基于 BIM技术视角下的装配式建筑协同化设计研究

基于 BIM技术视角下的装配式建筑协同化设计研究

邓杰豪

中国建筑第二工程局有限公司华南公司 广东深圳 518045

摘要：随着我国社会的不断发展，BIM技术的应用逐渐广泛，BIM技术能够根据数据信息合成预设模型，设计人员和施工人员可以直接通过模型进行交流，有助于我国装配式建筑工程施工水平和施工效率的提高。基于此，本文对BIM技术视角下的装配式建筑协同化设计、基于BIM的装配式建筑协同设计实现以及BIM技术在装配式建筑方案设计中的协同化应用进行了分析。

关键词：BIM技术；装配式建筑；协同化设计；建筑工程

1 BIM技术视角下的装配式建筑协同化设计

1.1设计施工图纸、建立模型 利用BIM技术和地理信息系统，可以随时采集当地的地理信息，同时可以做好对数据的详细分析。相关人员选定好项目的建造地址并做好场地的分析与规划之后，就可以根据项目的特点建立起相应的BIM模型。这一模型是通过计算机辅助设计系统也就是CAD来完成的，它所绘制出的图像与普通的二维图像不同，在融入BIM技术之后可以设计出三维立体化的模型。模型当中各项信息之间具有动态关联性。在模型创建的过程中，如果需要对其中的某一项数据进行更改的话，整个模型当中的多项参数都会发生改变，这样可以有效避免传统图纸修改过程中遇到的困难。在模型建立的时候，设计人员可以将各项信息整合到该模型当中，这样有利于做好对项目信息的整体把控，对图纸的修改来说也比较便利。 1.2 拆分构件、优化设计 在建立完成BIM模型之后，就需要形成能够进入到工程制造的构件。在这个过程中，可以通过将BIM模型进行拆分的方式来实现对设计的优化。构件拆分的原则是要避免构件数量较多的情况，这是由于很多构件的形状都比较复杂，为了后续更好地在工厂当中完成加工并有效控制施工成本，工作人员需要在BIM模型的基础上来完成构件拆分工作，这样可以使项目更具有整体性，并有效避免数据的丢失。 1.3 构建虚拟场景、深化设计 在装配式建筑的协同化设计过程中，可以通过BIM技术的可视化来实现对建筑场景的虚拟构建，并在这个过程中实现对设计的进一步深化。通过对构件的可视化分析，可以对构件连接与构造的设计进行预制，并生成构件的加工图。通过这一加工图，构件的信息可以被完整地表达清楚。比如可以将钢筋的数量、模具的规格等表达出来，这样可以实现与预制构件加工厂之间的有效对接。与此同时，建设单位还可以将建筑模型派分给各个设计单位，单位对自己负责的专业部分进行深化设计，并做好细节处的修改。 2 基于BIM的装配式建筑协同设计实现 BIM技术在装配式建筑工程施工中的应用之三是基于BIM的装配式建筑协同设计实现。基于BIM的协同设计PCP(Professional-Compo-nent－Process)模型系统表述了装配式建筑构件设计、专业协同、构件生产等关键环节之间的关系。 (1)构件设计与专业协同结合。构件设计即应用BIM建模软件完成的包含图形信息和非图形信息的三维模型。预制构件(Component)设计应与专业(Professional)相关联，根据不同专业分工要求，利用网络平台不断补充完善模型信息。一般来说建筑师首先提出设计方案，其后结构、水暖电工程师、构件制造生产商等先后介入，这种次序是传统设计的流程，但含有丰富信息的三维模型和高效的网络协同平台可以实现信息的及时共享，并且通过设定权限的方法对实现对三维模型的浏览、编辑下载、下载上传，可以极大提高设计效率。(2)专业设计与生产过程结合。不同生产阶段对应不同的专业工作，但生产过程和专业工作的成果并非是线性的传递过程，可以利用BIM虚拟仿真工具，对后续工作进行模拟分析，在BIM模型中实现过程集成和专业集成，以提高设计质量和效率。如装配式建筑方案设计阶段，结构专业应提前介入，结构专业根据建筑专业确定的建筑布置形式初步确定结构形式，并做出结构方案，进行构件初步拆分和预拼装模拟。PCP概念模型从概念上解释了装配式建筑协同设计的内涵和内容。在实际应用时应从以下几方面入手：其一，过程中应在原有设计流程中增加深化设计、生产加工和施工安装环节。尤其是预制生产阶段应与充分考虑项目总体设计和施工安装；其二，各专业协同设计工作应严格依照《建筑信息模型设计交付标准》(GB/T51301－2018)，除满足模型精细度和粒度要求之外，尤其要注意对象和参数及文件的命名规则；其三，建立装配式建筑的标准构件库。装配式建筑的特点是模块化、标准化、参数化，丰富的构件库可以极大提高设计效率。 3 BIM技术在装配式建筑方案设计中的协同化应用 3.1 BIM技术的辅助设计应用 基于信息技术的BIM技术有明显的优势，比如模拟性、可视性等，这也为BIM技术在装配式建筑方案设计中的协同化应用提供了依据。尤其是BIM 技术的可视性特征显著，可以逼真的将建筑实体展示出来，通过三维立体模型直观的观察建筑实体外观、结构等，然后进行优化。在装配式建筑工程施工环境以及施工计划的基础上以BIM技术作为辅助进行设计，可以将施工顺序、施工节点、关键点以及潜在问题等模拟出来，这样就可以将不同的施工方案进行对比，择优选择。同时，也可以将BIM技术作为一种先进的设计方法，在信息模型基础上进行参数调整，直至参数在最合适的范围，实现设计方案的最优化，也使施工过程顺利进行，减少不必要的更变。 3.2 BIM技术的碰撞检查应用 基于BIM技术可以解决传统二维图纸中很难发现碰撞问题的缺陷，大大减少了施工过程存在的安全与质量隐患。借助BIM技术的可视化特征，在正式施工之前可以对关键的施工部位，比如工艺管线、工艺设备等进行碰撞检查，及时发现其中的问题再进行优化，可以将误差控制在合理范围内。同时，在BIM技术下，将计算机软件、硬件、传感器等进行整合，创设集听觉、视觉、触觉为一体的模拟环境，这样就可以在模拟环境中感受装配式建筑实际效果，发展其中的缺陷进行整改，减少施工材料浪费等现象。另外，在管线优化方面，

