BIM 技术在装配式建筑设计中的应用

文／丁博文 济南睿新雅建筑设计咨询有限公司 山东济南 250100

王 丹 山东省人民防空建筑设计院有限责任公司 山东济南 250014

引言：

在新形势下，建筑工程数量与规模逐渐扩大，为我国建筑行业发展提供了优质的服务与帮助，促使建筑行业成为促进我国国民经济全面健康发展的支柱性产业之一。在此种情况下，我国政府相关部门加大了对建筑企业发展的重视，并逐步提高了相关标准，以此来提高建筑企业发展水平与最终质量，更好的促进我国社会整体发展。以往建筑模式已经难以满足现代化发展的需求，需要对其进行创新与调整，装配式建筑工程的出现，为我国建筑行业现代化发展注入了新鲜活力与动力，建筑工程企业应积极开展装配式建筑设计工作，强化对装配式建筑设计工作的认识与理解，并引进先进建筑工艺与相关技术，科学系统的利用BIM 技术开展装配式建筑设计工作，在最大限度上将BIM 技术的内在价值与作用充分发挥出来，为我国建筑行业可持续发展奠定坚实基础。

1.BIM 技术与装配式建筑的相关概述

1.1 BIM 技术的含义

BIM 技术的主要内容是这充分合理的借助BIM 建模工具构建一个三维空间模型，通过利用信息化技术与数字化技术来掌握住设计工作开展的实际情况，同时还能够借助三维建筑模型帮助工作人员开展监督管理工作，在第一时间内找到建筑设计工作存在的问题，并采取相应的方法进行解决与处理，保障建筑工程各项工作有序开展[1]。目前为止，BIM 技术是最为先进的科学技术之一，将其科学准确的落实与应用到装配式建筑设计工作当中，能够为设计工作的开展提供良好的服务与帮助，生动形象的将建筑工程设计与组织层面的内容展现出来，以便以后续施工建设工作的开展。BIM 技术具有高效性、全面性、实用性、可视性等特点，对提高建筑施工水平与最终效果有着十分重要的积极作用。

1.2 装配式建筑的内涵

装配式建筑与传统建筑类型相比，具有一定的差异性与特殊性。装配式建筑主要内容是指在工厂内将建筑工程开展过程中所需要用到的结构部件开展集约化生产工作，在生产工作结束之后，需要将各个预制部件运输到施工现场当中开展组装工作，逐步形成一个完整的建筑结构。该种建筑工程模式能够在保证各项组装工作有序开展的基础上，提高施工效率与效果，节省人力、物力、财力以及精力等其他资源，还能够有效缓解环境污染问题，为建筑企业创造更多效益，进一步帮助建筑企业实现经济效益、社会效益以及生态效益三者协调发展的目标[2]。装配式建筑结构除了具备上述优势之外，还具有一定的弊端，如结构设计难度大、结构整体性较差等，在实际开展过程中，难免会出现各种各样的问题。现如今，我国装配式建筑模式仍然处于起步阶段，市场份额占比较少，其发展水平还有待进一步提升。造成此种问题出现的原因在于，建筑企业内部领导者与管理者对装配式建筑施工缺乏全面的认识与理解、在预制结构设计与研发工作方面上缺乏创新性，无法为装配式建筑施工结构发展提供良好条件。

2.BIM 技术应用在装配式建筑设计工作当中的优势

2.1 可视化优势

对装配式建筑工程结构进行全面的分析与研究，会发现在正式开展装配式建筑施工工作过程中，需要经历建筑构件运输到施工现场这一环节，为后续施工建设工作的开展提供建筑构件知识，保障组装工作能够稳步开展。当建筑构件抵达到施工现场当中时，技术人员需要对建筑构件进行全方位的检查，检查无误后才可以开展组装建设工作，施工人员需要严格坚持并按照设计图纸的内容与要求，来将不同构建拼装成整体，促使最终效果达到理想效果。在这一过程中具有一定的难度与挑战，再过去很长一段时间内，相关工作人员借助二维平面设计图纸来开展组装工作，但是由于传统的二维平面设计图纸具有局限性与落后性的问题，如果继续使用二维平面设计图纸开展组装工作，就会给装配式建筑后续工作的开展带来极为严重的消极影响，甚至为装配式建筑埋下了较为严重的安全隐患问题。然而，利用BIM 技术，可以有效扭转上述局面，科学规范的利用BIM 技术构建装配式建筑三维立体模型，更加直观地将施工图纸上的内容展现出来，强化施工人员对装配式建筑工作开展的认识与理解，明确安装流程与安装方式，并对安装全过程进行实施的监管，从根源上降低设计问题发生的可能性，进而增强装配式建筑施工的质量与效果[3]。由此可见，BIM 技术自身具有可视化的优势，能够合理帮助施工人员认识与了解装配式建筑设计的实际情况与具体要求，对装配式建筑各项工作的开展有着不可替代的作用。

