任蓓蓓
济南一建集团有限公司，山东 济南，250100
摘要：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。基于此，本文重点对当前装配式建筑从设计到实施存在的问题分析，探讨BIM技术在建筑设计、深化设计及建筑构件生产这三个核心阶段的应用与优化。
关键词：BIM技术；装配式建筑；设计；应用
0引言
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。
1BIM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。
2 BIM技术在装配式建筑设计中的应用分析
BIM(Building Information Modeling)是建筑信息模型的英文简称，通过含有建筑真实信息的三维模型实现工程设计、施工管理等功能，是一种分析及管理手段。是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点。装配式建筑是将建筑的部分或全部构建在工厂预制完成，然后运输到施工现场，将构件通过可靠的连接方式组装而成，是具备“设计标准化、生产标准化、施工标准化、一体化装修和信息化管理”的新型建筑工业化建筑。BIM技术在装配式建筑设计中的应用主要在三个阶段:
2.1 策划与建筑正向设计
在装配式建筑技术策划阶段，建筑师或者工程师不能够准确针对项目定位、建筑规模、成本限额为投资建设方提供合理的可视化的产业化方案，后期设计依据不足。需以模数化设计为核心，以将尺寸协调的功能单元进行组装的理念来指导设计思路，运用BIM技术来实现从方案一直到施工图阶段的正向设计，以不同阶段、不同深度的整体装配式BIM模型为典型成果。
2.2 深化设计与构件拆分
装配式建筑设计端手动拆分构件标准化程度低，专业内及专业间协同效率低，模型不共享。构件深化设计阶段，钢筋碰撞、预留预埋件与模具及钢筋干涉问题严重等带来后期构件制作节点变更频繁等。需以深度建模为核心，运用BIM来实现深化设计，尤其是结构构件、功能构件和装饰构件内部和构件间的碰撞协调。以项目BIM模型和可用于生产的加工图纸为典型成果。
2.3 设计辅助与构件制作
由于前期设计端考虑不周、信息化程度低、管理的粗放，导致构件厂异形构件数量多、模具周转率低、生产效率低、资源浪费。施工企业不具备装配式建筑施工组织经验，软件和硬件配置不充分，严重限制装配式施工发挥其保质量、缩工期的优势。需以服务于装配式构件制作车间和现场为中心，运用BIM技术来辅助制造和安装，并扩展至模具设计制作和构件吊运等环节。以物料清单、模具图纸和针对各施工环节的分析模拟报告与视频为典型成果。
3深化设计阶段装配式构件的BIM运用
3.1BIM服务用于装配式构件制造中的现存问题
当下装配式建筑的工作方式大多是通过常规的设计工作出具二维图纸，交付PC构件厂家后再由PC构件厂家进行二次翻模，进而订制模具后在车间内完成所需构件的生产。其主要缺点在于设计单位所提交的装配式订单图纸无法供构件加工车间使用，而多数PC构件厂家出具模具图纸和加工图纸的效率较低，且二维构件图纸未经过预拼装，在车间加工环节极易出现钢筋碰撞情况，但模具改造和节点深化设计的综合成本极高。
要解决上述问题，主要需通过精细的构件建模和基于参数化模型展开的各类深度应用来解决。因此，对于这一类BIM运用，主要从技术角度展开论述。
3.2 技术层面下装配式构件的BIM运用方案
1）将结构构件、功能构件和装饰构件单元按造型、配筋原则、制作方法等指标进行划分，在此基础上制定针对装配式建筑的BIM族库架构(图1)。
.png)
图1 Revit平台装配式构件
2）运用BIM技术将装配式构件的二维草图和三维模型中各处尺寸进行参数化管理，真正做到全参数化模型。
3）在真正进入建模环节中，重新梳理建筑中构件间的依附关系，保证各构件的独立性，而仅保留构件间的参数联动，将构件内部的模型树结构进行扁平化改造，通过参数标签的方式提高管理效率。
4）建立双重可行性验证制度。对于装配式构件整体在组合嵌入整个建筑时，在BIM平台上预先进行拼装模拟，确认整体构件外部轮廓和单元划分的准确性(图2、图3)。
.png)
其中，对于构件单元内部的支撑结构，以钢筋网络为典型，在BIM平台上需进行全参数化异形钢筋的深度建模和碰撞检查。钢筋网络的深度编辑在行业领域内已经形成共识，“未来需要编写相应的程序语句在参数化建立钢筋的基础上实现钢筋对于不同洞口的避让或者截断并自动配置补强钢筋，这样可以在保证设计深度的前提下进一步提升工作效率”。核心工作是为了保证钢筋纠偏的自由，在钢筋建模环节，同样清除掉结构钢筋和结构外轮廓见的依附关系，而仅保留参数联动。
5）在成果交付环节，通过族文件优化，保证装配式构件BIM模型可以直接出具满足施工方和车间需求的二维图纸。
4结束语
总体而言，装配式技术和BIM技术的应用应该在一定原则的基础上具有一定的灵活性。所谓原则，即通过新兴技术的应用，解决问题、提高效率、创造价值；所谓灵活，即抛去既有思维定式和习惯，重新审视、选择和建立切实可行的技术体系、总体理念和执行平台。在此基础之上，对装配式和BIM这两大技术进行攻关、推广和新技术执行标准的落地，最终实现建筑工业化与信息化的良性发展。
参考文献
[1]章力栋. BIM技术在装配式建筑项目中的实际运用过程分析[D].安徽建筑大学，2020.
[2]戴明立. BIM技术在装配式建筑中的应用[D].安徽建筑大学，2020.
[3]惠之瑶. 基于BIM-RFID的装配式建筑施工阶段的信息集成应用研究[D].内蒙古科技大学，2020.
[4]唐洪刚，高云鹏，孔思达，冯娴.BIM技术在装配式建筑设计中的应用[J].贵州大学学报(自然科学版)，2020，37(02):61-65.
[5]吴珊.BIM技术在装配式建筑设计中的应用分析[J].居舍，2020(05):30.