徐元強(qiáng)

（浙江省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院）

1 引言

裝配式建筑作為實(shí)現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化的一種方式，將是建筑業(yè)未來的發(fā)展方向，是解決建筑業(yè)勞動(dòng)力短缺和環(huán)境污染問題的重要途徑。2013 年至2020 年，全國(guó)多個(gè)省、市紛紛出臺(tái)相應(yīng)政策，積極推進(jìn)我國(guó)裝配式建筑建設(shè)。

建筑信息模型（BIM）具有直觀、可變和集成的特點(diǎn)，其作用在業(yè)界得到廣泛認(rèn)可，被建設(shè)行政主管部門認(rèn)為是“建筑信息化的最佳解決方案”。BIM技術(shù)已被用于眾多項(xiàng)目，如迪斯尼、上海中心等。在裝配式建筑工程中，深化設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它將設(shè)計(jì)與生產(chǎn)、施工信息相結(jié)合。由于施工圖只包含設(shè)計(jì)階段的信息，不包含建筑構(gòu)件，不足以指導(dǎo)裝配式建筑的制造和施工過程。所以為解決裝配式建筑深化設(shè)計(jì)過程中利益相關(guān)者之間的協(xié)調(diào)問題，本文依托中央創(chuàng)新區(qū)小學(xué)裝配式建筑建設(shè)項(xiàng)目，介紹BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑的詳細(xì)設(shè)計(jì)過程，利用BIM模型擴(kuò)展了建筑設(shè)計(jì)圖紙信息，增強(qiáng)了各方的協(xié)調(diào)性和設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高了管理效率。

2 中央創(chuàng)新區(qū)小學(xué)項(xiàng)目

2.1 工程概況

本工程為臺(tái)州某小學(xué)，項(xiàng)目占地面積34923m2，其中規(guī)劃建設(shè)用地31022m2，綠地3901m2，總建筑面積33738m2，地上建筑面積24273m2，地下建筑面積9465m2，容積率0.78，建筑密度28.1%，綠地率35%。項(xiàng)目概況如圖1所示。

圖1 鳥瞰圖

2.2 項(xiàng)目配置計(jì)劃

本項(xiàng)目采用框架結(jié)構(gòu)，疊合樓板預(yù)埋給排水管道套管，預(yù)埋地漏。樓梯預(yù)留給排水管道套管。

3 本項(xiàng)目BIM設(shè)計(jì)應(yīng)用

3.1 裝配式建筑BIM設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析

①BIM 設(shè)計(jì)與原設(shè)計(jì)、生產(chǎn)廠、施工溝通協(xié)調(diào)量大，信息高度耦合。BIM設(shè)計(jì)要求從各方（包括業(yè)主、設(shè)計(jì)、制造商、建筑商、附件等）收集和消化信息，并將相關(guān)和潛在的矛盾信息集成到設(shè)計(jì)中。如果沒有統(tǒng)一的流程和信息優(yōu)先級(jí)原則，會(huì)在信息不斷輸入的深化設(shè)計(jì)過程中造成信息的重復(fù)和混亂。

②BIM 軟件的出圖樣式不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。目前，國(guó)內(nèi)流行的BIM 軟件是Re‐vit。它在建模方面比較成熟，但在繪圖方面與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)差距較大。第一個(gè)原因是缺少合適的族庫和模板文件，二是軟件本身的底層數(shù)據(jù)不能按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)修改。在我國(guó)，出圖是BIM軟件面臨的大問題。

③預(yù)制件數(shù)量多，重復(fù)工作量大。裝配式建筑的主要要素是構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化，在深化設(shè)計(jì)的初期，盡量將預(yù)制件的種類組合起來，減少構(gòu)件數(shù)量。但是隨著設(shè)計(jì)的深入，機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、單元施工等都在進(jìn)行，因此，許多形狀相同但有細(xì)微差異的構(gòu)件可以根據(jù)裝配式建筑設(shè)計(jì)來制造。采用BIM 建模的方法繪制這些相似但不同的部件，導(dǎo)致大量機(jī)械重復(fù)工作，浪費(fèi)人力資源[1]。

