基于BIM系统的装配式新农村住宅建设

蔡硕累 谭玉冰

摘要：探討装配式建筑在新农村建设中的实践应用。介绍了装配式建筑在新农村住宅建设中的结构体系、施工工序、施工过程中存在的问题和解决方案，对比分析传统建造模式与装配式建造模式的优缺点。总结了我国传统农村住宅结构体系和存在的问题，列举了适用于新农村建设的装配式住宅建筑结构体系，分析了阻碍农村装配式住宅发展的因素以及其成本增加原因，提出了装配式建筑在农村住宅建设中的几点建议，为我国新农村建设工作提供参考。

关键词：新农村建设;装配式建筑;BIM;模块化

一、研究背景

2020年是脱贫攻坚决战决胜之年，想要实现这个伟大目标，新农村建设便是重要抓手。虽然粗放低效的建设模式仍然是我国大部分农村住房建设的主流，但运用优良的技术手段对住宅建设进行优化是我国新农村建设的必然途径。同时，农村住宅建设模式的较长的生产周期、低下的生产效率、工程明显的质量安全问题、对环境的不友好、建筑能耗较高和当前绿色低碳发展的要求相悖，是不可持续的。所以模块化、快速化、节能化、环保化的新农村建设形式将是新型建设模式的方向。

二、新农村建设住宅设计研究

1.环境设计研究

（1）综合地形研究

在Revit中建立3D模型，转换相应格式输出到Ecotect，对模型进行参数修改，再对各项得出的类似环境影响的参数进行分析。

地形会导致风向和风力的不同，风环境分析能判断风能对建筑项目的影响，可在方案阶段提供参考依据，提高建筑物的安全性与舒适性。安装特定的插件可对风能进行模拟，根据权威平台发布的数据包进行风向风能模拟。

Revit作为BIM系统中较为核心的应用软件，通过相应的学习便可对建筑项目进行建模，再通过BIM系统中的其他软件及其插件对模型进行深度价值的开发。

2.建筑单位设计

（1）建筑单元模块化

与常规现浇结构相比，最根本的区别在于信息化提前设计与工业化预制建筑生产准备。目前将建筑分解为所需构建的方法主要分为建筑平面化拆分和单建筑元化拆分两种。

平面化拆分中的建筑单元一般为工厂统一制作完成的，包括建筑项目的墙、楼板等，为了缩短组装时间，其保温层，装饰等会在出厂前便装配。单元化拆分则是以建筑物的空间结构单元进行拆分，组装方便，且后续工作较为简单。单元拆分效率较低，且需要容量较高的储备空间，但单元拆分拥有让使用者拥有更直观的体验的优势。

（2）户型模块化

住宅模块的建造模式对于建筑设计来说非常重要。可以根据模块数据库匹配户型，从而提高设计效率。然而，如何去避免不同单元在选择对应的模块类型后不协调的情况，就需要仔细考虑创造建户型模块，如对建筑项目平面的划分、设立结构和管道线路的恰当安排，所以建立精确的户型数据库是十分必要的，能够有效缩短设计时间。

3.BIM系统运用方式

（1）基于BIM系统的建筑设计方式

对结构整体的装配式模型进行建模结构模型要根据提供的BIM模型的参数信息（尺寸、位置、开洞）等进行BIM模型的建立（图1）。通过计算分析对其承载性能、抗震性能、适用性等进行复核，同时对其是否存在于其他专业的碰撞进行检测，保证模型的科学性和可行性。

地形及其光照模拟建筑形体与地形的关系用CAD地形图、SU地形模型、地形分析图等表达，规划布局周边建筑模型、日照分析结果（图2）等。

充分利用BIM系统的信息化和可视化对建筑项目进行设计，针对开窗方式、屋顶的保温防水做法、檐口做法、基础埋深及其构造做法、墙体的保温隔热做法等环节的优化设计进行了多方案的分析对比，从形象、性能、造价等角度分析不同方案的优劣，并结合现状需求选出最佳方案。

（2）基于BIM系统的建筑模块化及生产

模型的精度是其主要内容。需遵循恰当的要求：对模型进行恰到好处的简化，模型的精度是建筑项目数字化后最直观的体现，太过简化的模型达不到标准而误差过大，太过精细的模型则会费时费力，大大延长设计周期。通过对国内外BIM结合装配式建筑实例的研究，参照规范文件，将建筑模块化分为设计模型、初步模型和施工图设计模型三部分。

三、结论

本文将基于BIM系统的装配式建筑应用于新农村建设，分析了BIM系统应用的可行性和优势。在建筑信息模型的应用中，目前的局部应用和阶段性应用还不能充分体现建筑信息模型技术的价值优势，装配式建筑应用建筑信息模型技术可以实现构件的模块化、标准化和可视化设计，通过能耗分析和碰撞检测来优化设计，降低建筑损耗和生命周期成本。从装配式建筑应用的角度来看，虽然装配式建筑的优点已得到普遍认同，但由于其成本较传统的建造方法为高，且缺乏规模、装配式建筑生产能力不足或市场化程度不够、组件厂一次性投入成本高、组件摊销成本高等原因发展受到影响。希望BIM系统及其装配式的理念能逐渐改变现有传统建筑行业的观念。

参考文献：

[1]潘婷，汪霄.国内外BIM标准研究综述[J].工程管理学报，2017（2）：25-28.

[2]姬丽苗，张德海，管梽瑜，韩进宇.基于BIM技术的预制装配式混凝土结构设计方法初探[J].土木建筑工程信息技术，2013，（01）：54-56.

[3]黄子浩.BIM技术在钢结构工程中的应用研究[D].华南理工大学，2013.