叢巍橫 （中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司東北分院，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 前言

科技水平的帶動(dòng)著人們生活水平質(zhì)量的提高，在工程設(shè)計(jì)施工中人們越來越注重施工效率、減少對環(huán)境的破壞，因裝配式建筑能很好地解決這一問題，就在建筑行業(yè)中得以快速的推廣與發(fā)展。目前BIM 技術(shù)得以迅猛的發(fā)展，BIM 技術(shù)的應(yīng)用能實(shí)現(xiàn)多專業(yè)的協(xié)同發(fā)展、高效率的完成參數(shù)化建模等，所以在裝配式建筑中得以廣泛應(yīng)用。

2 BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)與建造領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值與優(yōu)勢

BIM 技術(shù)又被稱為建筑信息模型技術(shù)，該技術(shù)依托數(shù)字仿真虛擬化系統(tǒng)為基礎(chǔ)，針對具體的建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)需求，將其中相關(guān)的數(shù)據(jù)信息、設(shè)備性能參數(shù)等進(jìn)行處理，通過一系列的收集、整理、加工、分析、合成環(huán)節(jié)后，構(gòu)建起完善的三維建模系統(tǒng)，將建筑物的實(shí)際效果高度還原出來。BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)與建造領(lǐng)域就要具備以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢與應(yīng)用價(jià)值：

2.1 提高設(shè)計(jì)效率

相較于傳統(tǒng)工程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員需要開展許多諸如工程信息采集、數(shù)據(jù)分析和參數(shù)計(jì)算等具有高重復(fù)性、基礎(chǔ)性的工作，以及各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)、相關(guān)施工規(guī)范的對照分析等工作，利用BIM技術(shù)的裝配式建筑設(shè)計(jì)僅需要工作人員將相關(guān)的工程信息和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)入軟件，就可實(shí)現(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出切實(shí)可行的方案，并找出方案中存在的具體問題，代替了人工繪圖和數(shù)據(jù)采集等設(shè)計(jì)工作。

2.2 推動(dòng)模型可視化與仿真化發(fā)展

BIM技術(shù)具有出色的可視化和仿真化特點(diǎn)。作為一項(xiàng)復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，通常只有專業(yè)的工作人員才能理解相關(guān)專業(yè)術(shù)語和信息，但實(shí)際展示中還要向非專業(yè)團(tuán)隊(duì)展示建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成果，因此設(shè)計(jì)人員可利用BIM 技術(shù)將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為可視化的結(jié)構(gòu)模型，確保建筑團(tuán)隊(duì)的工作人員更清楚的了解工程師的意圖。

2.3 提升建筑行業(yè)的專業(yè)化水平

BIM 技術(shù)可以通過建立可視化、模擬性較高的建筑模型來對真題項(xiàng)目進(jìn)行合理的規(guī)劃預(yù)測，并調(diào)配物質(zhì)的運(yùn)用和安排。利用BIM技術(shù)可以進(jìn)一步改善裝配式建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的科學(xué)技術(shù)問題?？梢哉f，在裝配式建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM 技術(shù)能夠充分實(shí)現(xiàn)信息化與工業(yè)化的有機(jī)結(jié)合，既大幅提升了裝配式建筑的科學(xué)性和專業(yè)化水平，同時(shí)也提高了建筑行業(yè)的完善程度和智能化建設(shè)。

2.4 實(shí)現(xiàn)預(yù)制結(jié)構(gòu)部件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

借助BIM 技術(shù)對裝配式建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，能夠?qū)崿F(xiàn)裝配式建筑預(yù)制結(jié)構(gòu)部件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，包括預(yù)制結(jié)構(gòu)部件的規(guī)格、尺寸、樣式等各個(gè)方面，均可以提高其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)性。針對裝配式建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)信息，利用BIM技術(shù)進(jìn)行收集、整合、歸類、共享和存儲，建立起完善的裝配式建筑預(yù)制結(jié)構(gòu)部件標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲庫，在其中規(guī)范不同部件的設(shè)計(jì)性能數(shù)據(jù)信息，將其詳細(xì)、準(zhǔn)確的記錄和保存下來，為后續(xù)的裝配式建筑設(shè)計(jì)工作提供數(shù)據(jù)支持。

