BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)踐分析

施長(zhǎng)風(fēng)

【摘 要】當(dāng)前BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域的發(fā)展越發(fā)成熟，裝配式建筑作為目前應(yīng)用較多的一種建筑結(jié)構(gòu)類型，將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中能夠進(jìn)一步提高建筑設(shè)計(jì)的整體水平?；诖?，本文對(duì)BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；裝配式；建筑設(shè)計(jì)；應(yīng)用實(shí)踐

裝配式建筑是現(xiàn)代新興的一種建筑方式，應(yīng)用中首先由生產(chǎn)廠家預(yù)先購置建筑配件，同時(shí)對(duì)配件進(jìn)行裝修，之后直接在建筑場(chǎng)地內(nèi)，將各配件相互搭建，再采用相應(yīng)的工藝來進(jìn)行連接即可，此建筑方式具有成本低、效率高、工作量小的優(yōu)點(diǎn)。但在應(yīng)用此建筑方式時(shí)，需要重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)，不但會(huì)影響建筑的美觀，還可能影響建筑的質(zhì)量所以在傳統(tǒng)的應(yīng)用當(dāng)中，需要先對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，再依靠設(shè)計(jì)指示來進(jìn)行搭建，而傳統(tǒng)方式的工作效率較低，同時(shí)因?yàn)槿斯つ芰λ?，很容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)不合理的問題，因此在現(xiàn)代視角下，利用BIM技術(shù)來幫助設(shè)計(jì)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

一、BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)是指將建筑物的功能特性以及物理實(shí)體進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)的技術(shù)。數(shù)字化模型的建立，將實(shí)現(xiàn)建筑物數(shù)據(jù)的傳遞以及共享。在BIM技術(shù)的使用過程中，其具有以下幾方面的應(yīng)用特點(diǎn)，第一方面，可視化特點(diǎn)。在可視化特點(diǎn)中，BIM技術(shù)所構(gòu)建出的建筑模型是透明的，能夠?qū)ㄖ锏木唧w數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面的展現(xiàn)。第二方面，BIM技術(shù)具有協(xié)調(diào)性的特點(diǎn)[1]。該種特點(diǎn)的出現(xiàn)主要是由于設(shè)計(jì)人員與管理人員可以通過BIM技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)過程或者施工過程中的各項(xiàng)工作進(jìn)行調(diào)節(jié)。在現(xiàn)階段的BIM技術(shù)應(yīng)用中，主要將BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑物的數(shù)據(jù)模型建立中，并且利用該種數(shù)據(jù)模型對(duì)施工中的具體問題進(jìn)行清晰的解決以及及時(shí)的調(diào)整，進(jìn)而避免在具體的設(shè)計(jì)過程以及施工過程中出現(xiàn)安全問題。BIM技術(shù)在裝配式建筑體系中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在建立起裝配式建筑體系的專業(yè)設(shè)計(jì)平臺(tái)，利用專業(yè)設(shè)計(jì)平臺(tái)對(duì)具體的建筑物信息進(jìn)行建設(shè)與更改，以保障設(shè)計(jì)人員能夠?qū)ㄖ镏写嬖诘拿軉栴}進(jìn)行及時(shí)的解決與變更，進(jìn)而保障裝配式建筑的安全性與穩(wěn)定性。

二、裝配式建筑設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐分析

1.基于BIM技術(shù)的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法思路

應(yīng)用BIM技術(shù)在住宅產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的思路是：按裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化設(shè)計(jì)，建立形成具有較強(qiáng)技術(shù)集成的建筑產(chǎn)業(yè)化所需要的各構(gòu)件（如預(yù)制外墻、預(yù)制梁、預(yù)制柱、預(yù)制樓梯、預(yù)制樓板等）的族庫，在進(jìn)行項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，直接從設(shè)計(jì)好的構(gòu)件庫中選取所需用的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件到項(xiàng)目中，使一個(gè)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件通過安裝搭接裝配成三維可視模型，從而大大提高了設(shè)計(jì)者的工作效率。為最大地發(fā)揮裝配式建筑的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，可研究、設(shè)計(jì)、開發(fā)模數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)化裝配式平面戶型，最后形成裝配式建筑模型庫。

2.BIM模型建立及圖紙繪制

BIM模型設(shè)計(jì)采用三維獨(dú)立空間設(shè)計(jì)方案，具備獨(dú)立模型數(shù)據(jù)演示功能，相關(guān)參數(shù)信息通過計(jì)算機(jī)的輸入調(diào)整，可有效控制BIM建筑模型結(jié)構(gòu)變化方向。如在實(shí)際的模型建設(shè)階段，未能設(shè)置有關(guān)的建筑參數(shù)，亦可采用數(shù)據(jù)庫內(nèi)信息進(jìn)行建模設(shè)計(jì)。相比于二維空間模型建立應(yīng)用，三維獨(dú)立空間不僅立體化成像能力更強(qiáng)，且信息展示及讀取更為全面，包括單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的構(gòu)件類型、尺寸、材料及數(shù)量等多項(xiàng)信息，可為技術(shù)人員提供全面的信息參考幫助。由于BIM模型基于計(jì)算機(jī)信息成像技術(shù)開發(fā)設(shè)計(jì)，所以技術(shù)應(yīng)用可控性較高，能夠隨時(shí)根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求，對(duì)圖紙繪制內(nèi)容進(jìn)行更變，使BIM技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用整體性更強(qiáng)。早期階段建筑圖紙繪制以CAD技術(shù)為主，隨著技術(shù)應(yīng)用條件的越發(fā)苛刻，CAD技術(shù)已難以有效的滿足現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)需要，繼而成為BIM技術(shù)應(yīng)用的一種輔助技術(shù)時(shí)段，通過前期BIM技術(shù)建模數(shù)據(jù)，可運(yùn)用CAD技術(shù)對(duì)二維圖紙、構(gòu)件及數(shù)量表等參數(shù)進(jìn)行導(dǎo)出修改，實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)與CAD技術(shù)應(yīng)用的一體化融合。

