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摘要：通过分析当前装配式建筑质量问题的形成原因，指出装配式建筑的初步设计阶段是 BIM 技术介入的最佳阶段。介绍 BIM 技术介入装配式建筑初步设计阶段的具体流程、设计要求和实施中有待克服的困难。
关键词：BIM技术；装配式建筑
引言
BIM 是建筑信息模型的简称，《建筑信息模型应用统一标准》中对其定义如下：在建设工程及设施全生命期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依此设计、施工、运营的过程和结果的总称。BIM 技术具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点，通过将传统的二维工作升级到多维度，从而实现精细化管控，有利于多方的协同工作。当前，BIM 技术作为建筑行业转型升级的重要手段，已经在建设行业各参与方中大范围摸索并推广使用。装配式建筑的预制构件需要在工厂提前生产，导致了构件的设计需要多专业协同，甚至包括后续生产、施工作业的前置配合等内容，这对构件的深化设计提出了更高的要求，需要精细化设计与协同设计。在装配式建筑设计过程中引入BIM 技术是一个相辅相成的组合方式，能够同时发挥两者的最大优势，促进建筑行业结合新技术发展与进步。
1BIM 技术在初步设计阶段的应用
1.1BIM 介入的最佳阶段
在初步设计阶段 BIM 技术即可在模型构建时附加各种智能控制信息，借助 BIM 技术使各专业对后期施工内容进行细化和落实，不仅可根据各地政策和业主要求核查方案阶段初定的预制率、装配率等指 标，还可利用 BIM 模型中的设计信息提供有效的基础数据，将工程模型数据细分至构件、材料进行结构初步计算及估算造价，提高装配式建筑施工图设计阶段与预制构件深化设计阶段的精度和质量。BIM 技术能充分发挥三维的设计优势，对拟建建筑的物理环境进行仿真模拟，且对建筑信息及施工各环节的整合更全面准确。按既定方案进行模型的设 计、分析后，对设计方案中不合理的部分进行调整反馈，加强全专业基础工作的配合，有利于设计阶段的信息交流，达到理想的设计目标。BIM 模型完成模拟分析、碰撞检查等工作后，设计方可根据反馈信息及时进行优化修改。在经过深入的优化设计后 BIM 模型可为施工图设计阶段及建造阶段提供指导。这种设计方工作的提前也能使业主对方案有更直观的了解[1]。
1.2BIM 介入装配式建筑初步设计阶段的要点
1.2.1提前预判问题，提高施工质量
装配式建筑设计的平面结构要遵循统一的标准，建筑立面与平面既有适用性特征，也要保证预制混凝土构件的精准性。前期的建筑设计往往会在施工时与构件发生冲突，即装配式建筑设计与施工严重不匹配，如预留门窗洞口与结构冲突导致施工难度增加。预制构件不合适时需反复调整施工，增加了构件拼接施工阶段的安全风险。复杂的建筑设计会增加运输与施工难度，设计较复杂的构件运输时会因造型差异、运输量少而增加成本，在加工、堆放、吊装、使用过程中存在风险。预制构件安装也需占用现场空间，安装到位的预制构件固定、支护与现浇连接等操作还需预留出足够的操作空间。BIM 技术平台可充分发挥其可优化性与可模拟的特点，一定程度上解决施工现场遇到的问题，提高建筑整体性和抗震性[2]。
1.2.2提供 PC 图纸，核查设计问题在装配式建筑的初步设计阶段开始使用 BIM 技术，可发挥其可出图性、可视化的特点有助于开始PC 专项设计，该阶段应提供 PC 结构设计说明、预制构件的平面、立面分布图、相关计算书等，如夹心保温形式广泛应用于平板预制构件，形状不规则的PC 板（如凸窗）难以实现夹心保温，应采取其他方 式；初步设计阶段的 PC 专项设计对施工图设计提供准确的分布图及详图大有裨益，有助于确保建筑设计方案满足实际需求。在初步设计阶段，设计人员因不了解装配式技术而产生的一系列问题可通过 BIM 技术得以减少。图2 为装配式建筑 PC 构件的平面分布。
