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BIM技术在装配式建筑中的集成应用赵虹

发表时间：2020/5/15 来源：《基层建设》2020年第3期作者：赵虹

[导读] 摘要：我国建筑行业长期以来发展模式过于粗放，建设周期长，需要消耗大量资源，同时对于周围环境也会造成一定的污染和破坏，而现阶段，我国的环境问题日益突出，各个行业领域节能降耗是大势所趋，建筑行业转型升级依然迫在眉睫。

        北方工程设计研究院有限公司河北省石家庄市 050000
        摘要：我国建筑行业长期以来发展模式过于粗放，建设周期长，需要消耗大量资源，同时对于周围环境也会造成一定的污染和破坏，而现阶段，我国的环境问题日益突出，各个行业领域节能降耗是大势所趋，建筑行业转型升级依然迫在眉睫。装配式建筑的发展使得现阶段的建筑方式产生了重大变革，契合现阶段建筑行业转型升级的要求，可以有效达到节能环保的目标。BIM技术作为信息技术手段，将其应用于装配式建筑设计中，可以有效提升建筑设计水平，推动装配式建筑的发展。
        关键词：BIM技术；装配式建筑；设计；应用
        引言：装配式建筑作为一种新兴的建筑形式，可以有效改善传统建筑行业高耗能、高污染、建设周期长等问题，可以有效降低对建筑周围环境的影响，是未来建筑行业发展的主要方向。但是由于装配式建筑在我国的发展历史较短，还存在一定的问题，包括构件设计不规范、不标准，施工环节衔接不到位，信息共享交流存在障碍等，这些问题限制了装配式建筑的发展。本文简要分析BIM技术应用在装配式建筑中的优势，并具体探讨BIM技术在装配式建筑设计中的应用[1]。
        1.BIM技术的概念
        BIM，中文名称是建筑信息模型，可以说它是一个结合“产品”和“过程”的模型。“产品”的模型指一个3D模型，它能够结合三维数字和工程数据；“过程”的模型指一个流程步骤，这个步骤包括模型的创建、使用和管理的不同阶段。简单而言，BIM技术不仅是一种模型或者建模技术，还是技术生产的创新，提高了生产过程中不同阶段的效率。从BIM技术的循环模型可以看到，它包括产品模型、过程模型和决策模型这三个模型。在BIM技术发挥作用的时候，这三个模型是相互作用、相互促进的，从而形成了一个循环模型结构图（见图1）。

