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BIM技术在装配式建筑深化设计中的应用研究祝庆东

发表时间：2021/5/25 来源：《基层建设》2021年第2期作者：祝庆东

[导读] 摘要：装配式建筑的广泛应用不仅满足了生态建设的需求，同时还符合可持续发展的理念。

        山东双德建筑工程有限公司山东省临沂市 276000
        摘要：装配式建筑的广泛应用不仅满足了生态建设的需求，同时还符合可持续发展的理念。因此，在进行装配式建筑设计时，设计人员必须提高认知和设计水平，保证各个环节设计的合理性，在节约资源的同时控制施工成本，进而不断促进装配式建筑的健康稳定发展。本文主要对BIM技术在装配式建筑深化设计中的应用进行了分析研究。
        关键词：BIM技术；装配式建筑；深化设计；具体应用
        引言
        随着各个行业对装配式建筑和 BIM 技术不断的探索，国家也率先在政府项目中推行装配式建筑和 BIM 技术，并且不断完善相关规范、加大人员培训力度、大力投资相关软件开发，让社会各界逐渐认识到了 BIM 技术带来的实实在在的便利，从而推动了装配式建筑和 BIM 技术在我国建筑行业的健康发展。
        1BIM技术概述
        BIM（Building Information Modeling，即建筑信息模型）技术可以作为建筑物生命周期过程中可靠的共享资源，发挥其在可视化、工程分析、碰撞检查、造价分析、工期管控等多方面用途的作用，归根到底，BIM 技术就是一种产出（Model）、应用（Modeling）和管理（Management）建筑物信息的手段，BIM 是将建筑实体信息化、数据化的集成技术，在建筑全生命周期为不同专业提供信息、数据的共享和交互，达到融合各方共同协作，高效完成项目的作用。BIM 具有以下几点特征。
        1.1可视化
        通过 BIM 将项目的三维模拟实体直观地展示出来，并读取不同构件的详细信息，在设计阶段协调不同专业把建筑不同部位的碰撞、误差等问题及早发现并修改，大大提高了施工效率，节省了成本。
        1.2可协调
        通过 BIM 三维模型在设计阶段发现各专业的设计缺陷及不同专业间的碰撞点，及时协调设计方及建设方解决问题。
        1.3可模拟
        设计阶段，设计师利用软件对建筑物模型进行日照、节能分析，对建筑物造型、外立面进行优化。施工阶段，可以进行堆场、施工路线和次序的模拟，优化现场施工，提高效率。运营阶段，运用模型对建筑物进行全程监控，也可以为突发状况进行模拟，提前准备应对方案。改建阶段，对改建过程进行模拟，建立改建后模型，方便指导施工。
        1.4可出图
        BIM 模型可以实现把模拟、优化后的三维模型转化为二维平面图纸，同时可以为相关单位提供工程量统计结果、碰撞报告等信息。
        1.5可集成
        BIM 模型可以涵盖项目不同专业的信息，形成一个完整的数据库，对项目信息进行集成，集中处理。同时也可以根据项目需求应用各种信息化、智能化手段，如：ＲFID（Ｒadio Frequency Identification，无线射频识别）技术、3D打印、4D 模拟施工、5D 成本控制、物联网等，充分体现了 BIM可以集成各方面信息的优势。
        2装配式建筑深化设计
        2.1 施工图纸设计要点
        施工图纸的质量直接影响建筑工程后续的施工质量，是装配式建筑设计中的重点内容。通过科学合理的施工图纸设计，明确相关建筑材料、结构等，能够为后续施工提供良好的参考依据，实现对各个环节的管控。因此，在施工图纸设计阶段可利用BIM技术对装配式建筑进行立体建模，对不同的构件进行碰撞并且对吊装进行动态模拟，保证后续装配式建筑施工的有序开展。同时，加强各参与方之间的沟通交流，对设计方案和施工方案进行探讨，制订出多种方案并对方案进行模拟，判断方案是否可行，不断优化和调整方案，进而为后续施工奠定良好的基础。

