BIM技术在装配式建筑设计中的研究

BIM技术在装配式建筑设计中的研究

丁轲  张译木

浙江省城乡规划设计研究院有限公司 浙江省 杭州市310000

摘要：装配式建筑，这种现代建筑方式，凭借其建造速度快、对自然环境的低影响以及资源高效利用的特点，越来越受到青睐。然而，在设计阶段，装配式建筑面临着一些挑战，例如组件设计的细节不够完善、项目管理的复杂度较高等问题。BIM（建筑信息建模）技术，以其数字化和一体化的合作平台为基础，表现出在优化装配式建筑设计流程、提高工作效率和确保设计准确性方面具有极大的可能性。本文的目的是深入分析BIM技术在装配式建筑设计中的应用，旨在为这一领域的进步贡献有意义的观点和参考。

关键词：BIM技术；装配式建筑；设计；应用

前言：装配式建筑，被誉为建筑领域的一项创新进步，凭借其建设速度之快捷、效能之高以及资源利用的高效率而广受好评。然而，该建筑模式也不无挑战，特别是在设计的复杂性与项目协调方面的挑战。在此背景下，BIM（建筑信息模型）技术显现其重要价值，它通过高效的数字化工具助力于解决上述难题，从而推进装配式建筑项目的顺畅进行。

一、BIM技术原理

建筑信息模型（BIM）技术，在当下被赋予了革命性的数字化特质，它的目的在于贯穿建筑项目的整个生命周期，自设计之始、途经建造、达至维护管理，提供一套全面的信息管理解决方案。其核心优势在于构筑一个全面的数字化模型，这一模型不单止覆盖建筑的几何形态和精确的构建方法，亦综合了材料特性、成本评估、进度安排及性能评价等多元化信息的整合。通过提供直观的三维视觉表示，该模型极大地辅助了项目团队成员对建筑空间及其详细构造的深刻理解。BIM技术使得项目资料的集中式管理成为可能，实现了跨部门团队成员在一个共享的平台上进行高效的协同作业和数据的实时更新，进而确保了资讯的一致性与精准性。此技术还促使建筑项目得以从多个视角进行可视化分析，这包括但不仅限于冲突检测、能效模拟以及成本评估等方面，对于优化设计方案和提高建筑性能有着至关重要的作用。

二、BIM技术在建筑行业的应用

BIM技术的采用象征着建筑业迈向了全新纪元，该核心技术已然对该行业产生了深远且革命性的影响。在设计阶段，BIM所提供的三维、高精度的视觉化模型，赋予了设计团队前所未有的详细掌控力，允许他们以精确的方式展现并预测项目的构造及其效果。这不但极大地增强了设计的精准性，也有效降低了设计过程中潜在的错误发生率，并消除了项目不同阶段之间可能出现的冲突。另外，BIM技术还支撑了设计团队与工程师之间实时的协作模式，使得各方可以共同查看及即时修改模型，从而极大地加快了设计流程的速度。到了施工环节，BIM技术则展现了其独特且不可代替的价值。它通过精确的施工细节规划、进行碰撞检测以预防风险，以及编排科学的施工进度计划，不仅优化了施工管理过程，还大大增强了现场工人的安全性以及项目执行的精确性。得益于这些优势的综合作用，有效地缩短了施工时间，减少了成本，并提升了整体施工效率。进入到建筑物的运行与维护阶段，BIM技术继续扮演着关键的角色。维护团队能够借助BIM模型方便地定位到建筑内的各种设施以及相关维护信息，比如设备的具体位置、维保历史以及所需的技术参数，这大大提高了维护工作的效率和精度。通过监测能源消耗和性能数据，BIM还能助力于实施更加经济和环保的运营策略。

