BIM技术在工业化PC建筑深化设计中的应用研究

庄燕婷

（闽南理工学院， 福建 泉州 362700）

PC建筑是工业化建筑的一种主要建筑形式，其在节能、环保等方面有突出优势，是促使传统建设方式向集约、绿色、环保等现代化建设方式转变的有效途径[1]。然而现阶段PC建筑仍采用传统设计，缺乏合理有效的深化设计过程。导致PC建筑在设计、生产和施工等阶段产生较多的问题，传统设计的局限性已逐渐制约PC建筑的工业化发展。基于BIM技术的PC建筑深化设计，能够提高PC建筑的信息化水平，实现标准化设计，一体化和信息化管理进而实现PC建筑的产业化。

1 BIM技术的特点和优势

1.1 可视化

通过创建BIM建筑信息模型实现建筑在设计、施工、运营维护等阶段的三维可视化立体展示，由原先拿到施工图纸根据线条自行想象建筑实体到通过BIM三维的立体实物图形展示，真实形象。

1.2 协调性

项目在实施过程中经常需要做设计变更进行设计更改，由此将带来庞大的设计修改任务。BIM的协调性体现在只要对项目做出更改，其余结果会在整个项目中自动协调，还可对各专业的碰撞问题进行协调，提高设计质量和设计工作效率。

1.3 模拟性

BIM不但可以模拟设计出的建筑模型，还可以进行模拟在现实中的真实操作情况，比如进行3D 建模，然后在BIM信息模型中关联工程项目的进度信息，进行4D虚拟建造，还可以关联工程项目的成本信息，5D虚拟成本管理，提前解决施工过程中可能存在的问题，减少资源消耗，降低工程成本[2]。

1.4 参数化性

在创建BIM建筑信息模型创建模型时，各个构件均赋予不同的参数信息，各信息构件之间相互关联，修改模型时，只要通过修改构件的参数信息就可以达到修改模型的目的。

1.5 一体化性

BIM技术所创建的信息模型就像一个信息交流平台，在建设项目各阶段的建造和使用中，建设各参与方通过对不同内容的数据信息进行收集、提取、整合、更新，对数据信息进行交互式管理，实现工程项目全寿命周期的一体化管理。

1.6 信息的完备性

BIM技术可以完整地描述工程信息和信息之间的相互关系，反应BIM的信息完备性作用。

1.7 优化性

BIM相关软件可以对大型、复杂的工程项目进行检查和完善，应用BIM技术可以对工程项目的方案进行优化。

2 传统设计中PC建筑存在的问题分析

2.1 PC构件深化设计难度大

PC建筑的深化设计涉及到多专业的协同设计，对于构件的设计深度要求较高，在传统的设计中容易出现较多的碰撞问题。比如：1）由于设计精度问题，在PC构件组装时，在PC构件外观容易出现构件拼装不协调等问题；2）PC构件内部和构件连接处的碰撞问题，传统设计，虽然能够避免构件大部分的内部钢筋碰撞问题，但是很难避免PC构件复杂节点区域的钢筋碰撞问题。3）PC建筑墙板的套筒和钢筋易出现错位问题，使得上部和下部的墙板连接施工出现问题。4）水电管线安装的和孔洞预留容易存在碰撞问题。

2.2 PC构件实现标准化设计、生产难度高

在PC建筑中，由于建筑规模大小、结构设计、建筑朝向和户型等各不相同，PC构件的需求数量庞大，种类多，难以实现模数化、通用化、标准化拆分、设计和生产。不同规格的PC构件需要不同尺寸的生产模，导致PC构件的生产成本投入大，生产效率低，难以实现规模化和产业化。

2.3 现场管理难度大

在规模较大的PC建筑工程中，PC构件的需求量大，尺寸规格多，构件类型各异，即使构件完全符合标准尺寸也会因为不同的连接位置以及预留孔而出现差异，如果管理工作不到位，就可能导致施工过程中出现乱序等问题，影响施工效率。另外，如果出现相似构件由于人为失误导致装配过程中出现安装错误，将会影响工程施工工期。

3 BIM技术在工业化PC建筑深化设计中的应用

3.1 构件拆分和标准参数化族群的建立

利用BIM的参数化特性，对PC建筑进行标准化、模数化设计和拆分，建立与模数要求相符合的高精度PC构件标准族群，从而有效的构建PC构件三维模型与PC构件加工图纸的双向参数化信息，主要包括PC构件编号、外型尺寸信息、混凝土钢筋用量等[3]。

3.2 协同设计

利用BIM技术的协调性，实现协同处理信息数据。采用 Revit软件构建三维参数化模型，各专业协同设计，形成三维信息交流平台，从而对信息数据进行交互式管理，在构建和使用BIM信息模型的建设各阶段中又不断更新和丰富其数据信息，有效的规划和整合不同的数据信息，进而使专业化的管理与规划得以实现。

3.3 碰撞检查与优化

采用Naviswork软件对PC建筑进行各专业的协同深化设计，对信息模型进行碰撞分析，优化PC构件的外观和尺寸设计、调整钢筋、设备管线设置、预留预埋构件位置、安装位置等实现深化设计，提前解决由于设计问题而导致的施工安装问题。PC构件生产厂家根据BIM信息交流平台提PC构件的生产信息，提高生产效率提高、实现生产的规模化和产业化生产。

3.4 构件深化设计

将PC构件的编号、尺寸、生产日期以及安装位置等所有相关信息生产施工信息关联到BIM模型中，然后在装配施工过程中，通过无线射频识别技术将PC建筑的构件模型信息编入预制构件的生产实体中，在生产过程中，通过将RFID芯片埋设到每个PC构件中，并将所有相关信息写入该芯片中，记录生产、施工各个阶段的信息，从而实现全信息化管理的目标。通过BIM技术可视化模拟难度较大的施工过程，进行现场可视化交底，从而使施工人员能够充分了解这些关键且复杂的施工环节；在BIM信息模型中关联工程项目的进度信息，进行4D施工进度控制，还可以关联工程项目的成本信息，进行5D虚拟成本管理[2]。

4 结束语

将BIM技术应用在工业化PC建筑深化设计中，不仅能提升建筑设计效果，避免经常性地出现设计变更与返工等问题，同时还能提升设计与施工效果，对项目的设计与施工方案进行优化。同时，达到减少建筑垃圾、节约人力等，使建筑行业实现工业化和信息化可持续发展。