2.2 协调性优势

在建筑工程施工建设期间，会受到各种各样因素的影响，出现一些突发事件，施工人员不能在第一时间内进行调整与处理，从而导致建筑工程施工效率与效果不佳，与预期目标存在较大的差距。例如，在建筑工程施工建设过程中，施工人员突然发现现场施工情况与施工图纸内容相违背，二者之间存在差异性[4]。在此种状况下，建筑企业就需要组织施工单位、设计单位、业主单位等其他主体进行有效的沟通与交流，找到问题发生的主要原因，明确各方的职责，及时找到具有针对性与有效性的解决方法，尽快解决好以免耽误建筑工程施工周期。如果涉及到需要更改施工方案或重新购置新部件这一情况时，则需要准备好施工签证等凭据，以便于后续审核工作能够正常开展。在没有应用BIM 技术之前，不同类型的设计工作人员在沟通过程中时常会出现分歧，导致不同施工专业在施工方面上产生矛盾，无法为建筑施工工作的开展指引正确方向。

例如，在正式开展装配式建筑工作过程中，会涉及到暖通工程，由于暖通工程设计工作具有复杂性与系统性，在具体开展过程中会存在管道布置问题，如果暖通设计师与建筑结构设计师没有形成统一的意见，沟通存在较大的问题，将会导致管道布置的位置与梁结构的位置发生冲突，进而引发较为严重的问题，难以保障装配式建筑施工工作稳步开展。但是，BIM 技术的应用与落实，能够规避上述问题，在BIM 模型当中，各个专业可以按照先后顺序来加入本专业的设计内容，强化不同专业设计工作人员之间的交流与沟通，不同专业的设计协调问题可以得到有效解决，保障装配式建筑安装工作稳步开展，合理降低“碰撞”问题发生的可能性，逐步展现出BIM 技术协调性的优势，将其落实与应用到装配式建筑当中可以精准的发挥出极为有效的作用。

2.3 模拟性优势

装配式建筑工程设计工作开展的目的具有多元性，对工程进展计划进行编制、为业主单位提供科学准确的进展方案作为其中之一，赢得业主单位的支持与认可，在最大限度上提高装配式建筑设计工作开展的水平与专业性，从而促使装配式建筑设计工作能够规范且实际的开展。在通常情况下，现代建筑工程大多数基于“工程量清单”规划施工进度，对装配式建筑工程各项施工工作进行分析与研究，在工程量确定的情况下，根据工作的实际情况与具体天数，将总工程量平均分摊到每个工作日，确保建筑工程各项施工环节能够正常开展。如果利用此种工作思路开展建筑工程工作，技术人员可以规范合理的利用BIM 软件将工作任务结一阶段的装配式建筑工程完成效果以虚拟模型的形式展现出来，此种方式不但可以帮助相关工作人员开展任意阶段的对比工作，查看实际施工效果与预期效果之间存在的差距，而且还能够模拟出不同阶段的施工成果，为后续工作的开展创造有利条件，进一步提高装配式建筑施工水平，促使装配式建筑施工达到规定标准。

3.BIM 技术在装配式建筑设计中的实际应用

3.1 利用BIM 技术开展场地设计工作

场地设计工作作为装配式建筑设计工作结构体系中至关重要的组成部分，场地设计工作开展的好快关乎装配式建筑设计的整体性，在装配式建筑设计工作当中发挥这举足轻重的作用。在以往开展场地设计工作时，设计工作人员大多数是利用二维图纸与工作经验来开展土方量计算工作，为场地设计工作的开展提供数据依据与参考。市面上计算土方量的软件具有多样性，如HT-CAD、CASS 等，这些计算方法为计算工作人员提供了多样化的选择，但是在数据的真实性，精准性、筛选以及三维建模兼容性等其他内容方面上存在问题，难以保障场地设计工作能够安全可靠开展[5]。与此同时，在正式开展场地设计工作过程中，设计工作人员需要充分考虑到项目场地周边地下管网的分布情况，依据周边地下管网分布的实际状况来开展场地管线设计工作。然而，地下管线分布情况较为复杂，在正式开展设计工作过程中，极易出现缺漏而导致设计重复或设计周期较长等不良问题，不仅如此地下管线还涉及到多个专业，传统设计方法将各个专业相分隔，不能无法信息共享，无法协同开展设计工作。将BIM 技术应用到场地设计工作当中，以Civil3D 平台为根本，将CAD、GIS、Revit 等其他软件的功能紧密结合起来，共同组成一个较为完善的计算机模型系统，为场地设计工作的开展提供支持与帮助，依靠Civil3D 平台和GIS 技术的优势来生成数字地型模型，精准的计算出土方挖填量，合理减轻施工人员工作的难度与挑战，协调各个专业之间的矛盾，保证场地设计工作能够高效开展与实施。

