BIM技术在装配式建筑设计中的应用实践分析

张楠

摘 要：所谓的装配式建筑，实际上就是集合设计、生产、施工、装修、监管等不同环节的建筑体系，因此其时刻呈现出强烈的集成特性。而BIM技术方法则是集成上述诸多要素的主线，特别是经过信息化协同设计、可视化装配、节点交互式衔接和检验等模拟活动组织之后，能够更加快捷、便利性地整合，以及动态化监督管理装配式建筑的全产业链，避免设计中重复出现过多的误差迹象。至于BIM技术方法究竟怎样科学性地应用到装配式建筑设计之中，有关处理细节将会在后续加以补充。

关键词：BIM技术；装配式建筑设计；应用实践

1BIM技术的概念介绍

建筑信息模型（BIM技术），是以建筑工程项目的各项基本信息为建筑模型的基础，并用相关软件来建立建筑模型，此模型用于建筑的全生命周期，指导建筑的设计，施工和后期运营等阶段。BIM技术拥有五大特点：（1）可视化：能清晰监控项目的整个过程，使设计、施工和运营等阶段更加具体和直观；（2）协调性：BIM技术可以模拟施工现场环境，对项目进行预测，进而提高项目在实际施工中的协调性；（3）仿真性：BIM模型可以仿真模拟建筑全生命周期的各个阶段，及时发现问题，全面控制成本和质量；（4）优化性：优化项目的特殊方面，从而缩短工期和减少造价；（5）可出图性：帮助业主出图，比如预埋套管图和管线综合图。BIM技术相较于传统施工图，最大的特点就是能将2D转换为3D或4D，将平面变为立体，直观的将项目展现给业主和施工方。在招投标，设计和施工阶段都有很大帮助。在我国，BIM技术现处于新兴并高速发展的阶段，对业主、设计方和施工方而言都有着重要作用和影响。

2装配式建筑的优势

（1）节约能源和资源。在进行装配式建筑生产过程中，可以降低建筑垃圾量的产生，提高建筑材料的使用效率；（2）提高劳动生产效率；（3）减少污染。传统的建筑工程施工往往会产生噪音、扬尘等污染，影响人们的正常工作、生活和学习。而装配式建筑直接在生产车间完成，然后运输到施工现场，大大降低了污染的产生，更好的满足城市发展需求；（4）提高工程质量。由于大多数的构件都是在工厂严格按照相关规范和标准生产完成，并且在构件出厂前委派专业人员对其质量进行了严格的把关，从而有效提高装配式建筑的整体质量；（5）可实现工业化、信息化的有效结合；（6）催生一些新型产业，有效缓解了目前钢产能过剩的现象。

3BIM技术在装配式建筑设计中的应用实践

3.1埋件布置

通常情况下，预制柱上埋件可以根据需求构建针对性的预制柱布置，并调整钢板的高度、预制柱的墙-柱连接处为实例参数，然后对其实施参数化的调整，该过程可以把参数关联设置为全局参数，并在全局参数条件下来对预制墙板连接件的高度进行设置，这样就可以对柱上连接件的高度进行相应的调整。梁上吊钩可以对Dynamo中的点进行调用和平移来构建吊钩形状多段线，从而获取吊钩钢筋，明确吊钩在梁上的相关位置参数，这样就可以实现梁上吊钩布置。

3.2钢筋的创建

在装配式建筑设计阶段，可以根据构件中钢筋的拆分原则和构造要求，来完善装配式建筑构件中钢筋布置的基本流程，然后通过二次开发的程序调用，就可以准确的获取钢筋的相关参数信息，并按照钢筋的布置规则来在预制构件上进行钢筋的布置。本文将会以预制梁为例来对钢筋的布置规则进行分析：（1）在梁跨中后浇段中按照要求断开纵筋，并适当的甩出一定长度的后浇段，使其更好的满足套筒安装尺寸要求；（2）在梁端500和1.5h中选择最大值来划定箍筋加密区范围，而其余的部分属于非加密区，这样一来可以确定箍筋间距和数量、纵筋断开位置等参数，然后对BIM技术中的相关程序进行调用，就可以完成对梁纵筋和箍筋的创建。

