of BIM technology can just meet the above requirements and provide strong technical support and guarantee for the smooth completion of construction tasks. This paper mainly introduces the characteristics of BIM technology and its application advantages in prefabricated building design, and through the analysis of actual cases, tells the specific application points, hoping to provide some reference information to relevant staff. Keywords: BIM technology; Assembled building; Design application

引言：裝配式建築施工是按照設計方案來落實構件的組裝，使其成爲完整的建築結構，因此設計方案對於裝配式建築工程而言十分重要。在開展設計工作期間，對於BIM技術的應用和依賴程度不斷加深，它能幫助設計人員更加直觀的瞭解結構構成，對所存在的各種缺陷進行科學合理解決，減少返工問題所發生的概率，爲我國建築工程的可持續發展做出更多貢獻。

1BIM技術的特點

BIM技術的應用特點主要有以下幾個方面：

（1）可視化，它能夠將構件之間的互動性和反饋性變成可視化，生成更加直觀的效果圖，以便於設計人員在建造和運營中的溝通與討論都能在方案的可視化狀態下進行，從而提升決策的準確性和有效性。

（2）協調性，在建築工程中，協調性非常重要，無論是設計單位還是施工部門都要相互配合，提高施工效率和質量。BIM技術的應用既能夠解各種專業的碰撞問題，同時還能提高各種設備佈置的協調性，例如防火分區與其他設計佈置的協調性，使整個建築物的實用性更加突出[1]。

（3）模擬性，該特性不只是能夠設計出建築物的模型，同時還能模擬出無法在真實世界中所進行的操作，讓設計人員更加直觀的瞭解到方案中所存在的問題，以便於立即進行修改，提高設計方案的可實施性。

（4）可出圖性，BIM模型不僅可以繪製常規的設計方案和構件的加工圖紙，同時還能通過模擬和優化等技術展示出各種專業圖紙以及深化圖紙，使整個工程的表達更加細緻，讓施工人員更加明確整個操作流程。

2BIM技術在裝配式建築設計中的應用優勢

2.1提升設計工作的效率

在裝配式建築工程中，傳統的施工設計方案往往都是以平面圖的形式展現出來，對於各種施工技術與流程的體現不是非常明確。爲了幫助施工人員能夠更好的理解整個施工技術，很多技術人員會以某一關鍵位置作爲重要節點來繪製三維圖形，以便於將整個結構進行拆分與細化。但是這種做法只是完成了定點分離，無法更加直觀的區分出預製結構與現澆構件，更加不能對某一部分進行展開設計。而BIM技術的應用則能夠設計出各種非常專業的圖紙，同時還能對其進行優化，只需要根據已經導入的數據信息，就能將二維圖紙轉換成爲三維立體圖形的表達方式，以便於施工人員更加直觀的分析出圖紙中所存在的問題，從而對其進行有針對性的調整與優化，使整個施工過程更加順利。

2.2提高構件設計的標準化

設計人員在設計裝配式建築期間，爲了達到節約施工成本的目的，要儘量保證預製構件的可共用模板數量。但是在傳統規劃與設計中，最常用的是鏡像式拼接方法，而裝配式建築則採取的是平移式方法，即通過一種或多種構件的排列組合使其展現出各種不同的變化形式，從而在使用功能上發揮出更加有效的作用，最大程度的爲企業創造更多經濟收益[2]。BIM技術的應用是利用三維模型更加直觀的展示出各個構件的實際佈局，同時還能分析出各類構件之間的關係，提升機電安裝等環節的協調性，並優化管線佈置， 提高整個方案的合理性。不僅如此，在使用BIM技術進行方案設計時，還能實現數據共享，從而採取各個設計人員獨特的思路，將各項數據信息整合與彙總到一起，以便於提升設計的協同性，確保方案設計的質量和效率。

