基于BIM技术的装配式建筑设计

基于BIM技术的装配式建筑设计

张丽琴

河北世元工程咨询有限公司，河北 保定 071000

摘要：新时期建筑业发展下装配式建筑设计需求逐渐增大，BIM技术在建筑设计领域的应用能够满足装配式一体化发展趋势，实现工程设计、生产、施工、管理的一体化发展。文章对BIM技术进行分析，探讨BIM技术应用优势与该技术在装配式建筑设计方面的应用。

关键字：BIM技术；装配式；建筑设计；BIM设计

引言

装配式建筑的核心通过信息化的手段，串联起设计、生产、施工、装修和管理。BIM技术应用为装配式建筑设计提供强有力的技术保障，避免传统的二维设计容易出现问题，实现设计三维表达，减少图纸量，有效解决专业间、预制构件间可能出现的碰撞问题。

1BIM技术概述

BIM技术是一种新型的建筑新型技术，其利用三维信息化模型对建筑进行仿真模拟，通过精细化的模型构建与可视化的纹理贴合提高BIM建筑模型的实际观感与表达精准度，推进建筑设计由传统的二维平面图纸设计向三维信息化立体设计转变。BIM技术具有良好的图形属性联动机制与自动渲染机制，设计人员通过调整BIM建筑模型中的结构参数如规格尺寸、属性、材料等数据时，BIM建筑模型可自动更新、局部渲染，以直观模型快速呈现设计成果，为不同设计人员协同设计、共同参与提供了共享平台，有效缩减了建筑的设计周期。同时，BIM技术具有良好的科学计算与模拟分析功能，能够为BIM建筑模型提供高效、智能的方法支撑，通过快速计算与分析发现BIM建筑模型中存在的结构碰撞、空间布局与空间关系错误等问题，提高建筑设计的精确性与合理性。BIM技术还可作为设计人员与业主、施工人员等进行技术交底的基础性技术，通过建筑三维信息模型的直观展示与细节表达，切实提高施工过程中的质量与效率。主要分为项目BIM实施方案编制、项目BIM标准编制、基于BIM的设计协调管理、各专业BIM模型建立、BIM辅助设计出具部分施工图、地下室BIM深化设计、BIM装配式设计及室外综合管网BIM深化设计、施工场地布置模型建立、辅助施工管理、BIM5D模拟等。

2BIM技术在装配式工程施工中的优势

2.1信息共享

通过BIM技术创建建筑的BIM数据库，可以使工程各个参与方实现信息共享，确保项目在设计阶段、生产运输阶段、施工阶段和运营维护阶段可以数据共享，达到完善装配式工程设计的目的，从而提高建筑的施工质量。同时，BIM数据库可以通过不断收集信息，进一步完善，将信息提供给所有参与方，以便及时对工程进行整改。

2.2可视化设计

以BIM技术为基础的装配式结构，设计方式通常是先通过结构将Revit建筑模型导入到计算机软件，之后进行结构分析计算，Revit中导入结构分析模型以形成Revit结构模型，通过添加标注以及剖切各种视图等技术措施来形成施工图文档。基于BIM技术的装配式建筑，设计方式通常是通过在Revit中输入基础模型，并通过添加标记和剖切各种视图等技术措施形成施工图档，将Revit建筑模型导入计算机软件，再进行结构分析计算。但是实际操作过程中发现，结构分析模型与BIM结构模型之间的相互切换有时会造成部分信息丢失或者失真，无法实现无缝衔接。因此，结构建模的过程中，采用Caitier软件进行处理，在制构件建模与结构建模方面，这一软件能更方便地进行建模。利用该软件的模拟动画功能可以更为直观地模拟出预制件的模拟拼装以及模拟施工。

3BIM技术应用实践

3.1构件模型深化设计与预拼装

构件模型深化设计时，把整体的BIM模型中的相关构件进行分解，形成若干个单个的构件，进而规范化作业，以便于统一制作。构件的材质、轮廓以及钢筋信息等都包含在Revit模型中，局部修正工作完成后，开始构件拆分。采用BIM技术深化设计预制构件，能将以往二维图纸关系明确地传达出来，直观地表达出各种参数的情况、配件节点的构造以及配筋的空间关系等，相关数据导出后可直接生成模具规格、构件的下料单以及派工单等表单以指导生产，实现了与预制工厂的对接与紧密协同。