3.2 将BIM 技术应用到施工图深化设计工作当中

施工图纸设计工作在装配式建筑设计工作当中扮演着极为重要的角色，对施工现场各项工作的开展有着关键性的作用。施工图深化设计作为施工图纸设计工作中不可或缺的一部分，同时也是走向施工现场至关重要的一步，对装配式建筑施工工作的开展有着极为重要的促进与推动作用。在过去开展施工图纸设计工作过程中，工作人员仅是对建筑、结构、机电等部分进行设计，如果在设计装配式建筑施工图纸时，仍然从上述三个部分入手，将无法提升施工图纸设计工作开展的全面性与有效性，设计工作人员而是需要开展深化设计图纸工作，将装配式建筑的预制构件融入其中，全面开展施工图纸深化设计工作。在传统方案设计工作过程中，设计工作的需要采取手工绘制的方法来进行，如果不对该种方法进行创新与调整，将无法保障连接节点体现在施工图纸上，进而出现错误或误差问题，这在很大程度上加大了工作量，不利于装配式建筑各项施工工作的开展[6]。然而，现如今工作人员可以借助三维BIM 信息模型将构配件的构建详细图直接导成二维图纸，突破以往手工绘制方式的束缚与控制，提高图纸设计工作开展的科学性与精准性，更加清晰地将连接点体现在施工图纸上，为后续施工建设工作的开展提供有利条件。

3.3 积极构建建筑信息模型

受到我国建筑行业高速发展的影响，我国政府相关部门与人民群众加大了对建筑设计工作的重视，并逐步提出许多较为严格且多样的要求，推动建筑设计工作向规范化、现代化以及程序化方向转变与发展。因此，建筑企业在具体开展装配式建筑设计工作时，应正确认识到这一点，充分考虑到人民群众对建筑设计工作开展的要求，利用BIM技术创建建筑信息化模型，为设计人员开展设计工作提供参考。之前设计工作人员会利用二维图纸设计的方法来开展建筑设计工作，但是此种方法不能很好地将实际情况与设计之间存在的差异性体现出来，这不仅会影响到装配式建筑施工的整体质量，还无法保障后续使用的安全性与稳定性，难以促进建筑企业持久性发展[7]。所以，在科学技术快速发展的今天，建筑工程企业内部领导者与管理者应认识并了解到BIM 技术对装配式建筑设计工作开展的实际作用，强化对BIM 技术的认识与理解，并将BIM 技术落实与应用到装配式建筑设计工作当中，提高科学先进技术的利用率，实现技术的优化配置，在施工现场当中构建建筑信息模型，准确提升信息数据共享能力，让施工人员有信心面对工作难题，确保BIM技术能够准确落实到实处，并将自身的功能与价值全部发挥出来，从根本上提高装配式建筑施工效率与最终效果，逐步满足社会发展与人们的需求，提升公共服务水平。

3.4 规范化的开展构件埋件布置工作

构件埋件布置工作在装配式建筑设计工作当中占据着极为重要的角色，与上述工作同样重要，均在装配式建筑施工过程中发挥着极其重要的作用。在正式开展装配式建筑深化设计工作过程中，施工人员应加大构件埋件布置工作的重视，加大工作力度，坚持并遵守结构部件拆分原则，科学化的开展结构部件设计工作，将BIM 技术应用到构件埋件布置工作的细节当中，为该项设计工作的开展提供技术支持，增强设计工作开展的效率与效果[8]。例如，在开展梁柱预埋构件工作过程中，工作人员可以采用内嵌式的梁柱结构设计方法，购买专门的预埋构件，并对钢筋吊环做好针对性的设计工作，保证结构的安全性与稳固性，在实际开展施工过程中，需要根据实际情况适当的进行调整，保障预埋件位置的合理性与准确性。在应用BIM 开展装配式建筑设计工作时需要特别注意的是，设计工作人员需要根据装配式建筑的具体需求，对重点参数进行合理的调整，保障数据信息的实用性与价值性，将BIM 技术的优势与应用价值全部展现出来，推动装配式建筑设计工作有效开展。

3.5 开展工程量统计工作

为了进一步提高装配式建筑工程施工效率与效果，提高装配式建筑施工工作开展的连续性，就应开展工程量统计工作，对装配式建筑工程信息进行统计与分析，利用信息数据来构建装配式BIM 模型，模型中一定要精准的覆盖预制构件的规格、尺寸、体积以及重量的其他方面信息，为后续组装工作的开展提供参考依据。在对装配式建筑施工材料开展统计与分析工作时，应明确配件塑料、混凝土量以及钢筋明细等其他方面的内容，根据实际情况得出装配式建筑工程构件的重量清单，保证各项施工工作稳步开展。在正式开展装配式建筑各项施工工作过程中，工作人员也可以利用BIM 技术对构建现场的模型进行分析，体现出BIM 技术的可视化特点，对施工材料堆放情况、构件运输情况以及塔吊位置等各项信息进行分析，便于施工人员安全稳定的开展各项工作，促进装配式建筑工程顺利完工。

结语：

综上所述，BIM 技术的推出与落实为装配式建筑设计工作的开展提供的优质的帮助，对提高装配式建筑设计工作开展的水平有着直接性的作用。因此，装配式建筑企业要想提高自身的综合实力与发展水平，提升自身在市场中份额占比，就要积极顺应时代变化与发展的趋势，与时俱进，加强对BIM 技术的认识与理解，清楚地认识到BIM技术的特点与优势，牢牢掌握住技术应用的要点与关键点，将该项技术准确落实到装配式建筑设计工作当中，促进我国建筑行业良性发展，缩小与发达国家建筑水平之间的差距。