基于 BIM的装配式建筑模块化设计及其造价特点研究

基于 BIM的装配式建筑模块化设计及其造价特点研究

田甜

柳州城市职业学院 广西柳州 545000

摘 要：在推动建筑业产业化发展的过程中，模块化设计是其中必不可少的一环。以BIM技术为基础，按照建筑功能将建筑层进行划分，建立相应的功能模块，再将其重新进行组合形成系统模块。在对模块整体进行设计时，还能标注出模块中相应的构件的造价信息，使造价的计算与模块的组合同步进行，优化造价管理模式。

关键词：BIM技术；装配式建筑；模块化设计；模块化造价

近年来，BIM技术被广泛应用于建筑领域，其不仅能够用于建筑图纸的设计，而且还能够被应用于建筑信息的管理，极大的推动了装配式建筑的发展。BIM技术集多种功能于一身，不仅能够对对象的种类、信息等进行识别，而且还能够对各种参数进行定义，且BIM技术还具有可视化等特点，直接通过整合建筑模型的各项参数，并将工程项目从前期的设计到后期的维护整个过程中所产生的数据进行分类管理，并进行实时传递和共享，使工程人员能够实时掌握各类建筑信息。将BIM技术引入装配式建筑中，能够极大地优化其模块化设计。

1装配式建筑模块化设计准则

装配式建筑的模块化设计是指按照建筑的建设目的将整个建筑划分为几个大的模块，并将每个模块定位一个初级系统，再按照功能将每个初级系统做进一步的细分。比如，卫生间是建筑内的必备区域之一，也是整个工程最基础的功能模块之一，属于第一次模块划分的结果，即一级模块。按照每个模块内的具体功能再将其进行二次划分，可将其进一步划分为盥洗功能区、照明功能区等详细的模块。而这些经过二次分解得出的模块便是二级模块。而各二级模块中所包含的墙、灯、坐便器等物品可称为三级模块。

2装配式建筑中BIM模块化设计方法的应用

2.1户内设计

建筑设计师通常按照各建筑户型的功能区域划分来进行设计，结构设计师依据户型结构的设计来选取对应的户型，而设备设计师则要同时结合户型的结构及功能区域的划分来选定设备的安装模块，在选取前，设备设计师还要充分结合建筑的实际构造，防止产生设备与户型结构相矛盾等问题。总而言之，建筑设计师在进行设计师，要充分协调户型结构、功能区域及设备三者间的关系，才能做出适宜的设计方案。建筑内部的设计是整个工程设计的核心部分，也是模块化设计中难度最大的环节，规范、统一的户型库能够极大地缩短模块化设计的时间，进一步提升模块化设计的质量。

2.2户外设计

户外设计主要涉及装配式建筑的结构、与周围环境的协调程度及各结构间的承受力三个部分。对于装配式建筑的结构问题，首先要根据设计图，通过计算机技术模拟出相应的立体模型，并观察各结构间衔接是否合理、应力强度是否符合等，然后针对发现的问题寻找相应的处理办法，再使用BIM技术对这些措施进行模拟演练，以判定所提出的处理办法是否可行；对于装配式建筑与周围环境的协调度的问题，装配式建筑建设过程中，也会产生沉降问题，这对这一问题，可以采用BIM技术建立虚拟模型，详细分析建筑与地基间的受力关系，据此加以调整，避免不规则沉降的产生。除此之外，在装配式建筑建设的过程中，也会对附近的通电线路产生影响，为避免施工过程中与线路产生冲突，也可以采用BIM技术的模拟功能，对此进行规避。在对装配式建筑进行设计的过程中，各结构间的应力大小是最难把握的问题之一，若应力大小不符合，则会直接导致装配式建筑整体结构出现问题，而引入BIM技术，利用其数据处理功能对各结构间的应力进行测算，再结合工程的实际情况，便能够得出最优结构设计。

2.3标准层设计

标准层设计是指将与户型相匹配的各项功能区域加以完善，一个标准的建筑层不仅指建筑本身，而且还包括走道、楼梯间、电梯、暖气、电力设施供应场所等等。对于这些区域的建设，也要进行严格的规划。采用BIM模块化设计，设计人员可结合实际情况，直接对其进行调整和修改。例如，楼梯间的设计主要包括间距、高度、宽度与承受力等，使用BIM技术对其进行建模，便能够通过不断地修改和检测得到最合理的设计方案。

