小型装配式建筑解决公共服务设施问题的设计思考——结合BIM技术的设计相关浅谈

李逸乐 徐 婳 冯 瑜 洪婧颖 李佳颖 汤 萌 陈 雷

(1.西华大学 四川 成都 610039; 成都纺织高等专科学校建筑工程学院 四川 成都 610031; 3.西华大学土木建筑与环境学院 四川 成都 610039)

小型装配式建筑解决公共服务设施问题的设计思考
——结合BIM技术的设计相关浅谈

李逸乐1徐 婳1冯 瑜1洪婧颖1李佳颖1汤 萌2陈 雷3

(1.西华大学 四川 成都 610039; 成都纺织高等专科学校建筑工程学院 四川 成都 610031; 3.西华大学土木建筑与环境学院 四川 成都 610039)

本文针对城乡快速发展，地区公共服务体系建立过程中出现的小型公共设施缺乏等社会问题，结合预制装配技术和BIM数字化建筑模型开发设计小型公共建筑，通过建筑概念构思形成小型就方案设计装配式建筑配套预制构件设计。

社会公共服务设施问题；小型装配式建筑；预制构件；BIM技术

一、社会公共服务问题的提出

随着社会经济发展速度的加快，城市不断更新，大量的新旧街道替换、旧建筑拆迁，新农村建设等问题都越来越显著，不仅是城市建设，公共服务性设施的缺乏、景区自然环境的保护开发，偏远地区的建设也应得到重视，需要考虑到的是怎样做到在最短的时间内用最便捷环保的方式解决问题。利用小型预制装配建筑建立更多的地区性公共服务设施成为有效的解决办法之一。

响应城市建设节能减排、可持续发展等环保政策，采用小型预制装配式建筑作为绿色建筑的技术支持，来解决社会公共设施建设的缺乏和灵活性不足的问题，利用装配式建筑构件的轻便化，构件、部件安装方式的简洁化，使得小型装配式建筑能够随时随地、短时间组装成功，并投入使用。

二、小型装配式建筑设计

(一)装配式建筑

装配式建筑是指在工厂中预制好建筑全部或部分构件，运输到施工现场，通过可靠地连接方式将构件组装成一栋完整的建筑。预制构件表面平整、外观好、尺寸准确，提高了建筑的品质。装配式建筑的构件在工厂有固定钢模进行生产，较少施工中现浇板以及脚手架的使用，现场的管理人员与施工人员相应减少。施工采用的钢模板可以循环重复使用,而且施工现场的湿作业少, 减少了粉尘和噪音对环境的污染。施工方式具有缩短工期的好处，节约了能源降低了成本。故上文所探讨的公共服务设施采用装配式建筑的思路进行设计。

(二)建筑及构件设计

以较为典型实用的景点售票厅、公共卫生间、小卖部为例，分别以5400×3400,5400×2700,5400×5400的尺寸设计小型建筑(图1、图2、图3)

图1

图2

图3

预制装配式建筑的核心是预制构件。在建筑的设计阶段，预制构件的设计是作为重点设计，根据建筑设计方案中的外观，功能需求初步设计预制构件,包括梁、柱、构件间的连接形式(图4)。

图4 构件设计示意模型

不同构件以“U”型槽结合方形直桶钢板的形式用铆钉在其中连接以固定构件，暴露出的连接接口是可以便于建筑构件的组装与拆解，同时具有一定的工业美感。构件设计中严格对照建筑设计方案的尺寸，结合前文所提到的公共服务设施以及装配式建筑构件生产工业化，运输便捷，装配简单的优点，本项目目标是建筑户型设计标准化且提高预制构件拆装效率。

三、结合BIM技术的模型建立与信息管理

(一)BIM技术给装配式建筑提供的应用支持

BIM是指建立建筑的模型，用数字信息作为载体模拟建筑的真实信息包括建筑工程项目中的各项相关信息。通过BIM技术建立公共服务设施的户型库和预制构件设计得模型库，通过BIM技术信息整理利于选择最佳构件组合方式最佳户型，模拟装配式建筑的组装过程，精确到位置、顺序、工期。并且可以指导生产预制构件。BIM的管理模式和信息传递标准促进上下衔接和各方面沟通，解决各方对该项目认知差异的问题，将预制构件的信息传递作为各阶段各方沟通的关键。利用BIM技术的参数化建模和可视化的特点为整个工程项目的各个阶段、各方协同管理提供便利。

