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基于BIM技术的装配式建筑设计与建造研究王希

发表时间：2021/4/14 来源：《城市建设》2021年2月作者：王希

[导读] 随着建筑工程的建设规模不断扩大，装配式建筑能对以往建筑行业中能源消耗大、施工工期长以及污染成都高等问题进行有效控制，减轻建筑对四周环境的影响，所以得以了广泛的应用。

重庆市设计院王希 400015

摘要：随着建筑工程的建设规模不断扩大，装配式建筑能对以往建筑行业中能源消耗大、施工工期长以及污染成都高等问题进行有效控制，减轻建筑对四周环境的影响，所以得以了广泛的应用。但在实际的设计与施工中，存在精确度不高、重复利用率低等问题，若是不能够有效地解决这些问题，就会严重影响工程建设质量与效率，在装配式建筑设计与施工中应用BIM技术能构建精准的模型，对实际情况进行模拟，就能大大提升施工进度与质量，推动建筑行业的高水平发展。
关键词：BIM技术；装配式建筑设计；建筑施工
        引言
        随着建筑行业不断地发展，传统建筑施工管理制度不够完善，施工过程中劳动力需求大，人力因素占主导位置，效率较低，资源浪费严重等缺点越来越突出，已成为发展的制约因素。随着科技的不断进步及工业化生产的全面发展，装配式建筑因工业化制造，安装效率高，节约人力成本等优点受到了重视，BIM作为可以全程参与设计施工及后期管理的全过程软件，因其集成属性，能够将建筑前期设计，建设过程中结构、质量、售价、材料等各方面信息进行同时收集和整理，用于后期运营管理，故装配式与BIM结合的建筑工程已成为现在建筑行业的主要趋势。
        1装配式建筑的特点
        1.1功能多样化
        （1）装配式建筑外墙设计有保温的功能，能够实现冬暖夏凉的效果，节约了空调的使用次数，减少对空气的污染，达到节能减排的目的;（2）装配式建筑的墙体和门窗的密封性较好，隔声效果好;（3）防火、抗震性能好。
        1.2施工装配化
        装配式建筑大量的构件是由工厂生产完成，可以实现保温、隔热、装修一体化设计和施工，保温隔热板及装饰面可随预制构件在工厂生产完成，或者预制构件上预留装饰面板的埋件，既保证了保温隔热、装修质量，又能加快工程整体进度，简化现场施工工序，减少施工时产生的废料及噪声。
        1.3设计多样化
        目前的建筑设计多以房间内的固定格局为主，房屋的整体运用不是很灵活，而装配式建筑可以避免这些缺点，其主要特点是可以进行空间的大小分割，根据住户的需求来配置。
        1.4系统化和集成化
        装配式建筑体现了工业产品社会化生产的理念，从设计阶段到生产、施工阶段都是各专业密切配合、相辅相成的，需要设计、生产、运输、安装等各行业人力、物力协同配合、共同推进，才能完成装配式建筑的建造。
        2.BIM技术在装配式建筑设计与建造领域的优势
        2.1提高设计效率
        相较于传统工程设计，设计人员需要开展许多诸如工程信息采集、数据分析和参数计算等具有高重复性、基础性的工作，以及各项设计参数、相关施工规范的对照分析等工作，利用BIM技术的装配式建筑设计仅需要工作人员将相关的工程信息和设计标准导入软件，就可实现在短时间内设计出切实可行的方案，并找出方案中存在的具体问题，代替了人工绘图和数据采集等设计工作。
        2.2推动模型可视化与仿真化发展
        BIM技术具有出色的可视化和仿真化特点。作为一项复杂的建筑结构设计项目，通常只有专业的工作人员才能理解相关专业术语和信息，但实际展示中还要向非专业团队展示建筑结构设计成果，因此设计人员可利用BIM技术将设计转化为可视化的结构模型，确保建筑团队的工作人员更清楚的了解工程师的意图。
        2.3提升建筑行业的专业化水平
        BIM技术可以通过建立可视化、模拟性较高的建筑模型来对真题项目进行合理的规划预测，并调配物质的运用和安排。利用BIM技术可以进一步改善装配式建筑项目的设计过程中出现的科学技术问题。