④各層模型的數(shù)據(jù)傳輸不順暢。BIM 技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵特點(diǎn)是信息的傳輸和集成，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從設(shè)計(jì)到施工的無縫傳輸。然而，當(dāng)前流行的軟件可以在單個(gè)模型中實(shí)現(xiàn)信息傳遞，但它無法有效地執(zhí)行不同類型之間的傳輸。在創(chuàng)建BIM 應(yīng)用的過程中，將項(xiàng)目分為單個(gè)裝配式建筑模型，并在模型的最終裝配中以鏈接形式組裝，以便裝配式建筑的工程量統(tǒng)計(jì)。Revit 軟件不支持相關(guān)文件提取，它對(duì)數(shù)據(jù)整合和項(xiàng)目范圍內(nèi)的傳輸有重大影響。要解決上述問題，需要從管理和技術(shù)兩方面著手。為此項(xiàng)目制定了裝配式建筑的BIM 標(biāo)準(zhǔn)，與通用軟件Revit 的最新發(fā)展保持一致，為BIM在裝配式建筑中的成功應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)[2]。

3.2 項(xiàng)目BIM設(shè)計(jì)規(guī)定

BIM 標(biāo)準(zhǔn)的制定是任務(wù)分工與合作的前提，對(duì)于任務(wù)分工細(xì)化、重復(fù)頻繁的裝配式建筑的詳細(xì)設(shè)計(jì)尤為重要。合理和全面的BIM 標(biāo)準(zhǔn)有助于提高團(tuán)隊(duì)合作的質(zhì)量。

3.2.1 基本規(guī)定

①裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)建筑的建造全過程選用合適的建筑信息模型技術(shù)設(shè)計(jì)軟件，建立具有標(biāo)準(zhǔn)化的戶型、產(chǎn)品、構(gòu)件等信息庫。

許鈞是我國(guó)翻譯界領(lǐng)航的翻譯家、翻譯實(shí)踐者和翻譯理論家。他做了許多翻譯實(shí)踐，“在翻譯的同時(shí)，還關(guān)注相關(guān)的理論問題，提出問題，也自己解決問題，從翻譯實(shí)踐和翻譯理論兩個(gè)方面做出自己的貢獻(xiàn)”[1]他從翻譯研究的角度出發(fā)，結(jié)合自己的翻譯實(shí)踐進(jìn)行深人的思考，為推動(dòng)翻譯學(xué)的學(xué)科建設(shè)做出了巨大貢獻(xiàn)，開拓了翻譯研究新的視野。

②裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)建筑從設(shè)計(jì)階段開始應(yīng)建立建筑信息模型，并隨項(xiàng)目設(shè)計(jì)、構(gòu)件生產(chǎn)及施工建造等環(huán)節(jié)實(shí)施信息共享、有效傳遞和協(xié)同工作。

③應(yīng)搭建BIM協(xié)同平臺(tái)，除了協(xié)調(diào)各專業(yè)協(xié)同工作以外，應(yīng)保證設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工和裝修等在平臺(tái)上協(xié)同工作。

3.2.2 BIM輔助設(shè)計(jì)

本工程裝配式設(shè)計(jì)采用建筑信息模型系統(tǒng)(BIM)進(jìn)行三維可視化設(shè)計(jì)，并進(jìn)行各類設(shè)計(jì)分析，主要工作內(nèi)容要求如下。

①采用建筑信息模型系統(tǒng)（BIM)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，包括項(xiàng)目總體分析、性能分析、方案優(yōu)化等。

②采用建筑信息模型系統(tǒng)（BIM)進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)，包括管線綜合、信息模型、施工圖信息表迖等輔助工廠生產(chǎn)。