3 BIM技術(shù)的裝配式建筑設(shè)計(jì)與建造應(yīng)用

3.1 建筑規(guī)劃

合理使用BIM 技術(shù)，能在建筑規(guī)劃階段發(fā)揮出良好的效果。首先，可以對場地進(jìn)行分析，通過BIM 技術(shù)進(jìn)行選址，可以在眾多的地理信息中選擇最適合該工程建筑的地點(diǎn)，能夠有效地降低環(huán)境對設(shè)計(jì)的沖突和影響。BIM技術(shù)能夠?qū)龅匦畔⑴c空間信息統(tǒng)一結(jié)合分析，幫助工程項(xiàng)目總體負(fù)責(zé)人科學(xué)選定項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域。其次，可以運(yùn)用BIM技術(shù)調(diào)整工程圖紙，通過將實(shí)地環(huán)境中的建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)比例的縮放，使建設(shè)的圖紙模型與實(shí)際結(jié)構(gòu)和材料能夠相互關(guān)聯(lián)，例如：建設(shè)某一個(gè)構(gòu)件的模型，使其參數(shù)與整體構(gòu)件模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，調(diào)整其中一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，其他相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)會(huì)隨著變化進(jìn)行相應(yīng)的改變，方便設(shè)計(jì)師對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改，減少修改中出現(xiàn)的誤差。最后利用BIM 技術(shù)可以調(diào)節(jié)各個(gè)方面的矛盾，例如在改變某一數(shù)據(jù)時(shí)，其他相應(yīng)數(shù)據(jù)同時(shí)改變，不需要設(shè)計(jì)師一一修改，減少其中存在的誤差，防止出現(xiàn)設(shè)計(jì)與施工不符的現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)，利用BIM 技術(shù)可以將裝配式建筑設(shè)計(jì)中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)節(jié)，消除其中矛盾，增強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)的合理性和可行性。

3.2 三維建模

利用實(shí)際測繪得到的數(shù)據(jù)結(jié)合設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)方案，可以構(gòu)建出裝配式建筑的三維立體仿真模型。通過該模型，設(shè)計(jì)人員可以直觀看到裝配式建筑結(jié)構(gòu)部件的尺寸和設(shè)計(jì)及展示效果，利用模型來檢測建筑的各方面性能，能夠?qū)⒀b配式建筑設(shè)計(jì)精準(zhǔn)度大大提高，同時(shí)，可以將設(shè)計(jì)中出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)或數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，通過三維立體模型，可以檢查整體建筑各個(gè)環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)，對其進(jìn)行有效的監(jiān)督和管理。

3.3 數(shù)據(jù)庫建立

隨著BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)的廣泛應(yīng)用，許多建筑工程企業(yè)都將建筑數(shù)據(jù)傳入到BIM 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫中，該數(shù)據(jù)庫中包含各種建筑信息模型、相關(guān)的裝配式建筑設(shè)計(jì)資料、建筑中所需預(yù)制部件的設(shè)計(jì)資料等，工程師可以對數(shù)據(jù)庫中的資料進(jìn)行參考、整合、歸類等，獲取其中的有效信息，幫助構(gòu)建自己的裝配式建筑設(shè)計(jì)方案，使建筑方案設(shè)計(jì)更加完整。

3.4 構(gòu)件設(shè)計(jì)制造

在裝配式建筑設(shè)計(jì)中，預(yù)制構(gòu)件的規(guī)格對于整體工程來說非常重要。因此，在生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件時(shí)，生產(chǎn)廠商需要與施工隊(duì)進(jìn)行細(xì)致的商討，以確保生產(chǎn)出的預(yù)制構(gòu)件能夠正常使用。使用BIM 技術(shù)可以將構(gòu)件的尺寸、材質(zhì)、數(shù)量等要求進(jìn)行明確的規(guī)定，將數(shù)據(jù)直接報(bào)給生產(chǎn)廠家，廠家根據(jù)詳細(xì)數(shù)據(jù)生產(chǎn)出完全符合要求的構(gòu)件，極大地提高構(gòu)件的利用率，減少誤差損失。在預(yù)制構(gòu)件使用時(shí)，若出現(xiàn)問題可以及時(shí)與項(xiàng)目管理者聯(lián)系修改，使構(gòu)件完全符合建筑需要，使資源配置達(dá)到最優(yōu)。

3.5 埋件布置設(shè)計(jì)

由于埋件的布置方式較為復(fù)雜，并且數(shù)量較多，在設(shè)計(jì)時(shí)需要對其進(jìn)行細(xì)致分析，設(shè)置好每個(gè)埋件的具體位置。利用BIM技術(shù)能夠?qū)β窦M(jìn)行預(yù)埋處理，使用模型將預(yù)埋方案展現(xiàn)出來，使埋件布置設(shè)計(jì)的效率得到有效提高。通過BIM技術(shù)對信息的識別和分析，能夠合理地選擇埋件的內(nèi)嵌組和吊鉤形狀。結(jié)合實(shí)際的墻體建筑對梁結(jié)構(gòu)的大小和形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，使梁結(jié)構(gòu)的參數(shù)與建筑預(yù)留洞口的設(shè)計(jì)更加相符，避免開洞不良導(dǎo)致墻面結(jié)構(gòu)被破壞，有效地提高梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量和準(zhǔn)確度。

3.6 拆分設(shè)計(jì)