3.3BIM构件的拆分设计

在施工图阶段，由于BIM模型中的墙体、楼板等模型构件属于一个统一的整体，在对其进行深度设计过程中，最好按照要求把连续的模型构件拆分为各个工厂可以生产的独立构件，然后按照设计图纸对其进行加工。在BIM技术中，构件拆分需要严格按照工厂的设计及生产要求来进行，以满足“多组合、少规格”的要求，实现对预制构件的种类的有效控制，以完成在工厂的有效生产，并在装配式建筑施工现场对其进行裝配。在明确了BIM构件的拆分设计原则后，可以在施工图BIM模型上直接构建深化模型，并把一个完整的构建按照一定的要求拆分成各个工厂可以直接加工的预制构件，从而有效完成预制构件连接构造和预制构件配筋设计等工作。借助三维BIM技术模型来进行构建的拆分设计，能够对各构件间的连接关系给予直观的呈现，其不仅可以拆分设计进行有效的完善，而且还可以有效降低二维图纸设计过程中所存在的设计盲点，降低设计误差的出现，同时该模型也可以避免数据的丢失，从而确保了设计数据的有效传递。

3.4BIM技术和装配式建筑之间的协同设计

（1）在方案设计阶段的协同设计

在建筑工程方案设计的前期阶段，在装修，设备，结构，建筑等专业BIM技术组成的三维数据模型之上对其展开密切配合，并且对配件制作以及预制构件的安装要求，标准化要求，经济性要求以及可能性要求作出策划。在具体的方案阶段，需要将技术策划要点作为依据有效做好剖面，立面以及平面设计，同时在确保使用功能可以得到满足的基础之上，借助模数协调手段将模板的使用率以及提携集成度进行提升。将装配式建筑具备的特点作为依据，在进行平面设计时需要充分考虑到墙板之间的组合，满足方案对建筑立面提出的要求，借助专业间协同来有效实现建筑设计的合理性，系列化，标准化以及模数化，从而使部品以及预制构件的多组合以及少规格得以实现。

（2）初步设计时期的具体协同设计

在建筑工程的初步设计时期，需要对各个专业的不同工作进行结合实现对设计的进一步深化以及优化。需要将建筑的装饰材料以及外立面方案进行确定，然后和墙板组合的设计方案以及立面方案进行结合来使建筑的立面效果得以实现，并且将该立面效果直观的展示到BIM技术的实际立面效果图之上。在提前预制的墙板构件上需要对电气专业的弱电箱，强电箱，开关点位以及预埋管线的技术方案进行考虑。与此同时在展开装修设计工作时也需要将非常详细并且具体的设施布置图提供出来。在BIM技术提供的数据模型中展开碰撞检查，从而将布置方案的实际可行性进行确定。另外，还需要将由BIM技术数据模型提供的有关技术方案的经济信息作为依据对建造成本给技术方案带来的影响进行分析以及评估，从而将建筑工程的最终执行技术路线进行确定。

（3）在施工图设计时期和BIM技术的协同设计

在进行施工图制定阶段需要将初步设计并且确定下来的技术路线作为基础对其展开进一步的深化设计。各专业需要和构件厂，装饰装修厂，建筑部品厂等其他上下游厂展开有效的配合，以BIM技术数据平台作为基础做好深化设计以及构件组合工作，为人们提供可在构件加工厂进行加工的预制构件尺寸控制图，做好构件的连接点以及预留预埋设计工作。和现浇结构进行比较，可以发现装配式结构同时还需要以建筑工程设计文件编制深度规定作为基础，进行连接节点构造详图，墙板变好索引图以尺寸控制图等多种数据图的构建。另外，建筑师也需要在认真履行自己的工作，协助结构专业将预制构件的实际加工图设计工作做好，保证预制构件可以真正的符合建筑设计意图。

总之，选择在装配式建筑之中贯穿融入BIM信息化技术，将有助于进一步构建起专业化的虚拟构件库、兼备BIM信息化集成功能和云平台的全产业链，促使整个建筑项目全生命周期的持续创新。如此一来，不单单可以保证及时理清建筑产业化发展的最新趋势，同时亦可以提供可视化的模型结构，方便技术人员及时发现有关误差并修正既有的设计方案。长此以往，为我国装配式建筑行业赢得更加理想化的改革发展成就。

参考文献

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[2]李微.BIM技术在装配式建筑中的应用价值分析[J].建筑经济，2015，13（11）：79～86.

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（作者单位：郑州大学附属郑州中心医院）