BIM 技术在装配式建筑设计中的实践与运用

马艳华

1.概述

信息技术的飞速发展推动着建筑行业不断深入发展，进而造就了建筑规模不断扩大。装配式建筑的利用有效地缓解了传统建筑工艺中建筑周期长、环境污染严重以及资源消耗过大等缺陷，促进建筑工程的高效稳定进行，因此在目前的建筑设计中得以广泛应用。然而在实际的应用过程中，装配式建筑往往存在装配精度不理想，资源的重复利用率低下等问题，导致建筑工程的质量与施工效率难以达到预定的期望[1]。通过在装配式建筑中运用建筑信息模型（BIM）技术，在建筑设计阶段对建筑物进行模拟与检测，能够提升整个建筑工程的施工进度，保障施工质量，并且延长建筑物的使用寿命，促进建造领域高水平稳定发展。

2.BIM 技术在装配式建筑设计中运用的重要性

2.1 有效提升建筑设计效率

在传统的装配式建筑设计过程中，设计人员需要重复进行建筑工程的数据采集、整理以及分析计算等基础性操作，极大地增加了工程项目设计的周期，同时大量的建筑设计规范对照以及参数分析工作增加了建筑工程设计的人力成本，不利于建筑设计效率的提升。BIM 技术在装配式建筑设计中运用，其完整性特征能够有效地帮助建筑设计人员减少人工核算以及信息处理的时间，在实际的操作中设计人员只要将建筑工程的信息参与以及项目设计标准导入软件中，就可以在较短的时间周期内设计出相对可行的设计方案，并且能够实时分析设计方案中存在的问题，降低了人工核算所带来的误差风险，有效地提升了建筑设计效率。

2.2 促进建筑设计可视化发展

工程建筑领域存在一定的技术门槛，对于其他领域而言，想要真正领会到建筑设计师的设计意图，需要对相应的设计参数有一定的了解。然而在实际的应用过程中，建筑设计成果难以避免地需要向其他非专业人员进行展示，便于其他领域的工作人员共同参与建造。BIM 技术可视性的特征能够有效地通过模式仿真的形式将建筑设计师的设计成果以模型的形式直观地展现在其他领域的工作人员视野中，有助于建筑团队的非专业人员有效地理解建筑设计师的真实意图，提高建造过程中的精准度，降低建筑工程的返工几率，同时促进了建筑设计的可视化发展。

2.3 有助于建筑设计方案不断优化

传统的建筑设计只能通过建筑工程现有的环境条件进行科学合理的规划设计，基于建筑成本考虑，在保障可行性的基础上会舍弃掉一部分建筑设计创新，导致大部分的工程建筑都缺乏差异性，难以满足公众日益增长的多样化需求。BIM 技术模拟性特征，可以帮助建筑设计人员通过对物资的调用与分配，对工程项目建筑进行预测与分析，完善设计过程可能存在的技术性问题。同时设计人员还可以通过建筑模拟完成一些难以在实际操作过程中尝试的设计意图，并分析其可行性以及建筑成本，例如在装配式建筑中的热传导模拟，工程建造中的节能模拟等等[2]。BIM 技术利用其模拟性特征，促进了可装配建筑设计方案的不断优化。

3.BIM 技术在装配式建筑设计中的运用

3.1 装配式建筑规划

随着科学技术的持续深入发展，工程建筑的规模也不断壮大，导致工程建筑对建筑设计的要求越来越高。在装配式建筑设计规划阶段，科学合理地运用BIM 技术，能够保障建筑方案不断优化发展，发挥出建筑设计最好的效果。对于装配式建筑场地的选取而言，通过运用BIM 技术，能够有效地结合建筑场地的环境因素与建筑项目的工程指标相贴合，降低环境对于工程质量以及施工进度的影响，选择最适合工程项目的施工场地。对于装配式建筑图纸而言，BIM 技术可以通过参数模拟施工的实际环境，模拟真实的建造材料以及实际的建造结构，并且通过关联材料分析材料变化所产生的影响，进而方便设计师不断优化设计方案，减少实际建造产生的损失。同时BIM技术还可以将二维图纸以直观的三维图形展示，使得装配式建筑施工更加立体，并且容易找到其中存在的错误并加以改正。对于施工控制而言，BIM 技术能够有效地缓解不同建造部门所产生的矛盾，比如在施工过程中一个部门的施工流程或者材料发生了变化，其他部门的施工方案会同步做出对应的改变，减少了因为沟通不及时所带来的障碍，增加了整体施工流程性，确保了可装配建筑的科学合理性以及可行性。