        图1BIM技术循环模型
        从产品模型到过程模型包括建筑组件的空间信息和非空间信息以及它们之间的关系。建筑组件的空间信息包括组件可观特点：位置、大小、形状等；非空间信息包括组件的可研究特点：结构类型、材料类型等。过程模型和决策模型之间，是通过反应建筑物的运行动态和建筑构件之间的相互联系进行作用。它决定了建筑组件处于不同阶段的不同特性。决策模型是人类行为对产品模型和过程模型所产生的直接或间接作用的数值模型，它反映了BIM技术的可行性特点。
        2.BIM技术应用在装配式建筑设计中的优势
        现阶段，装配式建筑发展存在的困境并非表现在技术层面，而是如何有效整合资源，在资源整合方面需要依赖于现代信息技术，而BIM技术恰恰可以有效解决这一问题。当前，我国装配式建筑的产业链并不完整，各个环节的技术以及管理表现出不均衡的特点，比如设计环节的信息无法准确、高效的传递至生产以及装配环节，这就导致在实际建设环节出现多种问题，极大的限制了装配式建筑的发展。在装配式建筑中应用BIM技术的优势主要体现在其可以实现装配式建筑全过程的一体化，即从设计、生产到装配施工以及后期运行维护，各个环节之间可以实现信息共享，进而形成一条完整的产业链。基于此，装配式建筑可以实现设计标准化、生产数控化、管理信息化、施工集成化，对于装配式建筑的发展具有极大的促进作用。以往在装配式建筑设计阶段，主要以二维平面图纸为主，各个环节的信息流转共享均以此为主，这就导致在信息传递过程中易发生信息不对称问题，进而影响到后续生产以及施工装配。而在装配式建筑设计环节采用BIM技术，最终交付结果以三维模型为主，同时各个环节的工作人员可以利用BIM平台实现信息的传递，进而对设计模型进行优化，实现专业信息的共享。此外，还可以使用navisworks软件做碰撞测试，检测模型设计中存在的冲突，及时发现其中存在的矛盾。
        3.BIM技术在装配式建筑设计中的应用分析
        要确保装配式建筑的生产效率以及整体质量，首要任务就是建立标准化的设计流程，使装配式建筑的预制式构件具备通用性，从而是装配式建筑构件可以通过组合、分解的形式构成多元化的建筑。标准化的设计是解决现阶段装配式建筑存在问题的关键，对于装配式建筑的发展具有重要意义[2]。
        3.1创建以及优化BIM预制式构件库
        3.1.1预制式构件库概述
        创建预制式构件库是建立标准化设计流程的关键，后续预制式构件的生产、装配以及信息化管理都将以此为基础。解决现阶段装配式建筑存在的问题关键是要实现有效的信息共享，而信息共享的基础就是预制式构件库。预制式构建库的特点可以总结为以下几方面，其一是独立性，即预制式构件库当中的各个构件相互独立，不会因使用次数的增加导致属性发生改变；其二是循环使用性，即预制式构件库当中的各个构件可以在不同项目中循环使用，只要规格一致，即可实现批量生产；其三是可添加性，即预制式构件库可以根据实际需求增加相应的信息，从而便于后续生产以及装配施工。
        3.1.2构件编码以及信息创建
        对预制式构件进行编码是计算机对其进行识别以及处理的基础，首先需要将预制式构件按照其属性以及类型进行分类，建立类目；其次再对下属预制式构件进行编码，从而使每个预制式构件都具备唯一性编码。便于计算机快速识别。预制式构件编码需要遵循五项原则，其一是唯一性，即每个构件需要具备唯一的编码；其二是统一性，即所有构件的编码需要采用统一格式；其三是实用性，即预制式构件编码也便于计算机识别处理，便于工作人员使用和管理；其四是完整性，即预制式构件编码需要覆盖数据库当中的所有构件；其五是简明性，即编码形式要尽量简单明了，用简单的字符表示。
        3.1.3预制式构件优化
        为了有效保证预制式构件符合实际装配施工需要，在调用构件时需要对其进行初步的优化，将预制式构件模型转化为IFC格式，然后导入Tekla软件当中，对其进行整体性分析，将不符合要求的预制式构件替换或者修改，直至满足项目实际需要。
        3.2装配式建筑BIM模型模块化设计以及深化设计
        模块化设计的基本思路可以总结为以下几方面，首先根据建筑的实际情况将建筑划分成若干户型模块，然后根据实际需求从数据库当中筛选合适的预制式构件，即建筑设计师按照自身的设计理念构建项目整体模型。其次，由设备设计师以及结构设计师添加相应的设备构件以及结构构件，进而形成完整的模块。最后将各个模块进行拼装，形成最终的设计模型，确保整个建筑完整。
        3.3协同设计
        协同设计指的是不同环节的工作人员以BIM平台为基础，协同进行设计作业，这样可以有效保证在后续装配施工时构件的位置精确，不会与管线、电气设备等出现冲突。完成设计后还可以进行碰撞试验，测试建筑模型的整体性能，以便适当的进行调整和优化，最大限度的避免在后续施工过程中出现问题，从而导致工期延误。
        4.结语
        综上所述，将BIM技术与装配式建筑设计相结合，可以有效解决当前装配式建筑存在的信息交流障碍、无法协同设计、各个环节无法有效衔接等问题，对于我国装配式建筑的发展具有极大的促进作用[3]。
        参考文献：
        [1]杨成龙.BIM技术在装配式建筑全过程质量管理中的应用[J].科技风，2020（04）：122.
        [2]贲珊.浅谈BIM技术在装配式建筑设计中的应用价值[J].居舍，2020（04）：91.
        [3]于洋.探究BIM技术在新型装配式建筑中的应用[J].绿色环保建材，2020（01）：219+221.