3.2在规划与调整中的应用

在装配式建筑的规划与调整中，涉及到多个领域和多个专业的知识，因此需要各方的协同合作，BIM技术可以实现多个专业之间的信息共享和协同设计，从而实现高效的合作与协作，各专业可以通过BIM软件进行数据输入和输出，实现对规划与调整过程的实时协同，协同的结果也可以在模型中得到立体展示，方便设计人员进行对设计方案进行调整。BIM技术可以通过3D模型展现建筑设计的各项细节，使得规划与调整的结果呈现在屏幕上，方便设计人员进行模型浏览和评估，在设计过程中可以对重点内容进行调整，更好地理解装配式建筑的结构和组成，从而提升设计方案合理性与科学性。

3.3工程量统计

考虑装配式建筑其中涉及的构件类型众多，传统设计方法在工程量计算统计过程中在人力、财力、物力等方面的成本较多，并且工程量统计计算的准确性难以保证，容易出现计算错误或部分遗漏情况，对工程后续工作的高效开展造成极大影响。而基于BIM技术的工程量统计计算，能够在完成BIM模型构建之后，借助BIM软件实现对工程量的自动提取，并对设计中预制构件的类型与数量进行准确统计，结合实际材料使用量计算出构件生产的物料清单，由此即可在设计阶段实现对工程量的初步预算，从而在强化工程量把控的同时，便于后续招投标及施工管理工作的开展。

3.4碰撞检查

通过碰撞检测试验使得设计更加合理。BIM应用中最常用功能之一就是3D模型碰撞检测。与二维图纸不同，BIM技术在三维空间上表达，避免了许多意想不到的碰撞盲区。有利于解决各个专业分类设计存在的专业间的碰撞冲突。碰撞检测一般分单专业碰撞和多专业碰撞。单专业碰撞是针对复杂装配式建筑中的梁、板、柱和墙之间的碰撞检测。而多专业碰撞检测是在多专业之间的碰撞检测，例如电气系统和消费系统之间的碰撞。经过碰撞试验得出报告后，设计人员根据报告指出的缺陷位置进行修正，再进行碰撞检测。

3.5装配式建筑的深化设计

深化设计是提高装配式建筑设计科学性、合理性的关键环节。将BIM技术应用到装配式建筑深化设计中，通过构件三维信息化模型的构建以及各类埋件或钢筋的隐蔽参数的精确统计，可以为构件预制与生产提供精准的规格参数，帮助构件预制生产厂家合理储备构件生产原材料。例如，当利用BIM技术对装配式建筑的外墙板进行三维信息化建模后，根据外墙板的构件构成、构件分类，结合构件族库中关于工程信息、原材料信息、埋件信息等数据，自动计算与统计出外墙板预制加工的各类原材料耗材量。同时，BIM技术具有良好的协同联动机制，允许不同设计人员共同参与到BIM三维模型构建中，对三维信息化模型进行构件调用与插入、构件规格参数修改与更新等操作。不同设计人员以三维信息化模型作为可共享的信息载体，可以协同深化设计，有效解决不同设计团队在深化设计装配式建筑时存在的信息冲突、共享滞后等问题。在深化设计的基础上，可依托BIM技术对装配式建筑的各个构件进行预拼装，计算与检测构件预拼装过程中存在的各类错误，以及时调整优化构件参数，提高装配式建筑设计的实用性。通过BIM可视化及结构计算模型的数据互通解决了结构系统问题，可以通过BIM技术漫游模拟解决各专业间的碰撞问题，减少设计变更，提高设计周期的效率。

结语

综上所述，信息技术已经实现了与建筑设计行业的深度融合，尤其是在BIM技术得以全面应用后，为建筑设计行业提供了新型工具，可以实现对装配式建筑设计的全面优化。对此还要重视BIM技术优势，结合装配式建筑设计的具体形式，开展有效管理工作，推动装配式建筑产业的良性发展。

参考文献

[1]匡文,黄麒任.BIM技术在装配式建筑设计中的研究与实践[J].工程技术研究,2021,3(8):148-149.

[2]周承.BIM技术在装配式建筑设计与建设中的应用研究[J].大众标准化,2022(5):3.

[3]康姚旭.BIM技术在装配式建筑设计中的研究与实践新探[J].中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术,2022(10):3-4.