2设计阶段在这个阶段，ＢＩＭ 软件起到主要的作用
利用ＢＩＭ 软件可以对建筑、结构、机电进行建模，在软件的协助下，能够完成构件的拆分设计，而碰撞检查功能可以协助排除构件与钢筋和现浇部分、设备与管线之间的各种干涉问题。在完成建模后，ＢＩＭ 软件还可以生成构件详图、统计工程量，并生成ＢＯＭ 清单等。在设计阶段引入ＢＩＭ 技术可以大大提高设计的效率与质量。ＢＩＭ 软件参数化的设计方式和实时协同的工作模式可以协助各个参与方，在设计方案需要调整时降低人员之间的沟通成本。另外，ＢＩＭ 软件平台的搭建，可将重要的设计信息，ＢＩＭ 模型等上传至服务器，从而完成模型与设计图纸之间的自动更新，自动纠错等功能。通过设定一定的模数规则，可以积累各类预制构件构件库。利用各类标准化构件库，不断丰富和积累设计构件，能够同时满足建筑设计中标准化和多样化的需求[3]。
3装配式建筑构件的深化设计
在完成模型的标准化设计后，就进入到装配式建筑重要环节，即生产环节。BIM技术与装配式建筑的“精密建造”特点高度契合，能够以三维信息模型作为集成平台，对预制构件进行深化设计，使得构配件精度能达到毫米级，实现构件数字化制作。具体而言，借助BIM数据库平台，基于设计阶段的构件加工详图，利用BIM技术相关软件中的CAM和MES技术，了解预制构件的重量、尺寸等信息，并对构件设计参数进行直接设置，生成项目加工信息库，构成数据化建筑图元，从而智能化生成装配式建筑构件，实现预制构件深化设计；同时BIM技术也可以帮助装配式建筑实现构件的工业化生产，通过将BIM信息数据输入生产设备，结合RFID、二维码等物联网技术，能够打通装配式建筑与工厂自动化生产线之间的瓶颈，自动生成构件生产表单，实现构件的商品化生产与生产流程信息化，实现与预制工厂的协同，进而使预制构件实现自动化生产，提高作业效率和精准度。由此可见，BIM技术能够与装配式建筑中工厂生产环节紧密结合，完成预制构件的深化设计与工业化生产，促使各专业协同达到更高层次[4]。
4施工阶段在建筑工业化中，施工阶段是最重要的一个阶段
装配式体系下的施工方式并不仅仅是将现浇建筑拆分成构件，并在施工现场进行组装。在建筑工业化的体系下，对整个项目的规划布局，安装时的精度都有更高的标准。目前ＢＩＭ 系统主要用于场地管理管理、场地布局优化、构件施工模拟、３Ｄ可视化模型施工交底等，还有巨大的发展空间。在未来，可以与ＲＤＩＦ，激光扫描等技术相结合，从而在ＢＩＭ 系统的协助下，进行更加精细化的流程管控，质量核验等工作[5]。
结束语
ＢＩＭ 技术在国内外的建筑领域得到了深入的应用，为装配式建筑的发展提供了信息化集成保障。以ＢＩＭ 技术为核心，推动装配式建筑的发展，可以体现装配式建筑“集成”的思想。基于ＢＩＭ 技术的装配式建筑集成体系打通了设计、制造、装配、维护、管理等各个环节，将建筑业的集成化推向了新的高度，形成了一种多角度宽领域的集成。但目前装配式建筑及ＢＩＭ 技术的的合作运行仍在初期，缺少统一的设计规范和相关的人才。在实际实施时可能出现预期以外的问题。在后续的生产与研究中，还需要针对各个环节进行进一步优化，使结合了ＢＩＭ 技术的装配式建筑体系可以取得长足的进步与运用。
参考文献：
[1]李柏.基于BIM的装配式建筑一体化设计方法研究[J].土木建筑工程信息技术，2021，13（01）：89-95.
[2]陈威，张方晴.装配式混凝土建筑设计阶段BIM技术应用研究[J].建设科技，2021（02）：27-30.
[3]姜立.自主BIM技术助力智能建造与建筑工业化协同发展[N].中国建设报，2021-01-22（006）.
[4]王国安.BIM技术下预制装配式混凝土结构设计研究[J].建筑科学，2021，37（01）：147.
[5]张雪，刘学贤，张笑彦.BIM技术在装配式建筑初步设计阶段的应用研究[J].建筑技术，2021，52（01）：4-6.