通过建模- 碰撞-调整，加上图纸审阅、BIM模型以及变更洽商等提高了管线模型的可行性，确保模型与实际不会存在较大偏差。从企业角度来看，在BIM模型基础上，可以实现全过程分析，并在设计单位、监管单位等的参与下，对装配式建筑工程进行校验，全方位了解工程实际效果，实现管线的深入优化。 3.3 BIM技术的工程量计算应用 装配式建筑中，在收集和整理相关施工材料以后，为了保证设计方案的可行性，还需要对竣工模型进行二次施工，也就是将设备运行、能源消耗、安全等基本要素添加到模型中， 并剔除多余的信息。在传统工程量计算工作中，不同的造价人员因为经验、专业以及实践能力等存在的差异，对设计图纸的理解也会大不相同，这也决定了结果也是不同的；或者即便是同一个造价人员，不同的计算软件、计算方法等结果也不尽相同，一旦出现上述问题，会造成无休止校对，工作量大，也会影响后续的施工操作。但是随着BIM技术的应用，实现自动计算工程量，使工程量计算过程智能化和便捷化， 提高了计算准确性，减少由于人为因素造成的工程量计算结果偏差较大的问题，为施工阶段提供可靠的参考。

4 结束语

综上所述，BIM技术与装配式建筑的融合，无论是在设计阶段还是施工阶段都展示出了高效的特点，降低了这个过程中误差的来源。在装配式建筑协同化设计的过程中，BIM技术在图纸设计、构件拆分、设计优化、碰撞检查以及造价管理等方面都发挥出了重要的作用，实现了对整个项目施工进度的实时掌控。在这个过程中，BIM技术与装配式建筑相互促进，是未来我国建筑发展的重要方向。 参考文献： [1]欧阳婷,聂凡茗.基于BIM技术视角下的装配式建筑协同化设计研究[J].居舍,2020(13):86. [2]张晟源.基于BIM技术的装配式建筑协同化设计[J].全面腐蚀控制,2019,33(12):91-93. [3]传云强,高健鹰,胡栋.基于BIM技术的装配式建筑施工组织设计研究[J].建筑施工,2019,41(11):2094-2096.