③釆用建筑信息模型系統(tǒng)（BIM)進(jìn)行構(gòu)件深化設(shè)計(jì)，包括連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、構(gòu)件信息模型，完成構(gòu)件圖信息表達(dá)，每個(gè)構(gòu)件設(shè)有唯一的身份標(biāo)識(shí)，保證模型文件能精確地提取需要的數(shù)據(jù)。

④應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目算量統(tǒng)計(jì)、成本控制。釆用BIM的工程設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行碰撞檢查，并提供碰撞檢查報(bào)告，具體工作內(nèi)容要求：進(jìn)行鋼筋和預(yù)埋件等碰撞檢查；進(jìn)行管網(wǎng)綜合碰撞檢查。

3.2.3 BIM輔助施工管理

①建立構(gòu)件生產(chǎn)管理系統(tǒng)，建立構(gòu)件生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，用于記錄構(gòu)件生產(chǎn)關(guān)鍵信息，追溯、管理構(gòu)件的生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)進(jìn)度。

②預(yù)制構(gòu)件設(shè)置并預(yù)埋身份識(shí)別標(biāo)志，記錄構(gòu)件相關(guān)信息，對(duì)預(yù)制生產(chǎn)構(gòu)件進(jìn)行信息化管理。

③用于工廠生產(chǎn)的BIM 模型的幾何信息和非幾何信息應(yīng)完整有序，與實(shí)際目標(biāo)預(yù)制構(gòu)件相符，滿足預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)信息的提取要求。

④BIM 構(gòu)件加工圖交付物宜直接使用BIM 模型，不宜進(jìn)行三維到二維的轉(zhuǎn)換，避免信息丟失和不可追溯。

2.2.4 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

①本工程設(shè)計(jì)時(shí)盡量采用統(tǒng)一模數(shù)協(xié)調(diào)尺寸，并符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑模數(shù)協(xié)調(diào)》GB/T50002的有關(guān)規(guī)定。

②各功能空間布局合理，符合建筑功能和結(jié)構(gòu)抗震安全要求。

③連接節(jié)點(diǎn)具備標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，符合安全、經(jīng)濟(jì)、方便施工等要求。

④在單體公共建筑中重復(fù)使用最多的某三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)空間的面積之和占總建筑面積的比例不低于60%。

3.3 深化設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)單位與施工企業(yè)、構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)和部品部件廠家建立協(xié)同工作機(jī)制。

深化設(shè)計(jì)文件滿足工廠加工制作、施工裝配等環(huán)節(jié)的要求，各種預(yù)埋件、連接件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)確、清晰、合理。

項(xiàng)目深化設(shè)計(jì)結(jié)合施工組織設(shè)計(jì)的要求，綜合考慮施工外架條件和模板支撐系統(tǒng)的影響[3]。

構(gòu)件及部品構(gòu)造合理，連接技術(shù)安全可靠，便于生產(chǎn)制作和安裝施工。

構(gòu)件及部品設(shè)計(jì)綜合考慮裝配化施工的安裝調(diào)節(jié)和公差配合要求（見表1）。

表1 裝配式建筑設(shè)計(jì)階段一般項(xiàng)數(shù)量要求

4 結(jié)語

經(jīng)初步分析，本項(xiàng)目可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的裝配率大于60%，設(shè)計(jì)階段一般項(xiàng)的項(xiàng)數(shù)達(dá)到要求，可被評(píng)定為工業(yè)化建筑項(xiàng)目。

為了提高裝配式建筑的設(shè)計(jì)質(zhì)量、通信、施工效率，指導(dǎo)相關(guān)工程采用BIM 進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，本文采用標(biāo)準(zhǔn)建模等方法，解決BIM 在本項(xiàng)目裝配式深化設(shè)計(jì)應(yīng)用中的難點(diǎn)，提高BIM的應(yīng)用效率。