3.設(shè)計(jì)中的工程量統(tǒng)計(jì)

將包含工程信息的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用于裝配式構(gòu)件相關(guān)的工程量設(shè)計(jì)中，促使最終得到的裝配式構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案更加完善，滿足優(yōu)化處理方面的工作開展要求。具體表現(xiàn)在以下方面：首先，在裝配式構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員可在BIM技術(shù)支持下，在計(jì)算機(jī)三維空間中利用專業(yè)軟件的作用，對(duì)裝配式構(gòu)件相關(guān)的工程量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而降低這類構(gòu)件工程量統(tǒng)計(jì)中出錯(cuò)的概率，滿足預(yù)制裝配式建筑產(chǎn)品全過程造價(jià)控制要求，促使裝配式構(gòu)件系統(tǒng)運(yùn)行中有良好成本經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，基于BIM技術(shù)的裝配式構(gòu)件相關(guān)的工程量統(tǒng)計(jì)分析工作開展，需要相關(guān)人員能夠在實(shí)踐中對(duì)其中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合利用，并控制好這類構(gòu)件工程量統(tǒng)計(jì)過程，從而為預(yù)制裝配式建筑建設(shè)步伐加快帶來促進(jìn)作用，并保持裝配式構(gòu)件系統(tǒng)良好的設(shè)計(jì)工況。另外，在對(duì)基于BIM技術(shù)的裝配式構(gòu)件系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化分析時(shí)，通過對(duì)這類構(gòu)件相關(guān)工程量的統(tǒng)計(jì)分析，在得到理想統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果基礎(chǔ)上，也需要相關(guān)人員能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工程量統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果的高效利用，從而為裝配式構(gòu)件系統(tǒng)優(yōu)化處理工作開展提供所需的參考依據(jù)，全面提升裝配式構(gòu)件實(shí)踐過程中的相關(guān)工作水平

4.BIM技術(shù)裝配式建筑抗震合計(jì)

基于BIM建筑裝配式抗震性能檢測(cè)與傳統(tǒng)檢測(cè)不同，該方法是以項(xiàng)目信息數(shù)據(jù)作為核心，供多個(gè)專業(yè)協(xié)同評(píng)估與管理。在建筑裝配式檢測(cè)系統(tǒng)上添加傳感器，并將其與檢測(cè)基站設(shè)備連接在一起，可構(gòu)成檢測(cè)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，在BIM建筑模型下，使用微處理器對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并傳送到基站設(shè)備中，可檢測(cè)建筑裝配式抗震性能。另外，基于BIM的建筑裝配式抗震性能檢測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要是對(duì)硬件中的傳感器節(jié)點(diǎn)程序和檢測(cè)基站程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。建筑信息模型BIM以建筑工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過數(shù)字信息仿真所具有的真實(shí)信息，利用三維建筑模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理。

5.信息化在深化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

Revit軟件統(tǒng)計(jì)功能強(qiáng)大，可按各種埋件或鋼筋分類型精確統(tǒng)計(jì)，提高深化設(shè)計(jì)效率，為預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)前的準(zhǔn)備工作提供備料依據(jù)等。在預(yù)制外墻板完成模型繪制工作后，在出圖（構(gòu)件建筑圖）階段可根據(jù)實(shí)際完成模型中定義族文件的分類對(duì)各種原材料及埋件進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。預(yù)制外墻板各類鋼筋分類別統(tǒng)計(jì)在繪制構(gòu)件配筋圖時(shí)匯總完成。Revit軟件不僅可精確統(tǒng)計(jì)每種類型鋼筋規(guī)格、長(zhǎng)度、重量，還可在出圖時(shí)自動(dòng)識(shí)別定義在鋼筋族文件中的鋼筋編號(hào)，并在配筋圖中標(biāo)識(shí)。同時(shí)，BIM模型作為可共享的信息載體，項(xiàng)目不同專業(yè)可通過BIM模型插入、提取、更新和修改各種信息，以實(shí)現(xiàn)各專業(yè)間協(xié)同工作。BIM技術(shù)對(duì)于優(yōu)化施工圖設(shè)計(jì)具有重要意義，利用BIM技術(shù)可很好地保持平、立、剖及詳圖間數(shù)據(jù)的一致性，從而更好地解決施工圖設(shè)計(jì)過程中各專業(yè)間的信息沖突問題，保證深化設(shè)計(jì)能準(zhǔn)確表達(dá)方案意圖并進(jìn)行效果還原。

三、結(jié)語

綜上所述，通過對(duì)BIM技術(shù)的科學(xué)使用，可為裝配式構(gòu)件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化處理提供所需的技術(shù)支持，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)該系統(tǒng)的高效利用，保持建筑領(lǐng)域良好的發(fā)展?fàn)顩r。因此，在未來的裝配式建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)該重視BIM技術(shù)的應(yīng)用，以此為基礎(chǔ)更好的豐富裝配式構(gòu)件設(shè)計(jì)水平。

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