BIM技术在装配式建筑设计中的运用

BIM技术在装配式建筑设计中的运用

王巧敏 21028219930605**** 中国建筑第二工程局有限公司

摘要：BIM技术在装配式建筑安装中的应用解决了早期装配式建筑普遍存在的装配效率低、装配质量差等一系列问题，同时，利用BIM技术的优势，可实现装配式建筑安装逻辑的优化，使建筑安装过程更加科学、高效，缩短施工周期，减少建造成本。在现代建筑领域，BIM技术与装配式建筑的融合将进一步推动装配式建筑在现代建筑行业的应用，促进现代建筑行业的发展。基于此，本文就BIM技术在装配式建筑设计中的运用进行详细探究。

关键词：BIM技术；装配式建筑；设计；运用

1 引言

装配式建筑的出现改变了传统建筑技术形态，凭借 BIM 技术的应用，可以根据建筑设计要求，在短时间内完成建筑结构部件的集中生产，并将建筑结构部件运输至现场进行快速装配。从实际效果来看，装配式建筑使传统建筑的工期明显缩短，且建筑成本大大降低，这也为装配式建筑的推广应用奠定了基础。其中，作为装配式建筑的核心技术，BIM 技术在装配式建筑安装中同样有着广泛的应用。

2 BIM技术

BIM 是建筑的信息化模型，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、 可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。它不是简单地将数字信息进行集成，而是一种数字信息的应用，并可以用于设计、建造、管理的数字化方法。随着国内建筑设计领域的发展，BIM 已经初步应用于建筑工程行业并彰显了其巨大的商业价值，但目前 BIM的应用现状，还存在很大的局限性，BIM 引领的建筑工程领域的革命所应创造的经济效益和社会效益只是冰山一角^[1]。国内不少具有前瞻性与战略眼光的工程类企业开始思考如何应用 BIM 技术来提升项目管理水平与企业核心竞争力。BIM 技术应用的最大价值就是在于打通建筑的全生命周期。这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险。

3 装配式建筑

装配式建筑在设计建筑阶段已经对建筑的结构构件进行选择预制，并且规定了结构构件的装配工艺，最终在个体建筑施工阶段进行构件的组装来进行装配施工。通过装配式的施工方式，提高了整体建筑的施工效率。实现装配式施工，最主要的是需要在建筑工程施工开始之前就对需要装配的构件设计完毕，这就要求设计者能够把握整体的建筑设计，避免在后期组装装配时产生不匹配不适用的情况。构件由工厂进行生产，其成本远低于传统的整体结构的生产，降低了工程施工的成本，提高了资源的合理利用。除了成本的减少之外，运输和施工难度也有所降低^[2]。建筑施工所需配件都较庞大，且不方便运输，但是运输结构构件显然要比传统的配件更容易操作。而且通常运至建筑施工场所后再开始进行组装，减少了工人的工作量，降低了实际操作的复杂性。可以说装配式建筑工程满足了当今任何行业都在要求的高效性与可持续发展，成为了推动建筑行业持续快速发展的一个重要力量。

4 BIM技术在装配式建筑设计中的运用

4.1 工程设计

目前我国装配式建筑的设计过程依然遵循着传统现浇建筑设计的流程，依旧按照现浇的方式设计，之后交由装配式建筑设计单位进行专项设计。深化设计单位根据主体设计图纸发现并提出不符合装配式建筑设计规范和不利于施工的部位，然后将问题反馈给主体设计单位进行调整，如此一来，不仅浪费了大量时间，而且有些部位是无法调整的，直接导致装配式建筑设计处于被动局面，预制构件拆分出现不合理的情况，最终导致项目成本增加等问题。BIM技术可视化和可协调性可以有效解决这些问题，运用BIM技术的可视化进行预制构件合理性的分析，同时，对预制构件中涵盖的各专业信息进行核对及碰撞检查。对于不合理的预制构件及预制构件上存在的碰撞信息，可在模型中直接标注，并通知相关专业及时进行更改，可见通过BIM技术的可协调性，可以高效地协调各专业应用BIM模型的可视化特性将设计中存在的问题及时发现并解决。同时，对于现场发现的施工问题也可以通过BIM模型进行模拟，把现场施工问题直观地反映在模型中，协调建设单位、设计单位、施工单位等各方共同解决。由此可见，BIM技术既可以提高设计质量和效率，又能减少后期现场施工的返工次数，节约了资源，加快了项目进度，提高了质量。

