基于BIM的模块化设计方法在装配式建筑中的应用探究

2018-02-14江旻华

建材与装饰 2018年39期

江旻华

（樟树市建筑设计院）

引言

装配式建筑是现代新兴的一种建筑方式，应用中首先由生产厂家预先购置建筑配件，同时对配件进行装修，之后直接在建筑场地内，将各配件相互搭建，再采用相应的工艺来进行连接即可，此建筑方式具有成本低、效率高、工作量小的优点。但在应用此建筑方式时，需要重视结构设计问题，如果结构设计不当，不但会影响建筑的美观，还可能影响建筑的质量所以在传统的应用当中，需要先对结构进行设计，再依靠设计指示来进行搭建，而传统方式的工作效率较低，同时因为人工能力所限，很容易出现设计不合理的问题，因此在现代视角下，利用BIM技术来帮助设计具有一定的现实意义。

1 装配饰建筑原理

因为传统的土木工程类建设工艺流程较为漫长，同时可能造成一定程度上的资源浪费，所以为了避免此类现象，装配式建筑方式应运而出。装配式建筑方式主要依靠厂家流水线生产出的配件（或者依照用户个性化需求进行定制），再采用相应的连接方法将各配件组合，形成完整的建筑工程。在此方式之下，还能够针对各配件进行初步的装修工作，降低了之后的成本投入[1]。在装配式建筑方式当中，通常情况下需要先惊现设计工作，设计工作内容主要包括，配件预制件位置设计、配件结构强度设计、配件结构规模设计等，只有在这些设计内容被满足的前提下，才能实现合理的装配式建筑设计方案，如果方案出现不合理则可能导致工程质量受损[2]。

2 BIM技术分析

2.1 三维建模功能

在BIM技术功能体系当中，三维建模功能是此项技术的核心技术之一，其主要能够依照输入的数据、参数、信息等进行三维建模，使数据等能够立体展示，体现出较高的直观性。在三维建模工作当中，设计人员可以直观的了解到模型当中的缺陷，例如结构位置是否合理、建筑是否对周边环境造成了影响等，之后还可以直接在模型模型上进行调整，同时继续观测调整后模型的状态直至设计达到合理为止[3]。

2.2 系统计算功能

设计是否合理，除了涉及结构的位置以外，还与结构的应力、强度有关，在BIM技术之下，其系统自带多种数学模型，能够结合设计数据，对设计中各结构的应力、强度进行计算，设计人员同样能够对此进行观测，结构力学体系是否合理，此举有助于建筑设计的质量。此外，在设计人员对模型进行调整之后，BIM技术系统依旧会对调整后的结构力学体系进行计算，说明BIM技术的应用价值较高。

2.3 模拟功能

针对装配式建筑施工流程而言，其装配结构制造的每一步都可能造成工程质量的下滑，所以为了避免制造工艺问题带来的负面影响，在BIM技术之下，能够模拟每项制造工艺的标准化运作，对其中参数、指标、位置等进行模拟，同时人工可以在一旁不断的进行调试，保障各项制造工艺的参数都达到合格标准。

3 BIM模块化设计方法在装配式建筑中的应用

3.1 户内设计

根据用户需求或者设计需求，将其录入为数据资料，之后将数据资料传输至BIM技术系统，即可得到相应的三维模型。针对三维模型设计师可以依照需求，对模型当中的户内设计模块进行调整，例如设备模块等，调整当中要注意户内模块是否会与模型中的户型模块、结构模块产生冲突，如果存在冲突现象，那么就必须对模型进行调整，直至冲突被消除位置。此外，出于对之后精装修设计的考虑，在户内设计时通过BIM技术还能够了解部分预制件的设计安装，例如电插头等，通过BIM模型可以对电插头的安装位置、电路走向进行设计或者调整，在此处要注重美观性以及功能性。

3.2 户外设计

户外设计方面，主要包括了装配式结构的构成、装配式建筑对周边环境的影响、装配式结构之间的应力。在装配式结构的构成方面，主要依照设计需求，在三维模型当中模拟装配结构构成的流程，同时观测各结构之间是否存在力学结构不合理、强度等问题以及其各自产生的原因，之后通过商讨得出相应的处理措施，再通过BIM技术模拟处理措施，确认处理措施的有效性；在装配式建筑对周边环境的影响方面，因为装配式建筑施工同样会面临不规则沉降的问题，针对此类现象，可以通过BIM技术建模的分析，了解建筑整体结构与地基的力学关系，如果力学关系显示不规则，那么就可能出现不规则沉降，需要对此进行处理。另外，装配式建筑施工还可能对周边环境的中的线路造成影响，通过BIM技术的模拟功能，能够对此进行调节，避免两者出现冲突；在装配式结构之间的应力方面，主要是指建筑结构本身的应力结构，因为在传统装配式设计工作当中，很容易出现结构设计上的不合理，导致装配结构出现不足，而在BIM技术之下，通过系统计算功能，能够实时了解到装配结构当前位置的应力，再结合施工需求，即可得知当前设计结构是否合理。

3.3 标准层设计

标准层设计主要是指装配式户型之间完善的功能设计，在理论角度上，完整的标准层设计当中应当包括楼梯间、电梯间、前室、走廊、空调板、水暖井等等，而这些设计内容均反应出了空间占用率规划、功能性设计、装修设计的问题。在BIM模块化设计之下，设计人员能够根据需求标准，对这些设计内容进行调整设计，以楼梯间为例，楼梯间的设计质量主要包括了楼梯间距、应力结构、整体长度与宽度等，在此基础上采用BIM技术对楼梯进行标准化建模，通过不断的调整即可实现合理的楼梯间设计方案。此外，在部分技术类标准设计当中，通过BIM设计同样可以对其电路、设备等进行调整。