潘培培
淮安市城市建设设计研究院有限公司 江苏淮安 223001
摘 要：随着我国社会经济和相关科技水平的快速提升，以功能化、特色化、科技化等高新科技为代表的现代建筑设计理念逐渐深入人心。建筑装配式施工通过建筑关键部件的集中生产，实现了施工现场建筑部件的快速拼装。这种建筑方法不但解决了传统建筑模式能耗高、工期长、污染大的痛点，而且大大降低了建筑成本，为装配式建筑带来可观发展前景。然而在工程实践中，装配式建筑的设计存在建筑构成精度不高、不便于重复利用等问题，为建筑质量埋下隐患。因此有必要对BIM装配式建筑的设计进行分析以图改进。
关键词：装配式建筑；BIM；设计
近年来，人们的环保意识不断加强，建筑行业也在降低建筑施工污染、提高施工效率等方面投入越来越多的力量。建筑产业技术转型推动了建筑技术革命，也将标准化、可视化的设计理念推向了建筑设计的前端。建筑信息模型技术融合了建筑设计、计算机仿真、结构力学等高新学科，在数字仿真虚拟化系统上搭建完整的建筑三维模型，实现了高效率、高精准度的参数化建模。目前，此项技术已经成为国内外相关从业人员关注的焦点。
一、BIM装配式建筑设计的优势
BIM装配式建筑设计有较为固定的建模流程。首先，设计人员依据建筑的实际需求，汇总并提取相关建筑的关键设计参数信息。其次，通过对建筑的特征信息数字化处理，建立建筑三维仿真模型。最后，在建模系统中等比还原建筑设计高度，进行下一阶段的建筑功能验证。详细来说，BIM装配式建筑设计在实际工程的应用中有以下优势：
（1）大幅提高建筑设计效率
在传统建筑设计方法的理论体系下，设计人员需要通过若干次测量获取多样建筑工程信息，为设计参数合理性的校验提供参考数据。借助BIM装配式建筑设计方法，设计人员仅需将能反映建筑体系要求的部分特征数据输入系统，电脑就可以自动生成若干套符合技术标准要求的建筑方案。可视化系统中将建筑设计理念以三维模型的形式呈现，可以多角度、较直观的展示项目细节，便于设计问题的修正与排除，也大大简化了手工绘制设计图纸的工作量，以精准数据为建筑设计的合理安全提供有力保障。
（2）助力可视化仿真建模
建筑设计是一项较为复杂的综合项目，包含了众多学科的专业知识体系。专业的建筑设计人员在工作中不但要将综合科学融入建筑设计，而且也要具备将学术术语、专有名词化繁为简讲出来的能力。在可视化系统的加持下，设计人员可以通过可视化的形式，对建筑设计模型的局部或整体进行放大或缩小的操作，向项目施工人员或业主展示设计细节。此外，可视化仿真建模系统可将建筑建设进度以统一的时间轴进行展示，详细描述项目各部分进度计划与协调安排方案，有序推进项目落地。
（3）强化建筑项目各阶段进展把控、质量把控
BIM系统在仿真建模方面的强大功能不仅限于多角度的展示，工程人员可依据各阶段目标进度，合理协调各部门的协作。由于各阶段的目标不同，建筑需在不同阶段开展适应性的功能设置，如电气系统、暖通系统等安装需依合理安排相继开展。BIM系统可协助工程施工人员明确各阶段任务，统筹协调设计、采购、施工各环节工作，保障建筑施工有序性合理性，进而提升施工工程项目管理质量和施工效率。
（4）提升建筑结构化设计制造的精确度
由于建筑工程成本较大，在实际工程开展过程中对设计合理性进行考量代价过高。利用BIM技术可以在设计阶段对建筑结构、功能区设置等关键要素的合理性进行试验推断。特别是在装配式建筑的结构预制阶段，可以依照设计出具详细的结构部件尺寸、大小、外观，相较于手工绘制的方法可大大提高预置部件的生产精准度，保障装配式建筑的结构可靠坚固。
此外，BIM系统生成的设计图将施工流程、设计数据等信息进行电子化保存，大大提高了设计资料的保存与分享的便捷度，为后期结构化建筑部件再造和替换施工提供极大的方便。
