BIM技术在装配式建筑深化设计中的应用

张余

前言

在建设项目中，其核心管理技术是BIM技术。其中，BIM技术的优势主要体现在建筑设计过程中各专业的协调以及建设项目的数据管理。BIM管理所有建筑物的数据，并提供分析软件界面，数据导入和建模计算，分析建筑物的整体或部件。

1 BIM与标准化设计

1.1 标准化BIM构件库的建立

预制建筑的一个典型特征是标准化的预制组件或部件在工厂生产，然后运输到施工现场进行组装和装配成为一个整体。预制建筑设计必须适应其特点。在预制建筑物的BIM应用中，应该模拟工厂加工的方法，并以“预制构件模型”的形式进行系统集成和表达。这需要为预制建筑物建立BIM组件库。通常BIM组件库基于大数据核心，运用虚拟运营和高端科学技术，建立预制建筑BIM组件库，BIM虚拟组件的数量，类型和规格可以不断增加，并且可以逐步构建标准预制组件库。

1.2 可视化设计

与使用BIM的传统建筑类似，预制建筑的BIM应用通过视觉设计促进了人机友好的协作和更精致的设计。可视化设计将实现模型与设计的实际结果相对比，能够有效避免设计中的失误或是检测误差所造成的损失。可视化设计提前将设计结果通过模型的方式展现出来，便于低成本检测和修改设计方案。

1.3 BIM构件拆分及优化设计

在预制建筑中，预制组件的“分体设计”通常被称为“组件拆卸”。大多数传统方法是在施工图完成之后，然后组件工厂执行“组件分离”。事实上，正确的方法是让专业人士参与初步规划阶段，并确定预制建筑物的技术路线和工业化目标。在方案设计阶段，根据既定目标，按照组件分离原则创建方案，以避免方案不合理造成的技术非理性的不合理性，避免由于前后脱节造成的设计失误。由于自身拆分优化的能力较强，BIM信息化有助于建立上述工作机制。

1.4 BIM协同设计

BIM模型采用三维信息模型作为一个集成平台，适合各个行业技术层面的协同工作。BIM模型还包括建筑物的材料信息，工艺设备信息和成本信息。

2 BIM与工厂化生产

2.1 构件加工图设计

通过BIM模型，可以直接在BIM模型上生成与建筑构件的信息表达和构件处理图纸，这不仅能够清晰地传达传统图纸的二维关系，而对于复杂的空间轮廓关系也可以清晰地表达出来，还可以将离散的2D绘图信息转化为模型，这样的模型可以更加紧密地实现与预制工厂的协作和接口。构建加工图的多样化设计保障源于BIM技术的实时性对接，模型时刻反馈着设计结构的改变，加工图随之变化，将原本复杂多变的设计方案转化成随时可看的实体沙盘，有利于构件加工的高效运转。

2.2 构件生产指导

BIM建模是架构的真实反映。它可以自动生成组件下料订单，调度订单和模具规格参数等生产形式，调整构件生产，并且可以帮助工人更好地通过视觉表达来理解设计意图。可以形成BIM生产模拟动画，流程图，说明图等辅助培训资料，有助于提高工人生产的准确性和质量效率。

2.3 通过CAM数字化制造预制组件

在工厂化和机械化生产方式的帮助下，集中式和大型生产设备只需要将BIM信息数据输入设备。机械生产的自动化可以实现。

3 BIM与装配化施工

3.1 施工现场组织及工序模拟

将施工进度表写入BIM信息模型，并将空间信息和时间信息整合到可视化4D模型中，可以直观而准确地反映整个施工过程。预先预测项目主体施工的控制方式和施工安排是否平衡，总体规划、场地布局是否合理，过程是否正确，能否及时优化。

3.2 施工安装培训

通过虚拟施工，安装施工管理人员可以非常清楚预制房屋的装配结构，避免了二维图纸造成的理解偏差，确保项目按计划进行。

3.3 施工模拟碰撞检测

通过碰撞检测分析，可以收集和纠正在传统的二维模式中不容易察觉的“错误缺失丢失”。如预制构件内部构件的碰撞检测，地板采暖管道与电力线路之间潜在的交错碰撞。

3.4 复杂节点的施工模拟

通过施工模拟预复杂件和关键施工节点，增加工人对施工环境和施工措施的熟悉程度，提高施工效率。

4 BIM与一体化装修

4.1 装修部品产品库的建设

民用建筑装饰作为一种工业化生产方式的整合，可以促进整个生产过程中生产效率的提高，并将进入装修阶段。将标准化设计集成到项目的设计阶段可以有效地配置生产资源。

4.2 可视化设计

通过便捷的可视化室内渲染可确保室内空间质量，并帮助设计人员优化设计。统一浴室和其他部件的BIM设计和仿真安装可实现设计优化，成本统计和安装指导。

4.3 信息化集成

将产业链中每个家具制造商的商品信息集成到BIM模型中，为计算内部组件的数量提供数据支持。对于用于装饰的定制零件和家具，可以在项目阶段与制造商联系以实现家具厂的大规模生产。同时，保留了良好的土建工程界面，按照模块化集成的原则，保证了机电系统的模块化协调，协调和全面协调。

5 BIM与信息化管理

5.1 经济算量分析

经济计算的主要原则是实现“准量，估计”。结合工业化房屋的特点，组装设计插件是自主开发的。通过分类统计，可以快速进行设计方案的工程分析以比较选项。在计划的计划阶段实现对成本的最初控制。

5.2 RFID等实现追溯装配质量管理

为了将建筑信息集成到同一个BIM模型中，BIM服务贯穿整个项目生命周期过程。一方面，可以实现住宅产业信息化；另一方面，可将生产，建设，运营和维护阶段的实际需求和技术融入设计阶段，并在虚拟环境中预览现实，真正实现BIM信息应用的信息集成优势预嵌入芯片和其他数字标签嵌入预制组件中，以在生产，运输，施工和管理的每个重要步骤中记录相应的质量管理信息。可以实现建筑物质量的责任，从而提高建筑物的质量。

5.3 使用BIM云平台实现及时，全局和数字化管理

BIM信息技术和云技术的结合可以有效地在云中传输信息。打开部门之间的横向连接，通过移动设备建立客户端，实时查看项目需要的信息。真正实现项目移动办公的合作，提高项目的准确性。

6 结语

从以上可以看出，预制建筑设计能够在工业BIM信息化的背景下融入信息化浪潮，并利用其自身的研发，设计和整合优势。产业链的扩张和流程延伸的实现必将成为新时期工业化建设的创新潮流。围绕这一创新趋势，BIM对于设计行业将有很多东西可以提供。