装配式建筑设计中BIM技术的探索

装配式建筑设计中BIM技术的探索

董文超

云南技师学院，云南 昆明，650300

摘要：随着建筑工艺的不断更新，装配式建筑设计越来越成熟，有效推动了建筑行业的发展。装配式建筑设计不仅改变了传统的建筑工程施工方式，而且还简化了施工流程，使得建筑工程能够更快地完工。随着BIM技术应用到装配式建筑设计中，各个施工环节之间的衔接更加顺畅，还可以提前将设计误差在源头上消除，降低了建设工程成本。

关键词：BIM技术;装配式；预制构件；建筑设计

在装配建筑设计工作中，运用 BIM 技术是一个非常普遍的选择，它能够在建筑设计、施工设计、项目管理等阶段得到广泛运用。。另外，最重要的是，在 BIM 软件的应用下，能够直接修改、调整相关数据或参数，再加上该技术存在较强的数据关联性，相应的参数也会随之调整与变化，由此能够为提高设计效率、缩短设计周期、确保装配式建筑设计工作的高效推进并增强工程效益等做铺垫。

1 BIM 技术与装配式建筑结合的优势

BIM 技术在我国建筑行业已经有近 20 年的发展应用史。早在“十二五”规划期间，国家就将其作为重点推广及扶持对象，经过多年的摸索发展及沉淀，我国 BIM 技术的应用已日渐成熟。如今，伴随“十三五”规划落幕、“十四五”规划启航，建筑的节能环保可持续发展要求在设计生产过程中更明确，建筑也基本趋于工业化数字化，这与 BIM 技术倡导的建筑设计理念不谋而合。

装配式建筑有别于传统的建筑建造方式，其流程更复杂，与生产相关的人员、技术、方法等逐步加入建造过程且不断发生变化，进而产生一系列连续的流程。总体来说可以分为设计、生产、施工及运营维护四个阶段。装配式建筑的生产建造全周期影响因素繁杂，参与方众多，各方信息交流不及时易导致设计和施工过程产生诸多问题，限制装配式建筑的进一步发展。BIM 技术是计算机时代产物，一方面，其作为建筑信息模型载体，可以将各专业、各阶段的数据贯穿建筑全周期，及时有效地向各方协同传递信息；另一方面，通过三维模型可以详细直观地展现设计和施工过程中的问题。因而，BIM 技术与装配式建筑的结合十分迫切和必要。

2 BIM技术在装配式建筑设计中的意义

2.1设计水准的提高与设计质量的保证

设计人员可利用BIM技术构建一个专业的平台，在平台上合作完成设计方案，在平台上对装配式建筑设计直接进行修改，还可以与其他设计人员沟通交流，发现自身设计方案中存在的不足之处,从源头上解决设计中的问题，充分保证了装配式建筑设计的质量。

2.2增强预制构件设计的专业化水平

不同的设计人员会采用不同的预制构件进行设计，导致了不同设计人员编制的设计方案差异明显，后期发生工程变更时给建筑工程造成不利的影响。通过BIM技术可以实现预制构件规格和形状的统一，还能丰富装配式建筑设计方案的类型，满足人员多样化的需求。

2.3大大减少设计上的误差

在进行装配式建筑设计的时候，很容易出现设计误差,对建筑工程造成负面的影响，而通过使用BIM技术可以减少设计上的误差。BIM技术具有很强的三维视图功能，设计人员可以通过BIM技术观察设计细节，减少设计方案出现误差的概率。与此同时,BIM技术可以对设计方案进行模拟建构，检测出存在矛盾的装配设计部分，最大限度地降低设计误差出现的可能性。

3 BIM技术在装配式建筑设计中的问题与解决方法

3.1装配式建筑在应用BIM技术后存在的问题

（1）在装配式建筑设计中,BIM技术需要获取的信息量大,且耦合度高。BIM技术将来自不同单位和施工部门的信息导入三维模型，并凭借三维模型的可视性和参数化等特点去模拟各部分合作，在模拟的过程中对项目信息进度进行把控并合理协同优化。为了顺利开展工作，避免信息的混乱，需要各方以统一的流程与原则不断导入本专业数据。

（2）在当前设计阶段，国内建筑设计师使用较多的BIM软件为Autodesk公司的Revit。目前看来,Revit虽然在出图方面与国内现有的传统图纸存在一定差异,软件底层数据也不能按照我国相关的标准进行调整优化，但在建模方面已经相当成熟，大量的使用和调整也逐步丰富了现阶段较为贫乏的样版文件和族库。

