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

陈鑫哲

身份证号：130702198502230313

摘要：随着科技的快速发展，建筑行业正在经历着前所未有的转型。BIM（建筑信息模型）技术，作为一种新兴的建筑设计与管理手段，正在逐渐成为行业的主流。装配式建筑，凭借其高效、环保和可持续的优势，也正逐渐获得建筑业的青睐。将BIM技术与装配式建筑设计相结合，不仅可以提高设计效率，降低成本，而且可以开拓更多的可能性，为建筑行业注入新的活力。本文将深入探讨基于BIM技术的装配式建筑设计，以期为相关领域的研究与实践提供有益的启示。

关键词：BIM技术；装配式建筑；设计

传统的建筑设计方法已逐渐无法满足现代社会对建筑的高效、环保、可持续等方面的需求。正是在这样的背景下，基于BIM技术的装配式建筑设计就显得尤为必要。

1 BIM技术概述

BIM技术是一种基于三维（3D）建模、集成了建筑项目各种相关信息的数字化模型。它涵盖了从设计、施工到运维的全过程，为建筑项目提供了一种全新的管理方式。 BIM技术主要有几方面特点：（1）三维可视化：BIM技术将建筑项目以三维形式呈现，使设计人员、施工人员和甲方能够更直观地了解建筑物的外观、结构、功能等信息。（2）信息化：BIM模型中包含了大量的项目信息，如构件的尺寸、材料、位置等，便于各方进行查阅和修改。（3）协同性：BIM技术实现了跨专业、跨阶段的信息共享与协同工作，提高了项目管理的效率和质量。（4）可持续性：BIM技术可以在建筑物的整个生命周期内进行更新和维护，为绿色建筑和节能减排提供了有力支持。

2 基于BIM技术的装配式建筑设计

2.1 可视化设计

BIM技术在现代建筑行业中的应用越来越广泛，特别是在基于装配式结构的建筑设计中。装配式结构以其环保、节能、高效等优点，逐渐成为我国建筑领域的重要发展方向。在这个过程中，BIM技术的引入，为装配式结构的设计、施工和运维提供了全方位的解决方案。在传统的建筑设计过程中，设计师通常需要通过手绘或CAD软件进行设计，然后再进行结构分析。然而，这种方式在效率和准确性上都存在一定的局限性。而基于BIM技术的装配式结构设计，则可以有效地解决这些问题。BIM技术以其强大的三维可视化能力，能够将建筑模型直观地展示出来，使设计师能够更直观地理解和调整设计方案。在设计流程中，设计师首先需要将Revit建筑模型导入至特定的计算机软件。随后，进行详细的结构分析计算。通过在Revit中添加注释以及创建各种剖面视图，我们可以形成一套详尽的施工图文档。然而，在实际操作中，我们发现从结构分析模型切换至BIM结构模型时，可能会出现部分信息的丢失或失真。这种情况在一定程度上影响了设计的连贯性和完整性。

为了解决这个问题，我们可以采用Caitier软件进行处理。这款软件在预制构件建模与结构建模方面具有很大的优势，能够方便地进行建模。同时，利用该软件的模拟动画功能，可以直观地模拟出预制件的拼装过程和施工过程，为设计师提供了一个更为直观的设计工具。在设计过程中，我们可以将Revit模型导入到RUZOR视频引擎中，通过两种形式的相互融合，辅助设计人员进行更深入的分析。这种方式不仅可以提高设计的准确性，还可以实现更深层次的协同设计，从而确保实际建设完成后的视觉感官效果。

2.2 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。构件分解工作结束后，选择Dynamo软件进行解析，以达到可视化编程的目的。以预制叠合梁为例，将其从跨中位置断开，通过程序分解质量。考虑到主次梁、柱等连接点在结构形式上较为繁杂，在优化设计时用BIM技术进行预拼装，以便了解是否需要进行优化。采用Revit软件对梁、柱节点进行建模并对节点的拼装过程进行模拟，根据设计要求，将预制框架梁键槽端部的梁底钢筋伸出部分锚入框架节点，节点的抗震性能得到了提高。对复杂核心区的模拟安装也采用同样的方法，为生产与安装的准确性提供了保障。

