基于BIM的装配式建筑协同设计方法

马昭壮 柴安友

（1.济南迈特建筑工程设计有限公司，山东 济南 250000；2.山东同创建筑设计有限公司，山东 济南 250000）

1 BIM技术的概念

BIM技术能够对建筑工程中维护、运营、施工和设计等多方面的知识内容进行整理，最终以数字化可视技术的形式进行体现，提高了材料收集和处理的效率。因此，在建筑工程中使用BIM技术能够在很大程度上提高建筑工程结构设计的品质和效率。

BIM技术的特点

1）可视化，传统的建筑设计是工作人员在图纸上对建筑项目进行描述，施工人员要通过抽象的线条和自己的想象进行描绘。而BIM技术的出现可以将设计人员脑海中的设计思路和数据变换为可视化的模型，以三维立体图像的形式来展示建筑工程的设计方案，这是一种更加清晰、直观的工程结构设计展现方式。2）协调性，在实际的项目建设过程中，由于装配式建筑全专业设计的复杂性和整体性较高，以及装配式建筑设计、生产、运输、堆放、施工等一系列环节的协调沟通不顺利造成的建设效率低下。BIM技术的出现可以有效避免协调性差的现象发生，该技术能够对各部门之间可能存在的协调问题生成自动协调数据，消除专业问题。3）优化性，建筑工程开展的过程实际上就是对建筑工程进行不断优化的过程。BIM技术虽然不能直接对建筑工程进行优化，但是BIM模型能够提供建筑物实际存在的信息。除外，由于现在的建筑工程复杂程度较高，工作人员不可能对所有的信息都了如指掌，因此要借助一些科学手段，其中BIM技术的出现能够很好的帮助工作人员对复杂的工程进行优化。

2 BIM的装配式建筑协同设计方法

2.1 PCP概念模型

1）构件设计与专业协同结合，构件设计即应用BIM建模软件完成的包含图形信息和非图形信息的三维模型。预制构件（Component）设计应与专业 （Professional）相关联，根据不同专业分工要求，利用网络平台不断补充完善模型信息。一般来说建筑师首先提出设计方案，其后结构、水暖电工程师、构件制造生产商等先后介入，这种次序是传统设计的流程，但含有丰富信息的三维模型和高效的网络协同平台可以实现信息的及时共享，并且通过设定权限的方法对实现对三维模型的浏览、编辑下载、下载上传，可以极大提高设计效率。

2）构建设计与生产过程结合，预制构件（Component）设计应与实际生产过程（Process）相结合，因不同设计阶段内容和深度各不相同，构件包含的信息各有差异，但具有迭代性，模型信息的精度和细度根据IDM信息交付标准规范来确定，以满足使用要求为目标，尽量使模型轻量化，避免信息繁冗。

3）专业设计与生产过程结合，不同生产阶段对应不同的专业工作，但生产过程和专业工作的成果并非是线性的传递过程，可以利用BIM虚拟仿真工具，对后续工作进行模拟分析，在BIM模型中实现过程集成和专业集成，以提高设计质量和效率。如装配式建筑方案设计阶段，结构专业应提前介入，结构专业根据建筑专业确定的建筑布置形式初步确定结构形式，并做出结构方案，进行构件初步拆分和预拼装模拟。

2.2 标准化设计

1）确保预制构件设计的标准化，装配式建筑即标准化预制构件的整体装配，是传统建筑设计模式的改造成果。在传统建筑设计模式中，多参照平面设计图纸对预制构件进行加工处理。基于BIM技术的装配式建筑，可以整合预制构件模型，实现预制构件库的整体装配。在此过程中，逐渐形成完整的标准化预制构件库。

2）实现可视化设计，与传统建筑方式相比，BIM技术更加精细化。其可充分发挥人机技术相结合的优势，快速的修正处理设计方案中的缺陷。

3）合理拆分和改造构件，在装配式建筑设计中，合理拆分构件至关重要。通常来说，拆分构件都是在建筑设计图纸编制后进行的。拆分预制构件的流程如下所述：首先，指定专业人员结合实际需求，编制科学可行的策划方案。其次，严格参照设计方案拆分构件。从某种角度来说，基于建筑信息模型技术的可视化功能，可以有效调节建筑构件数量与配置形态。

2.3 动态化模拟施工方法

在建筑工程施工阶段，基于BIM技术创建完整的三维立体空间数据信息模型，可以实现对各种空间要素和时间要素的整合，加快四维可视化设计进程。要想达到设计目标，设计人员还需具备较强的预见意识，严格控制装配式建筑的施工进度，合理安排施工工序。一旦察觉任何问题，务必参照实际情况实行调整处理。

基于BIM技术对装配式建筑中较为复杂的施工部位予以模拟演练，可以确保施工人员全面了解施工环境，提高应急情况处理能力。同时，基于BIM技术创建安全可靠的云数据平台，可以全方位动态化监管装配式建筑的各个设计环节，加强监督管理的科学合理性。

3 结语

装配式建筑是建筑业转型的方向，BIM技术是促进装配式建筑实施的有效平台和方法，基于BIM的参数化集成设计方法有助于装配式建筑设计模块化、标准化、通用化，参数化设计可以极大提高设计效率。