装配式建筑设计中的BIM方法应用探究

徐宏

（苏州江南意造建筑设计有限公司）

1 引言

现阶段，建筑行业当中广泛运用了BIM技术，使传统建筑设计中存在的问题得以解决，落实立体模型和多样化功能，显现了设计内容之间的关联与设计的完整，使质量与安全问题能够得到控制。

2 装配式建筑与BIM概述

2.1 装配式建筑

装配式建筑是指提前预制部件，在施工场地装配而成的建筑，预制部件一般在工厂内进行制作，再运输到施工工地上进行拼接。该种建筑方式能够提升建筑施工的效率，并且有着节能、环保等优势。装配式建筑有升层升板、盒式、骨架板材、砌块以及板材等五种建筑类型[1]。将建筑与装修进行融合，使形成的模式更具设计多元化、施工装配化、功能现代化以及生产车间化，使传统的建筑行业创新成集成、环保、节省以及科技的现代化模式，贯彻科学发展观理念。

2.2 BIM技术

BIM技术指的是建筑信息模型，BIM技术借助数字技术表述某个建筑项目的功能以及物理信息，录入、输出和修正项目信息等操作可以通过BIM 技术在项目各个阶段实现，BIM 技术具有可视性、协调化、仿真性、改良性以及可出图性。BIM技术使项目信息能够共享以及协同，项目从策划到维护，整个生命周期可以依据BIM技术进行相关决策[2]。

3 预制装配式建筑设计的要求

3.1 质量要求

装配式建筑设计需要将建筑工程中的设计质量、工作质量以及生产质量这几个部分提高。装配式建筑设计中，通过将生产质量提升，使建筑设计更加规范、标准，以此保障预制装配式建筑的综合性能以及质量。

3.2 进度要求

有效缩短施工工期是预制装配式建筑最显著的特点。在设计之前，工程建设用到的零部件都要通过工厂制造与生产，在施工现场只需把这些零部件进行简要安装，便可使工期缩短。在预制装配式建筑中，构件安装等多种生产作业可在预制装配式建筑中同时展开[3]。

3.3 成本要求

与传统的工程建设不同，预制装配式建筑能够很好地将材料、人力和时间的耗损降到最低，从而使有关施工成本减少。

4 BIM 技术在装配式建筑设计的应用

4.1 基于BIM模型的建筑资源库设计

在装配式建筑设计部件中使用BIM技术，首先，设计人员需要将建筑工程资源设计库进行合理构建。建筑工程资源库内容广泛的特点使设计人员要将多种资源构件进行整合，之后在建筑工程资源库的信息管理分层中使用BIM 技术。所有构件的设计信息，需要设计人员通过报表的模式将其发送给建筑工程管理人员，使后续材料资源表格绘制工作能够顺利进行，给装配式建筑工程施工管理带来可参考之处[4]。

4.2 施工阶段的BIM技术运用

在施工过程中，运用BIM模型技术能起到施工指导作用，从而提高施工的准确性、精确性，能够及时解决施工中的问题。运用BIM技术，可以利用其三维建模的优势，导入施工参数，制订科学的建筑方法，并对施工进度进行预估。BIM 技术的运用，能够保证装配式建筑在规定时间内完工。另外，BIM技术可以显示出施工现场的各个区域，以此避免施工人员出现危险，提高施工的安全性。

4.3 BIM 标准化设计与常规设计的不同

在装配式建筑设计环节，设计师首先要把建筑根据现浇结构对结构节点进行判断与分析，在分析之后，通过计算获得的节点拆分建筑，之后再对每个构件进行拆分，并且明确好构件的大小。构件在制作完成之后，会依照节点开展组装，从而使装配式建筑的力学性能与现浇式建筑拥有相同的力学性能。BIM 技术的运用不只是运用计算机的计算能力，还使用了互联网中数据库的概念，在BIM软件中可自行设定拥有许多构件尺寸的数据库，设计人员可以在数据库中提前设计好构件尺寸，方便使用。