2.3減少設計誤差

預製構件結構的複雜性非常高，在設計方案中難免會遇到牆體或管道佈置不合理等問題，傳統設計方法所設計出的方案精細化程度較低，在遇到問題時無法立即找到，導致在後期施工中所存在的問題纔不斷暴露出來，影響施工進度，需要設計人員重新對方案進行調整與優化，此時必然會增加建設成本，導致工期延誤，影響企業的市場口碑。將BIM技術應用其中，能夠快速解決以上問題，設計人員藉助三維模型來模擬施工現場的實際情況，從而可以更加直觀的發現方案中所存在的問題，並結合實際情況進行修改。在修改工作完成後，設計人員還可以利用BIM軟件進行再次檢測，直到沒有任何問題後再投入施工中。

另外在進行裝配式建築結構設計時，所涉及到的管線種類比較多，而且都非常重要，需要引起設計人員的足夠重視，例如強弱電線、排水管等，一旦出現佈局不合理的問題，會嚴重影響用戶的正常生活。但是由於裝配式構件所具有的模塊性和預製性，如果想要協調好管道與結構之間的關係，還是有一定難度的。此時設計人員就可以通過BIM技術來檢測管道的佈置位置是否存在問題，一旦系統給出報錯提醒，設計人員就可以有針對性的對其進行優化與改造，提升構件預製的合理性，降低設計環節所產生的誤差。

2.4保證各項數據信息的準確性

當裝配式建築施工任務完成後，在竣工驗收環節需要對所有資料進行復核，務必要保證建築物的質量符合相關要求。當設計人員採用傳統的方式進行方案設計時，由於裝配式結構過於複雜，所涵蓋的信息也非常多，那麼後期的驗收環節就需要花費大量的時間，而且還可能會產生人工誤差。一旦產生錯誤問題，就要重新進行計算，浪費人力和財力[3]。當設計人員採用BIM技術來進行方案設計時，則能夠有效避免此類問題的發生。BIM軟件在使用過程中，會建立專門的數據庫，並將各種信息存儲於其中，能夠更好的保證數據信息的準確性，並使其成爲驗收階段的理論憑證。

3BIM技術在裝配式建築設計中的運用案例

3.1工程概況

某市一綜合樓項目，建築物總高度爲57.15米，總建築面積爲48972.21平方米，其中地上建築面積爲42085.27平方米，地下建築面積爲6886.94平方米。本工程所採取的是裝配整體式框架-現澆核心筒結構，其中預製率達到了53.3%，圍護結構和欄杆等位置的裝配率達到了93%。承建單位要求設計部門通過採取標準化設計的方式，減少預製構件的種類，儘量降低施工成本。

在本工程中，BIM技術在設計階段的應用主要體現在以下三個方面。第一個是利用BIM軟件實現設計模擬、機電管線碰撞以及室內空間優化等功能，在一定程度上提升方案設計的精細化程度。第二個是在裝配式結構的深化設計中，通過BIM技術的應用，實現預製樑柱節點的精細化設計與安裝模擬等，確保設計方案與現場施工的實際情況能夠完全吻合，不會產生任何碰撞和返工問題。第三個是通過BIM技術來完成施工進度的可視化模擬，從而提升工作效率，節約施工時間。

3.2創建預製構件的數據庫信息

預製構件是本工程中比較重要的原材料之一，因此在方案設計階段，設計人員要先創建預製構件的數據庫。在建立構件數據信息時，要注意以下四點：第一點是對其進行分類，構件數據庫的建立不僅僅是爲了方便設計，同時還要考慮後續的配套生產，因此要在數據庫中對構件進行分類，按照分類進行儲存到相應的目錄。第二點給構件編碼，每個構件都要有自己獨特的編碼，才能爲其後續運用做好準備工作，以此來提升數據處理的速度。第三是信息錄入，設計人員要將構件信息準確的錄入到數據庫中，才能更好的保證建模深度。同時還要儘量保證所錄入信息的全面性，不要多於數據限度[4]。第四是審覈入庫，當預製構件的編碼和信息錄入完成後，要將具體的工作情況，全部上傳給BIM構件庫的管理人員，對工作進行審覈，仔細檢查信息的錄入是否規範與正確。