3.2 核算工程总量与调配人力资源

建筑工程施工的核心诉求是实现利润增长，获取经济利益。然而现阶段在EPC 工程总承包模式的持续发展下，建筑工程施工的利润空间正在逐步减少，施工进度需要精细化测算。同时由于目前单一的工程项目规模越来越大，工程总量不断增长，项目施工的周期也越来越长，因此在建筑工程项目中需要精确地核算工程重量，以保障装配式建筑工程的经济效益。BIM 技术应用于装配式建筑设计中，能够良好地通过现存的资料信息计算实际的工程总量，同时得出科学准确的核算结果，为施工进度的保障提供全面的数据支撑，并且能够通过设计预留空间应对项目施工过程中所遇到的突发状况，提升整个装配式建筑工程的抗风险能力。此外，由于大型工程项目所涉及的人力物力相对复杂，需要良好的人力资源调配模式对整个装配式建筑工程项目进行统筹管理，统一调配，才能最大限度地节省项目施工周期，扩大装配式建筑工程效益[3]。BIM 技术可以采集项目施工中的人力物力信息，精细化管理整体施工过程中的不同环节人力应用数量，不同岗位的操作能力要求等等，进行科学的规划调配。有效地避免不同环节或者不同岗位之间的相互影响，并且保障装配式建筑项目施工质量。

3.3 构件设计制造与埋件设计布置

随着BIM 技术在装配式建筑中的广泛应用，越来越多的建筑模型被上传到BIM 数据库中，其中也包括构件与埋件的设计制造与布置，建筑设计师可以方便地对这些信息进行调用分析，极大地提高了设计效率，保障了设计方案的完整性。构件设计制造是整个装配式建筑设计的关键，在预制构件实际的制造过程中，制造厂商需要与装配式建筑施工团队仔细核对构件参数，降低构件的制造误差，保障构件能够正常的投入使用。通过BIM技术可以将整个装配式建筑的预制构件尺寸、材质及其制造数量统一提供给制造厂商，并且能够通过数据分析建设构件的浪费。制造厂商通过统一的参数能够保障构件的制造更加稳定，并且缩短制造周期，高效地投入使用，降低时间成本以及误差损失。埋件的布置关系到整体装配式建筑的稳定性，因此埋件设计需要细致并且全面，保障每个埋件的位置都能发挥出其该有的功效。通过BIM技术的运用，可以通过软件对买家设计布置进行模拟预埋处理，通过模型分析埋件布局的合理性，提升埋件设计布置的高效性[4]。通过运用BIM 技术的信息分析特性，能够有效地优化埋件布局架构，有机结合装配式建筑墙体结构设计梁结构，促进梁结构与墙体开洞能够协调统一，降低因为错误开洞而导致的墙体破坏，提升整个装配式建筑质量。

3.4 碰撞检测与钢量设计

装配式建筑难以避免的是各个部分管线与建筑部位所产生的碰撞情况，传统的建筑设计方案难以有效解决这一矛盾，不同部位的管线交接处存在重叠，以及管线交接处于建筑部位之间的距离过大都会对装配式建筑带来安全隐患。运用BIM 技术，可以对管线与建筑部位之间的碰撞进行碰撞检测并生成检测报告，设计人员可以通过检测报告对不同的碰撞点进行标记分析，改善其中存在的不足，确保装配式建筑设计方案的可行性[5]。另外，在装配式建筑中，钢材的使用与分布是建筑质量的保障，因此在装配式建筑中需要明确钢材的用量以及分布位置，保障建筑的稳定性。运用BIM 技术，可以通过三维建模对整个装配式建筑进行可视化分析，精准标注工程钢筋的分布情况，如果梁跨以及梁端的钢筋用量过少，能够及时地进行修正，防止在实际安装过程中出现因为梁跨、梁端不稳或者设计不合理而导致建筑物出现塌陷、裂缝等情况，造成生命财产损失。除此之外，装配式建筑设计还需要运用BIM 技术构建安全辅助方案，设计辅助承重结构，提高装配式建筑的生命周期，保障装配式建筑能够长期稳定使用。

4.结语

综上所述，随着科技发展，人们对于建筑质量以及效率的要求越来越高，BIM 技术在装配式建筑设计中的运用可以有效提升建筑设计效率，帮助建筑设计方案不断优化。在实际的运用过程中，BIM技术从装配式建筑的规划、施工以及运行维护中都能发挥至关重要的作用，有必要在装配式建筑中广泛推行实施与运用，以促进建筑行业的可持续稳定发展。