三、BIM技术在装配式建筑设计中的应用要点

（一）提高空间利用的有效性

在装配式建筑的设计环节中，BIM技术扮演了极为关键的角色，尤其是在平面布局和空间优化这两个方面，展现了其无与伦比的优越性。通过运用BIM技术，设计过程不仅变得更加精确和效率化，同时也极大地提升了空间利用的有效性。一方面，BIM技术在设计初期就开始发挥作用，帮助进行平面布局及空间的全面规划。与传统的设计手段相较，BIM通过其三维呈现能力，为设计人员提供了一个直观且精确的预览界面，这大大促进了设计过程的准确性和直观性。设计师能够在BIM软件环境中直接创建和修改建筑模型，这使得空间规划和布局优化变得更为便捷，有效降低了设计重工和修改的需求。例如，通过在“武汉中心项目”中应用BIM技术进行参数化建模，有效推动了建筑外形与内部空间设计的优化进程。另一方面，BIM技术对于装配式建筑构件的定位与布局也展现了独特优势。借助集成化的BIM模型，设计师能够准确地规划装配构件的具体摆放位置，这确保了装配工作的准确性与高效率。利用BIM技术提供的丰富构件库及绘制工具，设计人员可以在模型中轻松选择和安放所需构件，减少了人为错误带来的误差，从而优化了装配过程[2]。

（二）构建优秀的库存管理系统

在当下装配式建筑的设计与施工流程当中，构件库以及库存管理的作用显得尤为重要。优秀的库存管理系统不仅确保了材料供应的及时性，而且还在很大程度上提升了建筑施工的效率与准确性。通过对构件的采购、存储、分类、标记、检索以及应用进行周到的管理，这一系列操作正是库存管理的核心部分，保障了建筑项目能够顺畅且高效地进行。对应于装配式建筑特有的需求，进行精细化的构件规划成为关键环节。在此过程中，BIM（建筑信息模型）技术扮演着无可代替的角色。它能基于建筑设计图与相应的BIM模型，精确地计算和预测所需构件的种类、数量及质量标准，并能对采购流程提供高度精准的指导，确保所需材料的精确无误及充足，以满足项目的各项需求。之后，在采购环节后，所获得的构件将被转入专业化的库存管理阶段。此阶段的核心便是利用BIM技术建立一套全面的数字化管理体系。此系统能够详尽地记录下每个构件的属性和特性，并将这些信息与BIM模型进行紧密的整合。这种方式不只简化了构件入库的流程，也为日后的检索与应用打下了坚实基础。高效地检索与应用构件，需要依赖于严密的分类与清晰的标注。在此方面，BIM技术展现出了其特别的优势。BIM模型内可以建成一套完整的构件库存分类系统，为每个构件分配独特的标识码或条形码，大幅度简化了之后的构件检索过程，使得即便在庞杂的库存中也能迅速查找和定位所需构件，有效地提高了利用效率，同时大大减少了资源浪费及误用的可能

[3]。

（三）加强设计协作与碰撞检测

通过构建及共享BIM模型的方式，实现了部门间的实时互动，显著提高了装配式建筑设计的效率与准确度。与传统的设计方法相比，该方法不再是各个环节独立完成后再进行汇总，而是BIM技术使得来自不同专业领域的设计能够在统一的平台上进行整合与协作。设计团队成员可以在同一模型内进行实时的修改、增加注释及反馈，这大大简化了设计的沟通与修改过程。这种协作方式不仅显著提升了工作效率，还有效降低了信息传递过程中可能出现的错误和重复劳动。此外，BIM软件中的碰撞检测功能，能够在设计阶段初期就识别出潜在的设计冲突，例如装配式建筑中可能出现的空间、管道和设备之间的冲突，从而使设计人员能够及时进行检查并解决这些问题。

结语：引进BIM技术对装配式建筑设计领域造成了根本性的影响，极大地促进了设计团队工作方式的创新和设计质量的提高。这项技术不只是改善传统建筑施工的流程，更在提升施工效率方面以及在装配式建筑领域展现其自身独到的优势。通过BIM技术的引入，可以帮助相关企业加强设计团队之间的合作，促使实时信息共享和碰撞预检成为一种新的可能，有效降低设计过程中可能会出现的错误发生率。随着装配式建筑业的持续成长，未来的建筑实践不仅需求技术的持续革新和标准化体系的完善，还特别需要对设计及施工人员进行专业技能的培养和能力的增强，确保行业能够有效面对装配式建筑发展带来的新挑战。
参考文献：

[1]高云红.BIM技术在装配式建筑设计中的研究与探索[J].居舍,2024,(09):108-111.

[2]李怡憬.BIM技术在装配式建筑初步设计中的应用[J].大众标准化,2024,(04):163-165.

[3]任亚华.BIM技术在装配式建筑设计中的应用[J].工程建设与设计,2024,(03):145-147.