（3）装配式建筑中的预制构件随着设计的深入,可能会在一个构件的基础上衍生出很多尺寸不同但造型完全一致的构件产品。如果对这些尺寸不同但造型完全一致的构件产品逐一人工重新建模、出图,将产生非常多重复且无意义的机械劳动。

（4）在运用BIM技术搭建模型时，为了设计人员在项目进行的同时可以协同作业，需要对基于全部模型的信息数据进行传递与整合。但当前阶段的BIM设计软件在基于全部模型的信息数据传递上仍然存在明显缺陷。

3.2装配式建筑在应用BIM技术后存在问题的解决方法

为了解决BIM技术在装配式建筑设计中存在的问题，需要同时从管理和技术方面入手，为BIM技术在装配式建筑设计的应用奠定良好的基础。设计人员可以通过梳理碰撞检查要点、完善BIM设计出图标准以及基于Revit进行二次开发来解决装配式建筑设计中存在的问题。目前已经有很多企业为了参与项目的各方可以方便地本土化使用Revit软件,对软件进行二次开发工作。

4 BIM技术在装配式建筑设计中的具体应用

4.1建筑信息模型的建立

设计人员在完成装配式建筑设计时，需要利用BIM技术建立建筑信息模型,从而保证装配式建筑设计的质量。利用BIM模型出图，可以在提高施工效率、节约工期的同时提升建筑质量。BIM模型出图和传统建筑设计过程中采用二维CAD出图的方式完全不同,BIM模型出图可以模拟实际情况并预处理细节处存在的偏差。为了达到可以有效缩短工期、提高整体效率的同时提升建筑质量的最终目标，在利用BIM技术建立建筑信息模型的过程中可以采用自动系统快速进行模块配置并明确得出安装模块的步骤。

4.2进行构件的拆分

利用BIM技术建立建筑信息模型需要在三维模型的基础上，对内部构件进行合理拆分。因为装配式建筑较为复杂且精细，合理拆分后的的构件模型仍然可以保证工程整体的连贯性和数据信息的完整性，且方便设计人员全盘了解掌握模型构件整体与部分间的关系，从而将工作精确到每个节点。装配式建筑中有大量不同的预制构件，为了节约成本，增加经济效益的同时提高预制构建的生产品质，需要利用BIM技术在预制构件加工前就完成模型构件的优化。

4.3碰撞检查与优化布置构件埋件

在装配式建筑利用BIM技术创建的模型中，为了达到最终建筑的实际使用需求，就需要结合模型优化调整装配式建筑的实际结构，切实有效地观察模型中的构件，以确保信息的真实有效。为了确保模型信息的真实性和有效性，需要进行碰撞检査,并根据结果优化预构件埋件布置，让最终落成的建筑在满足我国的相关规定和标准的同时能优化设计布局。

4.4创建建筑信息数据库

设计人员创建的建筑信息数据库中的设计数据随着信息技术的不断发展越发庞大，面对海量且复杂的专业技术数据,如果采用人工的方式进行分类和整理，则不仅需要海量的专业人员和很长的工期的而且还需要面临人工统计数据中出现的误差可能会影响方案设计的准确性等问题。但在利用BIM技术的自动化功能后就可以精确地计算出该工程实际所需工作量，从而有效的把控工程成本,对整体工程进行合理预算。

4.5工程量统计

工程量的统计非常重要,有助于设计人员完成设计方案。可以通过运用BIM技术在装配式建筑设计中建立的模型，准确计算出总混凝土量、钢筋明细、每个预制构件总体数量等信息，在建筑项目工程结束后准确的统计出建筑工程的实际工程量,提高了工程统计的效率。

结语

由上文可知,BIM技术在建筑行业中被广泛的使用，帮助建筑行业更好发展。装配式建筑设计改变了传统的建筑施工流程,还提高了施工效率。将BIM应用于装配式建筑设计中更进一步地提高了施工效率，还减少了设计方案出现问题的概率，保证了后续施工工作的顺利，使得建筑行业实现可持续发展。

参考文献：
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[2]李友赏,李甜甜.BIM技术在装配式建筑设计中的应用实践[J].智能建筑与智慧城市, 2018(3):2.

[3]李瑶鹤,聂俊成.BIM技术在装配式建筑设计中的应用实践[J].工程技术(文摘版)·建筑:00156-00156[2024-03-23].

[4]李双双.BIM技术在装配式建筑中的应用探究[D].河北工程大学[2024-03-23].