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        2.2 平面与立面设计要点
        在装配式建筑设计中，平面与立面的设计尤为重要。平面设计主要是分析各构件的尺寸、规格，结合建筑结构形式合理地布局建筑内部空间，对各模块进行多元化的组合，呈现出不同类型的户型，最终形成标准化的户型，满足人们的各种需求。立面设计则主要涉及立体结构，如墙板、门窗等，通过对各构件的组合体现个性化特点。在进行立面设计时，需要结合建筑自身的特点，考虑通风、采光等因素，并加强与平面设计的联系，使整体建筑更具实用性。
        2.3 结构构件预制设计要点
        结构构件是装配式建筑的基础，直接关系后续施工的质量和效率。因此，必须做好结构构件预制设计，保证构件的合理性。首先，加强对施工图纸的研究，合理设计构件加工图纸，保证结构构件的合理性。同时，加强与生产厂家之间的沟通交流，结合生产工艺对结构构件的规格、尺寸等进行设计，保证构件的精准度满足施工的需求，避免出现构件规格不合格而影响施工质量和进度的情况。其次，在进行构件预制设计时，还需要考虑施工场地的情况以及生产厂家的吊装和运输情况，遵循相关的原则进行合理设计，进而保证构件的质量和设计水平。
        3采用BIM进行装配式建筑深化设计的难点以及措施
        3.1BIM深化装配式建筑设计难点
        BIM的深化设计需要与预制构件的生产厂家、施工单位以及设计单位进行沟通，信息量大，需要沟通的工作量大，如果没有统一的流程和优先化信息的策略，很容易会造成深化设计过程中信息的混乱和重复，导致设计与施工沟通不畅。另外由于当前国内常见的BIM软件为Revit软件，这个软件在建模方面是比较成熟的，但是出图与相关的国内出图标准差距较大，没有相关的族库和样板，而且无法按照国家的相关标准进行修改，因此出图也是进行BIM深化设计需要面对的重要问题。
        3.2设计的工作量大
        进行装配式建筑施工时，需要用到大量的标准化构件，在设计中也需要对这些标准化的构件进行设计归并，这样能够减少需要用到的构件种类和数量，对于简化施工难度有着重要的作用。对设计图进行深化的过程中，当与其他的专业进行协调的时候可能会设计出很多外形不同但是作用相同的构件。这样如果用个人工的方法对这些构件进行建模设计就会导致产生很大的工作量，也是一种浪费。当前主流的BIM软件在单个模型内部传递信息是很容易的，但是不同的模型之间数据传递较差，而且Revit软件对于项目的数据传递和整合有着比较大的影响，因为这个软件并不支持链接文件的信息调取。因此为了实现装配式建筑中BIM的应用，需要对这款软件进行二次开发，结合管理与技术两个方面一起。
        3.3BIM软件协同检查
        BIM软件进行装配式建筑的检查需要多个方面同时进行，因此可能在输入信息的情况下发生不同的碰撞。首先是组装预制构件，在构件的组装过程也能够中可能会出现构件拐角或者标高变化的拼接不协调或者冲突的问题。在构件中预埋埋件可能会影响到钢筋的位置，后续的机电管道和埋件需要对预制构件上的预埋进行考虑，避免现场开槽。预制墙板上下构件的套筒进行灌浆连接时，需要对位置进行核对，避免错位。在深化设计中，设计出图的内容主要为每个构件的深化设计出图，因此范围较小，复杂程度和达到国家标准的程度都较低。但是出图需要综合反映建筑、结构以及机电等信息，保证图纸的深度，因此以外墙板为例，1个构件需要至少三张图纸才能够反映。首先是需要模板图，反映预制构件的尺寸、预留孔洞位置以及构件总体消息，包括正视图、左右视图、顶视图和底视图。其次是配筋图，包括预制构件结构配筋的相关信息，包含配筋图、剖面图和钢筋三维图、钢筋明细表。还有保温连接件的正视图、剖面图和保温连接件的统计表。
        结束语
        借助信息化高速发展的优势，装配式建筑与 BIM技术等信息化手段的融合，使得建筑业迎来了新一轮的升级转型，如何使信息化手段最大化地应用于装配式建筑，成为人们不断追求的目标。
        参考文献：
        [1]汤兰，汤宇.装配式建筑结构设计要点分析[J].工程技术研究，2020，5（10）：216-217.
        [2]荆宝安.装配式建筑设计要点及相关问题研究[J].住宅与房地产，2020（3）：74.
        [3]刘瑶.装配式建筑设计要点及相关问题研究[J].住宅与房地产，2019（21）：59.