李巖斌

摘 要 改革開放后，我國人口總量迅速上升，城市化快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化率不斷提升，大批農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力涌向城市，且人類平均壽命延長，勞動(dòng)力成本不斷上漲，居住問題日益突出;在建筑業(yè)，國內(nèi)建筑產(chǎn)能逐步過剩，傳統(tǒng)建筑行業(yè)環(huán)境污染物（建筑粉塵、施工噪聲、建筑垃圾等）排放量持續(xù)增高，建筑業(yè)勢必要由勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)向技術(shù)密集型快速轉(zhuǎn)變;在此背景下，有著得天獨(dú)厚之優(yōu)勢、工業(yè)化模式下、“工場生產(chǎn)、現(xiàn)場拼裝”模式下的裝配式建筑得到了高速發(fā)展，裝配式建筑具有提高質(zhì)量、合理加快工期、環(huán)保節(jié)能、合理地配置資源等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，Revit這一在BIM體系中使用最廣泛的工具之一，以其參數(shù)化模型特征和大數(shù)據(jù)承載能力被認(rèn)為是非常適合于工業(yè)化住宅從設(shè)計(jì)到構(gòu)件加工再到施工之全過程的應(yīng)用，基于此，本文即在上述背景下對Revit在裝配式住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用展開研究。

關(guān)鍵詞 模擬裝配 住宅建筑 Revit BIM

中圖分類號：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0745（2020）02-0023-02

裝配式建筑又被稱為建筑工業(yè)化，其是由在工廠預(yù)先生產(chǎn)的預(yù)制部件（梁、板、柱、門、窗等）[1]經(jīng)由工地現(xiàn)場裝配、鏈接形成的建筑，是“傳統(tǒng)生產(chǎn)方式+裝配化”的建筑，更是具備“設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工標(biāo)準(zhǔn)化與裝配工廠化、裝修一體化和信息智能化”六大典型特征的新型工業(yè)化建筑。傳統(tǒng)混凝土現(xiàn)場澆筑等工序不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力、且要受到攪拌時(shí)間與運(yùn)輸時(shí)間的影響，其設(shè)計(jì)效率低，而新型裝配式建筑受到氣候條件的影響小、施工速度快，并具有節(jié)能環(huán)保、建筑質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。但由于裝配式建筑對拼裝的精度要求，如果在拼裝過程中出現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、設(shè)計(jì)遺漏、設(shè)計(jì)圖紙不完整，將會導(dǎo)致構(gòu)件無法安裝、需要重新生產(chǎn)和運(yùn)輸，結(jié)果容易造成經(jīng)濟(jì)和工期的巨大浪費(fèi)[2]。

1 Revit軟件概述

BIM一詞由Autodesk所創(chuàng)，關(guān)于BIM，其有多樣化的表征形式，BIM（建筑資訊模型）既是建筑創(chuàng)作的信息化手段，又是建筑信息化，或稱BIM是Revit軟件，或稱BIM是Achicad軟件，也可稱Building Information Modeling為參數(shù)化設(shè)計(jì)[3]，可見關(guān)于BIM的表征與定義是多元、多維、多態(tài)的，更確切地說，其是計(jì)算機(jī)程序的集成。BIM技術(shù)為實(shí)現(xiàn)建筑信息化，其自身擁有多重特性與功能，即信息協(xié)調(diào)性、信息關(guān)聯(lián)性、信息整體性、同構(gòu)件之間的互動(dòng)性和反饋性、項(xiàng)目設(shè)計(jì)與建造等全流程可視性、全生命周期5D模擬功能、協(xié)調(diào)性服務(wù)功能、整體進(jìn)度規(guī)劃與成本預(yù)算功能、可出圖性等。其工作原理是將施工單位、業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位、各專業(yè)設(shè)計(jì)師、生產(chǎn)預(yù)制單位等各個(gè)項(xiàng)目、各個(gè)工種、各個(gè)業(yè)態(tài)的參與方放在同一個(gè)平臺上，進(jìn)行協(xié)調(diào)及相配合的工作、進(jìn)行模型信息共享、進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)、確定合理的施工方案、建立數(shù)據(jù)庫、創(chuàng)建三維建筑模型以實(shí)現(xiàn)成本控制、項(xiàng)目方案優(yōu)化等[4]。而AutodeskRevit軟件則是專為BIM構(gòu)建的，為建筑工程全生命周期（項(xiàng)目策劃、項(xiàng)目協(xié)同、工程設(shè)計(jì)等）提供設(shè)計(jì)幫助的應(yīng)用程序，亦是一款基于AutodeskRevit Architecture、AutodeskRevit MEP和AutodeskRevit Structure來實(shí)現(xiàn)提供更高質(zhì)量、更加精確的建筑設(shè)計(jì)的三維工具[5]。

2 Revit軟件在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及其優(yōu)勢

2.1 提高裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率

在裝配式木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)等建筑之預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)過程中，預(yù)制構(gòu)件的各種管線和電箱、給排水管、線盒、套管、地漏、止水鋼板等需要在混凝土未澆搗前埋設(shè)，且要受到天氣、攪拌時(shí)間與運(yùn)輸時(shí)間的影響，這要求不同專業(yè)、工種間的配合比傳統(tǒng)的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)更加緊密才可以克服起模、歸堆等費(fèi)時(shí)費(fèi)力之工序，提升施工速度、建筑質(zhì)量。通過Revit軟件[6]，各專業(yè)的設(shè)計(jì)人員、不同專業(yè)圖紙、承包商與業(yè)主之間可以減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、設(shè)計(jì)遺漏，實(shí)現(xiàn)更好地溝通協(xié)作，減少經(jīng)濟(jì)和工期的巨大浪費(fèi)，提高設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全、效率與精度。