4.4 装配式建筑深层设计

4.4.1 构件拆分设计

建筑设计部件使用BIM技术，设计人员需要将装配式建筑工程结构的设计深度进行重点考量，主要体现在建筑墙体结构设计以及建筑楼板结构设计，设计人员把装配式建筑的每个结构件组合成整体可以使用BIM技术。值得注意的是，使用BIM技术设计建筑深度时，设计人员需要将BIM技术的拆分功能进行充分利用，并且拆分不同深度的建筑结构，把建筑结构分成许多独立部分，之后，详细分析每个独立部分，将装配式建筑构件的施工质量控制标准以及数量进行明确。

4.4.2 图纸生成

通过BIM 技术形成建筑结构的模型之后，装配式建筑设计人员要二次深化三维图纸。把建筑工程的生产加工类别信息数据转变成二维工程设计图纸，之后，再借助二维设计图纸生产、加工装配式建筑结构，将设计图纸进行深化，能够明确构件信息。现阶段，装配式建筑的构件数量庞大，如果采用一贯的施工模式，不能满足客户的实际需要；在装配式建筑设计部件中使用BIM技术，可以使设计数据信息更加精准。与此同时，分析、调整三维模型可以使建筑工程内部结构指标更加协调，尽可能防止在施工过程中，施工操作偏离施工方案。

5 使用BIM 技术在装配式建筑设计中的优势

5.1 提高结构设计精准度

在装配式建筑设计部件中运用BIM技术，通过三维技术细致分析与研究组装模式、结构关系以及建筑结构，将设计内容进行完善，将整体精准度进行提升。BIM技术当中，设计人员可以在系统中将装配式建筑部件设计要求输入，模拟构件三维模型，将现场情况、功能要求考虑在内，对装配式建筑结构的形状、尺寸以及空间布局进行模拟建立，随后通过云计算和识别技术将结构之间的关系分析明白，判断参数数据是否足够准确。此步骤当中，设计人员要及时获取现场勘察数据，并且把数据录入模型中，对模型进行整体分析、计算，使结构模型更加准确。

5.2 加快设计工作效率

装配式建筑部件设计中应用BIM 技术，使信息化交流平台得以构件，把部门与人员连在一起，使信息数据的共享以及传输速度得到提升，使数据能够同步发布以及处理，从而更加方便开展设计工作、调整内容。与此同时，在装配式建筑设计中应用云计算技术，能够及时发现、纠正数字模型中的问题所在，各个专业的矛盾点也可以马上改正，使设计人员能将装配式建筑设计方案进行改良。

5.3 落实预制构件标准化设计要求

BIM技术还可以实时收集、共享以及汇总信息，可以自动化保存以及输送设计中录入与计算得出的数据资料。前者在构件数据库之时提供了足够的资料支持，使BIM的系统功能更加完善，后者可以使部门间的合作沟通更加通畅，及时掌握参数资料变更信息，将工作内容进行调整，使资源以及资金的损耗减少。

5.4 快速解决问题

BIM 技术可以在建立三维模型的基础上，构建信息化协同管理系统，实现及时的信息交流，搭建多种沟通渠道，提高规划的合理性。在装配式建筑的部件和构建设计中运用BIM技术，可以把施工现场的具体数据实时导入平台中，实现施工的实时监护，能够第一时间找出存在的问题。BIM技术有预警功能，如果建筑过程中出现误差，能在第一时间发现并发出警报。BIM 技术能够实现与计算系统的信息交互，实现工程设计的优化。

6 结语

改革开放以来，我国经济建设得到飞速进步，与此同时，建筑工业化进程也乘着改革开放的翅膀腾飞，中国的预制装配式建筑获得飞速发展，预制装配式建筑与建筑设计的重点要求进行了结合，并且对多个方面的因素进行深度考虑，将有关资源进行科学有效地优化整合，从而使预制装配式建筑的设计水准得到提升，给预制装配式建筑往更高方向发展打好基础。通过BIM技术，还能防止不可再生能源的浪费，贴合可持续发展理念。