BIM技术在台州市某小学装配式设计中的应用

徐元强

（浙江省城乡规划设计研究院）

1 引言

装配式建筑作为实现住宅产业化的一种方式，将是建筑业未来的发展方向，是解决建筑业劳动力短缺和环境污染问题的重要途径。2013 年至2020 年，全国多个省、市纷纷出台相应政策，积极推进我国装配式建筑建设。

建筑信息模型（BIM）具有直观、可变和集成的特点，其作用在业界得到广泛认可，被建设行政主管部门认为是“建筑信息化的最佳解决方案”。BIM技术已被用于众多项目，如迪斯尼、上海中心等。在装配式建筑工程中，深化设计是一个重要的环节，它将设计与生产、施工信息相结合。由于施工图只包含设计阶段的信息，不包含建筑构件，不足以指导装配式建筑的制造和施工过程。所以为解决装配式建筑深化设计过程中利益相关者之间的协调问题，本文依托中央创新区小学装配式建筑建设项目，介绍BIM技术应用于装配式建筑的详细设计过程，利用BIM模型扩展了建筑设计图纸信息，增强了各方的协调性和设计质量，提高了管理效率。

2 中央创新区小学项目

2.1 工程概况

本工程为台州某小学，项目占地面积34923m2，其中规划建设用地31022m2，绿地3901m2，总建筑面积33738m2，地上建筑面积24273m2，地下建筑面积9465m2，容积率0.78，建筑密度28.1%，绿地率35%。项目概况如图1所示。

图1 鸟瞰图

2.2 项目配置计划

本项目采用框架结构，叠合楼板预埋给排水管道套管，预埋地漏。楼梯预留给排水管道套管。

3 本项目BIM设计应用

3.1 装配式建筑BIM设计难点分析

①BIM 设计与原设计、生产厂、施工沟通协调量大，信息高度耦合。BIM设计要求从各方（包括业主、设计、制造商、建筑商、附件等）收集和消化信息，并将相关和潜在的矛盾信息集成到设计中。如果没有统一的流程和信息优先级原则，会在信息不断输入的深化设计过程中造成信息的重复和混乱。

②BIM 软件的出图样式不符合国家标准。目前，国内流行的BIM 软件是Re‐vit。它在建模方面比较成熟，但在绘图方面与国家标准差距较大。第一个原因是缺少合适的族库和模板文件，二是软件本身的底层数据不能按国家标准修改。在我国，出图是BIM软件面临的大问题。

③预制件数量多，重复工作量大。装配式建筑的主要要素是构件的标准化，在深化设计的初期，尽量将预制件的种类组合起来，减少构件数量。但是随着设计的深入，机械设计、制造、单元施工等都在进行，因此，许多形状相同但有细微差异的构件可以根据装配式建筑设计来制造。采用BIM 建模的方法绘制这些相似但不同的部件，导致大量机械重复工作，浪费人力资源[1]。

④各层模型的数据传输不顺畅。BIM 技术的一个关键特点是信息的传输和集成，以实现数据从设计到施工的无缝传输。然而，当前流行的软件可以在单个模型中实现信息传递，但它无法有效地执行不同类型之间的传输。在创建BIM 应用的过程中，将项目分为单个装配式建筑模型，并在模型的最终装配中以链接形式组装，以便装配式建筑的工程量统计。Revit 软件不支持相关文件提取，它对数据整合和项目范围内的传输有重大影响。要解决上述问题，需要从管理和技术两方面着手。为此项目制定了装配式建筑的BIM 标准，与通用软件Revit 的最新发展保持一致，为BIM在装配式建筑中的成功应用奠定了基础[2]。

3.2 项目BIM设计规定

BIM 标准的制定是任务分工与合作的前提，对于任务分工细化、重复频繁的装配式建筑的详细设计尤为重要。合理和全面的BIM 标准有助于提高团队合作的质量。

3.2.1 基本规定

①装配整体式混凝土结构建筑的建造全过程选用合适的建筑信息模型技术设计软件，建立具有标准化的户型、产品、构件等信息库。

许钧是我国翻译界领航的翻译家、翻译实践者和翻译理论家。他做了许多翻译实践，“在翻译的同时，还关注相关的理论问题，提出问题，也自己解决问题，从翻译实践和翻译理论两个方面做出自己的贡献”[1]他从翻译研究的角度出发，结合自己的翻译实践进行深人的思考，为推动翻译学的学科建设做出了巨大贡献，开拓了翻译研究新的视野。

②装配整体式混凝土结构建筑从设计阶段开始应建立建筑信息模型，并随项目设计、构件生产及施工建造等环节实施信息共享、有效传递和协同工作。

③应搭建BIM协同平台，除了协调各专业协同工作以外，应保证设计、生产、施工和装修等在平台上协同工作。

3.2.2 BIM辅助设计

本工程装配式设计采用建筑信息模型系统(BIM)进行三维可视化设计，并进行各类设计分析，主要工作内容要求如下。

①采用建筑信息模型系统（BIM)进行方案设计，包括项目总体分析、性能分析、方案优化等。

②采用建筑信息模型系统（BIM)进行施工图设计，包括管线综合、信息模型、施工图信息表迖等辅助工厂生产。

③釆用建筑信息模型系统（BIM)进行构件深化设计，包括连接节点设计、构件信息模型，完成构件图信息表达，每个构件设有唯一的身份标识，保证模型文件能精确地提取需要的数据。

④应结合项目的特点，实现项目算量统计、成本控制。釆用BIM的工程设计应进行碰撞检查，并提供碰撞检查报告，具体工作内容要求：进行钢筋和预埋件等碰撞检查；进行管网综合碰撞检查。

3.2.3 BIM辅助施工管理

①建立构件生产管理系统，建立构件生产数据库，用于记录构件生产关键信息，追溯、管理构件的生产质量、生产进度。

②预制构件设置并预埋身份识别标志，记录构件相关信息，对预制生产构件进行信息化管理。

③用于工厂生产的BIM 模型的几何信息和非几何信息应完整有序，与实际目标预制构件相符，满足预制构件生产信息的提取要求。

④BIM 构件加工图交付物宜直接使用BIM 模型，不宜进行三维到二维的转换，避免信息丢失和不可追溯。

2.2.4 标准化设计

①本工程设计时尽量采用统一模数协调尺寸，并符合现行国家标准《建筑模数协调》GB/T50002的有关规定。

②各功能空间布局合理，符合建筑功能和结构抗震安全要求。

③连接节点具备标准化设计，符合安全、经济、方便施工等要求。

④在单体公共建筑中重复使用最多的某三个标准结构空间的面积之和占总建筑面积的比例不低于60%。

3.3 深化设计

设计单位与施工企业、构件生产企业和部品部件厂家建立协同工作机制。

深化设计文件满足工厂加工制作、施工装配等环节的要求，各种预埋件、连接件的设计准确、清晰、合理。

项目深化设计结合施工组织设计的要求，综合考虑施工外架条件和模板支撑系统的影响[3]。

构件及部品构造合理，连接技术安全可靠，便于生产制作和安装施工。

构件及部品设计综合考虑装配化施工的安装调节和公差配合要求（见表1）。

表1 装配式建筑设计阶段一般项数量要求

4 结语

经初步分析，本项目可以达到标准规定的装配率大于60%，设计阶段一般项的项数达到要求，可被评定为工业化建筑项目。

为了提高装配式建筑的设计质量、通信、施工效率，指导相关工程采用BIM 进行详细设计，本文采用标准建模等方法，解决BIM 在本项目装配式深化设计应用中的难点，提高BIM的应用效率。