2.4建筑整体协同设计

建筑整体协同设计即在设计师在将建筑的各区域均设计完成后，加入构件或装饰使各区域的功能加以完善，各层间良好协调，最终形成一个功能完善的建筑的设计过程。于建筑师而言，通过BIM技术的模拟功能，能够直接观察构件是否符合建筑的整体设计，极大地缩短了设计的时间，使建筑师能够将更多的精力花费到设计方案的优化上，提升设计的质量；从户主的角度出发，协同思想加深了建筑者与户主的沟通与联系，为工程的顺利完成打下基础。

3基于BIM模块化设计的造价特点

当建筑业大范围使用模块化生产时，传统的计价方法便不再适用。随着科技水平的不断提高，建筑部品也实现了统一生产、统一管理，也逐渐出现了专门的构件、部品销售管理中心，实行统一定价，在此基础上也出现了针对某一功能区域的配套部件成套定价进行销售的现象，如整体厨房。

3.1模块化计价的组合思路

根据上述内容可知，在使用BIM技术划分三级模块时，再添加常用参数的同时，还能够显示其对应的造价信息。三级模块上所附带的造价信息便是完成该项工程中所涉及的构件定额，造价的加总与模块的组合同步进行，这也是模块化计价与传统定额计价的主要区别。模块化计价在进行造价汇总时，需要对各级模块依次进行汇总，此外，还要加上链接各模块的部件的定额。比如，在加总二级模块的定额时，需要先将二级模块项下的三级模块中所包含的定额项进行加总，然后再加上衔接各三级模块的定额项。在汇总以及模块的定额时也是同样的方法，加总各二级模块项下的定额项，再加上各模块连接时所涉及的定额项。以一级模块卫生间为例，在进行汇总的过程中，要依次将盥洗区、照明区等二级模块进行累加，再加上墙、柱等部件的定额项。模块造价汇总的过程也能够直接反映出功能模块的划分是否合理。BIM软件中模块的组合主要是采用链接的方法，该过程的设计理念与二级模块重新组合的理念相一致。

3.2模块化计价的定额依据

需要特别注意的一点是，在标记三级模块的造价信息时，若该模块与《装配式建筑工程消耗量定额》中所提到的模块信息相同，则应采用该文件中所规定的定额，比如墙、柱等定额项。若所划分的三级模块信息在该文件中并未出现，如供暖区、盥洗区、电力设施区域等，则应参照房屋建筑、安装等相关规定中的定额进行执行。从根本上来说，现行的《装配式建筑工程消耗量定额》是在《房屋建筑和装饰工程消耗量定额》的基础上制定的，也是对该文件的进一步补充说明，文件中也特别指出，该定额条例仅适用于装配式建筑中所涉及的定额项目，若在装配式建筑中使用传统项目，则项目涉及部分按照原本的定额条例进行执行。

结 论

综上所述，以BIM技术为基础的模块化设计在建筑领域中发挥从设计、施工到在建筑领域已经得到了广泛应用，并应于与建筑领域基于BIM的模块化设计作为一种设计标准化、生产工业化、供应配套化、施工装配化的新型建筑技术得到了越来越广泛的应用。在建筑业从工业化向产业化转变的过程中，建筑构件的标准化生产已经成为主要趋势；BIM技术的引入也极大的改变了装配式建筑的造价管理方式，开创了一种新型造价管理方式。传统工程造价的计算是通过将工程所涉及的各项工序的定额进行加总得出的；装配式建筑的造价则是通过将构件库中的构件信息与业主的实际需求进行匹配，进而得出最优组合方式，在此基础上对整个模块的定额进行计算。该种造价方法不仅能够极大的提高造价计算的效率，而且还能够对成本实施严格的管控，最大程度地节约成本，这也是与传统造价方式的最大区别。

参考文献：

[1]浅析BIM技术在装配式建筑中的应用价值[J].许钊.中国住宅设施.2018（07）.

[2]李呈蔚.基于装配式技术的工程建造项目管理研究［D］.天津：天

津大学，2015.