4.2 构件管控

建筑工程中混凝土构件的质量对工程整体质量有重要影响，关系到整个工程的安全性，根据相应《指导意见》的要求应保证装配式建筑工程的生产和质量安全。BIM 技术以及 RFID 技术在装配式建筑中的应用起到至关重要的作用。RFID 技术为无线电频率识别技术，通过对该技术进行应用，可以使工程构件的各方面信息及时有效地传递，通过 BIM 技术对各项相关信息进行整合，使装配式工程各部位构件的质量和进度得到及时有效的控制，有利于相关工作人员对构件的生产、运输、储存、安装等各个过程进行及时追溯。在装配式建筑的施工过程中，预制构件的储存状况会在一定程度上影响构件的质量和转配效率，通过 RFID和 BIM 两项技术的结合，施工人员可以由构件出厂之后开始，对构件的存放环境及存放位置进行合理选择，可以有效缩短构件运输距离，从而提升施工效率和降低人员工作强度。以此技术为基础，在施工过程中，工作人员可以将构件的名称、规格以及安装位置等信息，全部使用 RFID 标签进行记录，并使用 BIM 技术对其安装位置的合理性进行判断，若发现问题，可以及时有效地采取合理的措施进行处理

^[3]。

4.3 信息共享

要想将BIM技术的利用优势全面体现出来，应当借助信息技术，通过BIM技术的合理采用把各专业相互连接，落实将整体化信息应用以及建筑信息效果以直观的形式展现出来，BIM技术还会更加全面的掌握全部的建筑信息模型，并且把各专业的施工人员相互融合在同一个数据平台上，落实各专业的信息共享以及有效采用，在落实全面数据共享的背景下，在本质上减少信息链断裂，确保各环节以及工序开展较为完整的信息交流。而且作为专业工作人员也会直接地融入到整个装配式建筑设计和建造环节当中，实现全面改造设计以及施工质量，为达到装配式建筑实现预期效果提供保障。需要注意的是，当在装配式建筑信息共享环节中应严坚持遵循技术要求来做好BIM技术的应用控制，只有这样才会实现建筑信息全面共享。对于部分建筑设计来说，由于其较为抽象复杂，利用BIM技术会建立装配式建筑设计的三维模型，设计人员所设计产出的效果更加显著，提升设计效率。与此同时，在不同装配式建筑设计当中还能利用技术参数修改，构建新模型，简化整个设计过程，最大限度地减少工作人员的工作量以及工作压力。

5 结束语

在装配式建筑设计中，结构专业占比较大，建筑师的工作较为常规，然而在实际的工程中，建筑专业在装配式建筑设计中的作用十分重要。从前期配合投资方对装配率的选择，方案阶段调整，精细化设计以及构造节点设计，最终造价的控制，建筑设计贯穿了装配式建筑设计全过程，为装配式建筑提供了基础支撑及全程保障。在装配式建筑设计中，建筑师应及早介入，主动了解装配式建筑的特点，根据不同的项目特征进行建筑设计。

参考文献：

[1] 熊威．基于 BIM 的叠合板式剪力墙结构应用研究［D］．合肥: 安徽建筑大学，2016．

[2] 于龙飞，张家春．基于 BIM 的装配式建筑集成建造系统［J］．土木工程与管理学报，2015，32( 4) : 74．

[3] 王娟，陈晓旭，赵蓓蕾．BIM 技术在装配式建筑中的应用研究［J］．城市建筑，2019，32( 9) : 114．