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可以说，在装配式建筑设计中应用BIM技术能够充分实现信息化与工业化的有机结合，既大幅提升了装配式建筑的科学性和专业化水平，同时也提高了建筑行业的完善程度和智能化建设。
        2.4预制结构部件的设计
        利用BIM技术进行收集、整合、归类、共享和存储，建立起完善的装配式建筑预制结构部件标准数据存储库，在其中规范不同部件的设计性能数据信息，将其详细、准确的记录和保存下来，为后续的装配式建筑设计工作提供数据支持。
        3.BIM技术的装配式建筑设计与建造应用
        3.1建筑规划
        首先，可以对场地进行分析，通过BIM技术进行选址，可以在众多的地理信息中选择最适合该工程建筑的地点，能够有效地降低环境对设计的冲突和影响。BIM技术能够将场地信息与空间信息统一结合分析，帮助工程项目总体负责人科学选定项目建设区域。其次，可以运用BIM技术调整工程图纸，通过将实地环境中的建筑设计进行相应比例的缩放，使建设的图纸模型与实际结构和材料能够相互关联，例如：建设某一个构件的模型，使其参数与整体构件模型进行关联，调整其中一个数据时，其他相关联的数据会随着变化进行相应的改变，方便设计师对设计方案进行修改，减少修改中出现的误差。最后利用BIM技术可以调节各个方面的矛盾，例如在改变某一数据时，其他相应数据同时改变，不需要设计师一一修改，减少其中存在的误差，防止出现设计与施工不符的现象发生。
        3.2三维建模
        利用实际测绘得到的数据结合设计师的设计方案，可以构建出装配式建筑的三维立体仿真模型。通过该模型，设计人员可以直观看到装配式建筑结构部件的尺寸和设计及展示效果，利用模型来检测建筑的各方面性能，能够将装配式建筑设计精准度大大提高，同时，可以将设计中出现问题的环节或数据进行调整，通过三维立体模型，可以检查整体建筑各个环节的细节，对其进行有效的监督和管理。
        3.3数据库建立
        随着BIM技术在建筑行业的广泛应用，许多建筑工程企业都将建筑数据传入到BIM设计数据库中，该数据库中包含各种建筑信息模型、相关的装配式建筑设计资料、建筑中所需预制部件的设计资料等，工程师可以对数据库中的资料进行参考、整合、归类等，获取其中的有效信息，帮助构建自己的装配式建筑设计方案，使建筑方案设计更加完整。
        3.4埋件布置设计
        由于埋件的布置方式较为复杂，并且数量较多，在设计时需要对其进行细致分析，设置好每个埋件的具体位置。利用BIM技术能够对埋件进行预埋处理，使用模型将预埋方案展现出来，使埋件布置设计的效率得到有效提高。通过BIM技术对信息的识别和分析，能够合理地选择埋件的内嵌组和吊钩形状。结合实际的墙体建筑对梁结构的大小和形状进行设计，使梁结构的参数与建筑预留洞口的设计更加相符，避免开洞不良导致墙面结构被破坏，有效地提高梁结构设计的质量和准确度
        3.5碰撞检测
        尽管装配式建筑具有明显的优势，但也存在着一定的影响因素，其中最为显著的问题是其所制定的设计方案普遍存在各部分的管线与建筑部位相碰撞的问题。由于不同管线交接处安装位置相重叠或是管线与周边建筑结构的间距不当都会给建筑带来隐患，因此可以运用BIM技术进行碰撞试验并生成报告，方便工程师对各处碰撞点进行标记，从而进行完善和改进，确保设计方案的准确可行。
        4结语
        将BIM技术应用于装配式建筑工程之中，是建筑行业发展的必然趋势，从项目立项开始便使用BIM技术建立完善的数据库并将其应用于整个项目设计施工及运营管理的全过程，可以高效地完成建设，有效地运营项目，实现精致、节约、高效、环保的建筑工程。
参考文献
[1]王娟，陈晓旭，赵蓓蕾．BIM技术在装配式建筑中的应用研究［J］．城市建筑，2019，32(9):114．
[2]杨红娟，李娜，孙岳俊.BIM技术在装配式建筑设计中的有效应用[J].建材与装饰，2020（18）：31-33.