在工程項(xiàng)目開始之前，需要將工程項(xiàng)目的所有數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Revit軟件當(dāng)中，Revit軟件會(huì)將該項(xiàng)目的所有信息進(jìn)行處理最終形成一個(gè)三維立體模型，在這個(gè)模型當(dāng)中包括了房屋的界面輪廓、所用的鋼筋信息以及施工材料的分配等等。然后在對別墅模型進(jìn)行細(xì)節(jié)上的修正，修正內(nèi)容包括施工人員的意見，工程師的設(shè)計(jì)理念以及業(yè)主的想法等等。在進(jìn)行修正的過程中要對每個(gè)構(gòu)件進(jìn)行拆分，并在拆分之前對構(gòu)件進(jìn)行可視化的編程，保證每個(gè)構(gòu)件都是可視的，所有的施工人員以及戶主都能看到構(gòu)件的安裝方法以及安裝狀態(tài)，在最終結(jié)果確定之后再對這些構(gòu)件進(jìn)行重新組裝，完成構(gòu)件的拆分工作。

3.7 碰撞檢測

盡管裝配式建筑具有明顯的優(yōu)勢，但也存在著一定的影響因素，其中最為顯著的問題是其所制定的設(shè)計(jì)方案普遍存在各部分的管線與建筑部位相碰撞的問題。由于不同管線交接處安裝位置相重疊或是管線與周邊建筑結(jié)構(gòu)的間距不當(dāng)都會(huì)給建筑帶來隱患，因此可以運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行碰撞試驗(yàn)并生成報(bào)告，方便工程師對各處碰撞點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，從而進(jìn)行完善和改進(jìn)，確保設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確可行。

3.8 用鋼量設(shè)計(jì)

鋼筋的分布以及使用是保證建筑質(zhì)量的前提和基礎(chǔ)，在對工程鋼筋創(chuàng)建中，需要明確的了解鋼筋分布的位置以及使用數(shù)量的控制。在安裝過程中，需要使用BIM 技術(shù)來對建筑整體進(jìn)行三維模型構(gòu)建，準(zhǔn)確了解鋼筋的具體分布，尤其是在梁跨、梁端方面，如果發(fā)現(xiàn)鋼筋使用的數(shù)量較少，或者安裝位置與設(shè)計(jì)圖紙有異，需要第一時(shí)間進(jìn)行處理，防止因?yàn)榱嚎?、梁端不穩(wěn)導(dǎo)致房屋出現(xiàn)裂縫、倒塌的情況出現(xiàn)。同時(shí)還需要及時(shí)的調(diào)用二次開發(fā)程序，對于建筑內(nèi)的鋼筋參數(shù)信息進(jìn)行完善，與最初的設(shè)計(jì)圖紙保持一致，保證建筑的穩(wěn)定性。

4 BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)與建造中的應(yīng)用實(shí)例

4.1 國外應(yīng)用現(xiàn)狀

在國際的建筑領(lǐng)域中許多國家已在建筑及時(shí)方面實(shí)現(xiàn)了信息化發(fā)展，并走在了時(shí)代的前列。例如美國、英國等國家在建筑信息化技術(shù)領(lǐng)域的研究起步較早，因此早在裝配式建筑信息化技術(shù)方面取得了一定的成果。與此同時(shí)，許多國家也意識到了保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要性，因此也將綠色環(huán)保建筑技術(shù)運(yùn)用到BIM技術(shù)之中，將二者進(jìn)行技術(shù)融合并進(jìn)行綜合性應(yīng)用，如此一來既可以體現(xiàn)出BIM 技術(shù)的模擬可視化性能，又發(fā)揮了綠色環(huán)保技術(shù)的有效價(jià)值與特性。

4.2 國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀

盡管我國在裝配式建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM 技術(shù)的時(shí)間較晚，但卻是后起之秀，勁頭十足。近年來我國高度重視并廣泛應(yīng)用裝配式建筑，在短短幾年之間就迅速拓展規(guī)模，增長幅度高達(dá)57%。隨著建筑領(lǐng)域的不斷發(fā)展，當(dāng)前對于技術(shù)手段也提出了更高的要求，傳統(tǒng)的CAD技術(shù)、二維技術(shù)等已無法滿足現(xiàn)代建筑領(lǐng)域的發(fā)展，而BIM技術(shù)的出現(xiàn)則迅速填補(bǔ)了空缺，發(fā)揮出巨大作用，這既代表著建筑技術(shù)領(lǐng)域維度的轉(zhuǎn)化，也標(biāo)志著建筑行業(yè)開始進(jìn)入全新的技術(shù)革新時(shí)期。

5 結(jié)束語

綜上所述，將BIM技術(shù)應(yīng)用到裝配式建筑工程中是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的必然趨勢，在實(shí)際的工作中應(yīng)該充分發(fā)揮BIM 技術(shù)的重要效用，強(qiáng)化裝配式建筑設(shè)計(jì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，還需要結(jié)合實(shí)際需求，制定出有效的應(yīng)用方案，從而不斷優(yōu)化裝配式建筑設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)效果，使得設(shè)計(jì)與建筑質(zhì)量得以保證，促進(jìn)我國裝配式建筑設(shè)計(jì)朝著現(xiàn)代化與智能化方向持續(xù)發(fā)展。