二、BIM装配式建筑的设计
（1）建筑设计
在诸如建筑选址等项目设计的最初阶段，BIM技术就可以发挥强大的优势。在录入备选地块的地理信息后，BIM系统可参照最终建筑需求，为建筑设计单位提供可实现容积率等重要指标最优的地块参考，最大程度降低环境因素给建筑带来的不良影响。
在建立地块BIM模型和建筑设计模型之后，设计人员可在平台上建立综合的建筑地理信息模型，通过操控模型单元的堆叠，验证设计的合理性。由于建筑设计涉及到严密的力学关系，当某个装配式建筑单元发生设计参数变动时，需要对其他结构单元进行设计参数的变更。在传统的处理方式下进行参数调整工作量极大。而BIM系统可依据设定前提，对相关装配式建筑单元进行自动化的协同调整，大大提高设计调整的便捷性。
除了结构调整变得更加便捷之外，BIM系统也可一键生成相关设计图纸。与传统手绘方式相比，BIM系统生成的图纸不但具有较高的准确度，而且排除了绘图人员因操作失误给工程施工带来不必要的麻烦，保障建筑设计的一体化、精准性。
（2）三维建模
借助建筑设计可视化系统，设计师可以通过旋转、放大、平移等多种操作，详细展示三维模型的设计细节。通过模型，不但可以直观的展示装配式建筑各部件单元的尺寸与空间结构，还可以输入建筑材料特性参数，为建筑材料的选型提供参考。最重要的是，将设计图纸直观的展现在施工人员面前，可以清晰明了的表达设计理念和工艺需求，便于施工人员了解最终项目预期外观和效果，减少了因施工人员对设计图纸的理解偏差而造成的建筑最终形态与设计不符的风险。
（3）完善的建筑设计数据库
为了实现对建筑项目更好的管理，越来越多的建筑工程企业将建筑信息电子化，保存在BIM数据库中。数据库可以对建筑从设计到施工的各个环节重要资料进行保存。在后续的其他建筑工程开展中，设计人员可直接调用已经交付的建筑设计参数和选材规格，直接运用在类似建筑的设计之中。数据库的建立大大简化了后续工程的设计工作，也为装配式建筑的设计优化改良提供了途径。
（4）装配式建筑最小单元的制造
由于装配式建筑的流程需要，其最小结构单元的生产与制造是关系到最终项目成效的重中之重。在通过BIM系统仿真试验后，设计人员可导出建筑关键参数并对建筑材料选型提出建议，以电子化档案的形式直接发送给生产商开展生产。这样的资料传递方式不但大大简化了相关交接流程，在保证了建筑设计方案的保密性同时，也降低了因手动绘制和建造人员对设计理解不充分等问题导致的建筑质量风险。在所有构建设计合格的前提下，装配式建筑的施工流程大大加快，实现了建筑效率和建筑成本的有力控制。
（5）建筑单元附属功能设计
在BIM系统中，除了可以设置装配式建筑结构化部件的尺寸、外观、结构等基础信息外，还可以通过电气、水暖、通风等系统的预先内部管道设计，在生产阶段将所有管线位置预留完毕。相关功能的设计人员可借助对系统设计的整体直观评估，对已有系统进行微调，最大程度保障各系统的科学、安全运行。在建筑单元的构建单元生产中，可预先埋设所需管道，并对墙面进行开孔，甚至可以在预设位置对设备、管线的安装走线进行色彩标示。通过对预设功能的处理，大大提高了装配式建筑的安装效率和准确率，最优化设置功能系统安装铺设。BIM系统的加入为建筑细节的展示和修正提供了快捷而直观的方法。
结束语：BIM的加入为装配式建筑的设计提供了大量便捷条件，是建筑设计行业未来的发展趋势。本文通过对BIM装配式建筑设计各环节的探讨，总结出应用BIM系统的优势，为相关从业人员提供参考。
参考文献：
[1]季方.BIM技术在装配式建筑设计中的应用[J].中国高新科技,2020(14):41-42.
[2]孙兵.BIM技术在装配式建筑结构设计中的应用[J].建筑结构,2020,50(13):160.