通过以上步骤，BIM技术在构件模型深化设计中的应用能够大大提高工程效率，降低施工风险，实现精细化管理。同时，BIM技术还可以根据项目实际情况进行调整和优化，为建筑行业的发展提供强大支持。在未来的建筑项目中，BIM技术的应用将越来越广泛，推动我国建筑行业向更高水平、更高质量的方向发展。

2.3 碰撞检查

装配式建筑在我国近年来得到了广泛的推广和应用，其优点在于提高了建筑效率，降低了成本，同时还有助于环保和可持续发展。在装配式建筑的构建过程中，柱、梁等构件的孔位制作精度要求极高，这就需要采用先进的技术进行碰撞检查，以确保施工的顺利进行。在这个过程中，BIM（建筑信息模型）技术的应用显得尤为重要。BIM技术可以将建筑、结构、机电等各专业模型进行协同糅合，从而实现错、漏、碰、缺等碰撞检查。这种检查方式避免了人工逐一比对，极大地减少了相关工作时间，节省了人力物力。通过BIM模型的深化处理，我们可以将结果导入Navisworks软件，进行智能化碰撞检查。Navisworks软件具有强大的碰撞检测功能，可以及时发现构件设计、构件制作以及现场施工中的冲突。在Navisworks中，我们将机电、结构以及建筑等模型全部导入，进行进一步的检测，从而发现并解决土建与管线碰撞的问题。这些问题如果在施工过程中才发现，可能会导致工程延期，增加成本，甚至可能影响到建筑的安全性和使用寿命。通过BIM技术和Navisworks软件的运用，我们在设计阶段就可以提前发现问题，并进行调整。这种预先干预的方式，不仅提高了施工效率，减少了成本，更重要的是，它有助于确保建筑的安全性和质量，符合我国对建筑行业的高标准要求。

2.4 建设过程模拟

在建设过程中，我们首先使用Microsoft Project软件创建施工进度计划。一旦完成，我们将该计划导入到BIM信息模型中。接着，我们将资源和时间两个维度整合到三维BIM模型中，从而形成5D BIM模型。利用这个5D模型，我们对各种资源的配置和整个施工过程进行模拟。这使得资金分段投入状况、施工工艺和进度安排计划等关键信息能够直观地展现出来。根据模拟结果，我们将计划进度与实际进度进行对比，从而评估工序安排的正确性、施工安排的合理性以及施工控制方法的合理性。经过多次考量与优化，我们避免了因考虑不周全而导致的施工成本增加和进度延迟等问题。通过这种方式，我们确保了项目的顺利进行并最大限度地提高了效率。采用5D BIM模型技术进行施工模拟，能帮助施工单位的工作人员形成对施工全过程以及整个装配式建筑的构成形成全面的认识，对施工过程中可能出现的意外情况，做好预防措施与处理措施，提高实际操作的效率；管理人员也能动态管理成本与施工进度计划，为项目如期进行提供保证。

3 结语

总得来说，装配式建筑中运用BIM技术可以实现性能化分析和标准化设计，帮助技术人员轻松实现效果可视化，更直观、准确地表达想法。碰撞检查有助于及时发现并分析设计错误，提高拆分和深化设计的质量，节省人力、物力。

参考文献

[1]王尚华,单荣伟,刘翠翠.基于BIM技术的装配式建筑设计及施工管理[J].城市情报, 2023.

[2]陈泉,洪琦,王以刚.基于BIM技术的装配式建筑设计与建造研究[J].工程技术研究, 2023, 8(6):154-156.

[3]周昊.基于BIM与VR技术的装配式建筑照明教学平台设计[J].电脑知识与技术:学术版, 2022, 18(8):116-117.