(二)公共服务设施方案和构件设计的BIM应用

构件库的设置是对预制构件的合理划分，将建筑的各部分结构以简单方式进行拆分归类，提供最合适的构件选择也便于构件生产、安装、维护。适应项目对构件的尺寸、材料、功能、外观的不同需求，通用性便得以提高。针对公共服务设施小型装配式建筑设计的构件设计同样也采用构件库这一概念，下表中举例了部分构件信息。

BIM软件的建模清晰地模拟预制构件的连接形式，构件之间是否能够紧密无缝衔接是否需要做出参数调整，其中BIM相关软件中即可精确地一一对应。本文中提到设计预制构件的组装，柱-梁、柱-柱基础的连接方式应用BIM软件直观显示(图6、图7)。

图6 柱梁连接方式

四、公共服务设施结合装配式建筑的应用思考

本文对于公共服务设施可应用情况做出适当思考，例如街道小型公共服务建筑(公共卫生间、流动摊点、书报亭、自行车停靠点...等)，社区服务设施(社区图书馆、小型果蔬供应点)，乡村公共服务设施(希望小学、图书馆、医疗援助点...等)，露营地公共服务设施(类帐篷、自动贩卖商店...等)，旅游事业可控开发规模保持生态平衡场所(农家乐、海滩集散地、旅游客栈...等)，护林、生态研究保护事业(观测站拍摄点...等)。这些可以将公共服务设施的实用功能发挥到最大化的地点或使用方式或多或少都没有实际应用。其实城市和

农村公共服务设施存在的问题多见于供应过剩或者供应不足，更有急需供应的地点没有被纳入考虑范围。

①供应过剩导致闲置设施增多，浪费用地、资金、人力。

②供应不足多发生在偏远地区，又因为传统建筑建设周期长，实际应用效能并不高。建设难度大。

③考虑环境保护，传统建筑建设对环境破坏较大。

所以，应用小型装配式建筑对公共服务设施面临的各种不利情况能做出有效解决。小型装配式建筑即时拆装、构件运输便利的优势十分显著。至于供应过剩供应不足可以取多补少，预制构件的便捷快速拆装有效解决此类问题；至于偏远地区或旨在环境保护的地区，装配式预制构件运输方便，场地破坏较小，安装时间短，人力物力使用少的特点实力解决安装运输不易，环境被破坏的问题。

五、总结

针对公共服务设施的小型装配式建筑应当是成为解决公共服务问题的主力军。且预制装配式混凝土结构设计日渐完善，装配式建筑节省资源，技术创新，提高建筑品质，保护环境绿色生态已是建筑行业发展的趋势。通过引用 BIM 技术以构件库(族)为核心使设计阶段与真实施工相互协调对应；通过 BIM 参数化与可视化手段模拟各种建设情况，为选择最佳构件最佳方案提供操作便利；工程施工必须与 BIM 模型信息相结合才能有效指导施工；BIM技术可有效记录承载知识与经验,有助于后续工作。

BIM技术适用于项目建设的各阶段。 它应用于项目全寿命周期的不同领域。尤其在预制装配式建筑的构件和方案设计阶段发挥巨大作用。小型装配式建筑结合BIM能为公共服务事业做出坚实的技术支撑，BIM在信息化标准化方面会因为装配式建筑受益，而装配式建筑会因为BIM技术而更加有效的为社会公共服务事业做出更大贡献。

指导教师：汤萌

[1]李帅.社会公共服务设施规划探析[J].装饰装修天地,2017,(7):82.

[2]胡珉, 蒋中行.预制装配式建筑的BIM设计标准研究[J].建筑技术,2016,(8):678-682.

[3]张丽娟.浅谈基于BIM的预制装配式建筑[J].建筑工程技术与设计,2016,(25):703.

李逸乐(1996-)，男，汉族，四川渠县人，本科学生，西华大学土木建筑与环境学院风景园林专业;汤萌，副教授，本科，成都纺织高等专科学校建筑工程学院，工程技术与项目管理;陈雷，讲师，硕士，西华大学土木建筑与环境学院，建筑设计。