3.3建立BIM模型

本工程中，在使用BIM技術進行方案設計之前，先通過使用Revit軟件構建了一個BIM模型，使其能夠充分發揮出自身的作用。設計人員可以通過使用軟件系統族中的牆接頭數據，使其直接生成三維牆體，效果更加直觀。同時根據建築結構的二維平面設計圖來設計建築物的整體結構，例如牆體、結構樑和柱的位置等。當模型框架搭建好後，再進行相關構件的佈設，此時要注意避免與其他專業發生衝突，例如機電安裝專業、給排水專業等，以此來保證建築信息模型的準確性。除此之外，在進行其他構架佈設時，還要對模型進行不斷完善，逐步添加樓梯、門窗以及屋頂等構件。此時設計人員可以直接使用Revit軟件中所存在的樣板即可，有效提高設計效率。

3.4三維場地規劃

設計人員在本工程中，利用BIM技術構建了一個建築施工的虛擬環境，並通過三維可視化模式實現了對建築場地的合理規劃。在虛擬環境中，不僅存在施工現場的模擬圖像，還包含了施工設備、材料等各種三維模型。此時承建單位的管理部門可以利用三維動畫功能更加直觀、全面的瞭解到施工現場的實際情況，爲後續的文明施工提供更加科學的部署方案，從而提高各項工作的管理效率和質量，完善現場不同任務的佈置情況。管理人員可以站在全局的角度來指導施工任務的有效落實，並根據實際情況對方案進行科學優化，使其更符合工程要求。

3.5碰撞檢測與協調分析

碰撞檢測是裝配式建築工程中的重中之重，它的主要目的是爲了檢驗建築物在設計初期時是否存在質量問題，而BIM技術的應用，能夠確保碰撞檢測的結果更加精準，同時還能控制檢測成本。例如在檢測工程質量期間使用BIM技術，可以利用系統自帶的數字模型功能對不同的情景進行模擬[5]。此時工作人員只要將相應的模型信息輸入到檢測程序中，就能夠實現針對不同場景的智能模擬，更有利於提高檢測工作的質量和效率，減輕工作人員的勞動強度。另外在碰撞檢測與協調分析期間，工作人員還能通過BIM技術對構件的組裝進行還原，及時發現組裝過程中可能存在的問題，儘量降低返工問題所產生的概率。

3.6可視化技術的應用

本工程中的BIM可視化技術是將Revit模型直接導入到FUZOR視頻引擎中，該引擎可以實現與Revit模型的雙向無縫對接，不會造成任何信息的丟失。設計人員主要是針對地下車庫、一層入口大堂等空間的空調風管問題，通過採取人行模擬的方法進行體驗，幫助設計人員進行預判，儘量保證施工完成後的實際空間所帶給人們的體驗也非常良好。

結束語：BIM技術在裝配式建築施工中的應用優勢十分突出，能夠有效提升方案設計的效率和質量。爲了確保BIM技術的應用效果，設計人員要從設計施工與構建生產等多方面入手並將其進行科學融合，做好碰撞檢測工作，以此來提升設計工作的科學性和合理性，不斷推動我國建築產業的穩步發展，爲社會的經濟建設做出更多貢獻。

參考文獻

[1]王魯平技術在裝配式建築設計中的研究與實踐[J].磚瓦,2023,426(06):59-62.

[2]黃文泓技術在裝配式建築設計中的應用探討[J].建築與預算,2023,325(05):38-40.

[3]李乙技術在裝配式建築設計中的應用分析[J].工程與建設,2022,36(05):1295-1297.

[4]賈士武技術在裝配式建築設計中的研究與實踐新探[J].陶瓷,2022,441(07):146-148.

[5]李城軍技術在裝配式建築設計中的應用[J].居業,2021,165(10):17-18.