2.2 易于進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

預(yù)制裝配式建筑設(shè)計(jì)的核心是“現(xiàn)代化”、“集成化”、“標(biāo)準(zhǔn)化”、“工業(yè)生產(chǎn)最大化”、“經(jīng)濟(jì)效益最大化”，為實(shí)現(xiàn)裝配式建筑保溫節(jié)能與抗震隔聲，在裝配式結(jié)構(gòu)中應(yīng)該使用更多的標(biāo)準(zhǔn)化部件，各部件間采用釘、螺栓、齒板、剪板以及各種金屬連接件連接，利用Revit對預(yù)制構(gòu)件的材料、工藝和裝配尺寸進(jìn)行碰撞檢測、精確設(shè)計(jì)定位、構(gòu)建參數(shù)化框架可便于后續(xù)設(shè)計(jì)[7]。

2.3 Revit族庫在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

Revit的運(yùn)行是基于“族”這一概念的[8]，即Revit中的圖形單元都以“族”為基礎(chǔ)，“族”的集合或者內(nèi)容數(shù)據(jù)庫即為“族庫”，隨著裝配式建筑設(shè)計(jì)的開展與深入，相關(guān)行業(yè)企業(yè)或組織都可建立自己獨(dú)有的“族庫”，其使設(shè)計(jì)師像搭積木一樣構(gòu)成自己的建模信息模型，“族”與“族庫”的存在有助于設(shè)計(jì)師更輕松地管理數(shù)據(jù)，并根據(jù)實(shí)際情況修改參數(shù)，可為其節(jié)省時(shí)間、實(shí)現(xiàn)科學(xué)設(shè)計(jì)、科學(xué)施工、科學(xué)管理、提高功效，真正做到又好又快。

2.4 智能模型在裝配式住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

基于Revit的裝配式住宅建筑施工可運(yùn)用智能模型，智能模型可打破舊有的技術(shù)思維慣性、建立相對動(dòng)態(tài)的控制模型，通過模擬和分析可以更好地控制、管理中央模型，有助于解決連接安全性問題與研發(fā)新的混凝土裝配式技術(shù)體系及減少制作和安裝工作量、合理控制施工進(jìn)度、縮短施工工期、及時(shí)調(diào)整和跟蹤施工材料和施工方法。這種動(dòng)態(tài)控制還可以將實(shí)際施工消耗的材料與之前的設(shè)計(jì)進(jìn)行對比，整理出需要調(diào)整的信息，并及時(shí)反饋以提高文檔設(shè)計(jì)的精確度。同樣，在裝配式建設(shè)項(xiàng)目的施工過程，實(shí)時(shí)使用智能模型可以及時(shí)、全面了解建設(shè)項(xiàng)目的進(jìn)度、施工過程，實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的相互聯(lián)結(jié)，保證裝配式住宅建設(shè)項(xiàng)目的順利開發(fā)和及時(shí)管理。

2.5 裝配式建筑的發(fā)展方向

集“六化一體”的裝配式建筑起源于17世紀(jì)北美的木構(gòu)架拼裝房屋，經(jīng)過百年的發(fā)展，裝配式建筑形成了使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格構(gòu)件的木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)三類主要的建筑類型，不同的結(jié)構(gòu)類型各有其特點(diǎn)，現(xiàn)代裝配式木結(jié)構(gòu)亦分輕型木（以北美“2× 4”結(jié)構(gòu)為代表的）、膠合木、原木結(jié)構(gòu)體系等，其設(shè)計(jì)與管理在Revit應(yīng)用程序的支撐下可以自由繪制草圖、快速創(chuàng)建三維形狀、創(chuàng)建可持續(xù)性更高的精確設(shè)計(jì)，使裝配式木結(jié)構(gòu)建筑具有優(yōu)良的氣密、水密、保溫、保濕、隔聲、阻燃的特點(diǎn);裝配式鋼結(jié)構(gòu)亦分輕型鋼結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)住宅成套集成技術(shù)體系、束筒鋼結(jié)構(gòu)裝配式體系、新型鋼—混凝土板柱結(jié)構(gòu)住宅體系等，通過專為建筑信息模型 （BIM）而構(gòu)建的Revit[9]的幫助，其可實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑結(jié)構(gòu)輕便、安裝迅速、提高功效、抗震性能優(yōu)越的目標(biāo)，真正做到又好又快。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)以歐洲裝配式混凝土建筑、北美地區(qū)裝配式混凝土建筑、日本和韓國裝配式混凝土為代表，該類型建筑與BIM建筑信息管理結(jié)合可優(yōu)化結(jié)構(gòu)配筋和連接等構(gòu)造，可實(shí)現(xiàn)科學(xué)設(shè)計(jì)、科學(xué)施工、科學(xué)管理。

3 結(jié)語

在裝配式住宅建筑設(shè)計(jì)與管理中引入為BIM而構(gòu)建的Revit不僅有利于降低傳統(tǒng)建筑行業(yè)環(huán)境污染物，且在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)逐漸惡化、產(chǎn)能過剩之時(shí)，助其對外輸出產(chǎn)能;有利于國內(nèi)建筑行業(yè)加快產(chǎn)業(yè)升級，深化“放管服”改革，增強(qiáng)企業(yè)核心競爭力，助其健康發(fā)展;亦能使我國強(qiáng)大的工程建設(shè)能力為新型城鎮(zhèn)化提供支撐、為世界服務(wù)。

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沈陽理工大學(xué) 藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，遼寧 沈陽