装配式建筑设计中的BIM方法应用分析

陈飞飞

摘要：随着社会经济的快速发展，建筑行业也得到了飞速地进步，在我国国民经济中占据着重要地位，由于传统建筑工程具有周期长、投资大等特点，以及人们对现代建筑设计理念和设计方式的不了解等原因影响，导致其存在诸多问题，本文主要针对装配式工程施工技术应用进行分析与探讨。

关键词：建筑设计;BIM技术;综合运用

一、引言

随着我国建筑行业的飞速发展，建筑工程数量不断增加，在施工过程中，对于设计、建造及后期维护等各方面都提出了更高层次要求。而装配式建筑设计作为一种新型技术手段被广泛应用到各个领域当中。但是就目前情况来看，很多企业并没有意识到BIM所带来的优势和影响，也没有重视这项工作实施起来困难重重，另外由于我国传统观念以及人们生活水平的限制，导致大部分建筑项目采用的是粗放型模式，缺乏科学性与合理化设计等问题严重阻碍了建筑工程的发展速度。

二、BIM技术的基本理论

（一）BIM技术的定义

BIM就是将建筑信息数字化，是利用三维空间分析技术和计算机技术来进行模拟的一种计算模型。在设计施工时运用这个软件可以很好地对工程建设中所需材料、人力的使用情况及各阶段工作量等参数进行收集整理，并建立图形库，然后通过数据库管理系统就能快速有效便捷地获取这些数据信息，并且能够根据这些数据资料迅速做出相应判断与决策。

（二）BIM技术的构成要素

BIM技术的构建过程主要包括了三个要素：信息收集、模型建立和数据处理。

1、信息收集。在这个阶段，要对大量的建筑施工图纸进行分析，通过对信息量、分布情况等方面因素来了解工程项目各个环节中所需资源数量以及实际使用要求，然后再根据这些资料确定需要哪些材料和设备，并将其转化为可以利用或可循环使用的产品或者原材料等等相关参数，最后还要收集一些数据并整理成一个完整系统。

2、模型建立。主要是指对建筑信息进行共享，建筑物与管道系统中可识别、可监控或自动处理的数据，通过三维建模，把这些参数输入到BIM数据库。在整个设计阶段可以得到相关构件和设备图纸上所需的所有基础数据。在工程建设过程中需要将各部件及配件、材料堆放于模型库内时可以直接进行定位并生成二维图形信息以方便后续工作的跟踪与控制。

3、数据处理。主要是利用计算机软件，对模型进行分析，建立三维模型，在完成建模后再将其导入到数据库中。通过BIM的自动识别功能可以快速地获取相关信息并及时反馈给用户和设计师，同时还能实现对不同对象之间、同一类物与物体间或同一部件上所存在的事物进行关联性计算以及数据统计等操作，可以根据不同类型物品之间或者相同种类物品内部关系，建立相应模型库[1]。

（三）BIM技术的概念

BIM技术的概念最早是由美国提出，其具体含义如下：BIM技术能够将建筑信息与建筑工程进行有效地整合，通过数字化模型对施工过程中产生的数据以及设计图纸等资料加以处理。同时也可以利用三维立体空间来模拟出建筑物内部结构，这样就能为工程设计提供更加丰富的资料。

（四）BIM技术的表达方式

BIM技术的表达方式，是指建筑信息模型，包括建筑物本身和周围环境以及空间之间的关系。通过构建一个三维立体图格可以将整个工程施工过程分解为若干个不同功能的构件，在这个二维平面内进行建模后再利用计算机软件对其数据处理分析、模拟、计算等工作，完成最终形成建筑物体量模型及管线布置情况;然后根据BIM技术中所定义出各个专业信息，例如墙柱钢筋网和管道网络等。

三、BIM技术在装配式建筑的现状

在建筑行业中，装配式施工技术已经得到了非常广泛的应用，但就目前我国现有状况来看还是处于发展阶段。首先是传统的设计理念与现场情况脱节，由于在实际工程建设过程中会出现大量材料、工件等相关数据信息滞后问题以及对新工艺和技术不熟悉造成返修率较高。其次就是缺乏专业性强且具有丰富经验的技术人员、指导人员和操作队伍，这也增大了装配式建筑施工成本及风险发生率。

四、BIM技术在装配式建筑设计中的应用实践

（一）数据采集

数据采集的过程，主要包括对设计图纸和施工现场实际情况的模拟，以及在装配式建筑项目的实践，这些都是建筑设计信息模型构建时必须要考虑到并处理的。通过BIM技术建立起一个三维空间数据库系统能够实现构件、结构等各种复杂数据之间关联关系与组合关系之间相互转换，同时还可以将各专业间所涉及用到的各类管线、设备进行分类放置后存入数据库中便于日后对其使用和维护，这样一来就大大提高了建筑施工过程管理效率以及减少资源浪费[2]。

（二）建筑信息模型参数

BIM技术的应用能够实现建筑信息模型参数化，通过对建筑物进行建模，可以有效地将各专业数据转化为可计算的三维空间模型。在装配式设计中利用该软件来确定各个专业构件之间、以及不同材料间相互连接关系等问题，同时也能直观展示出所需要绘制到二维平面图和立体图中的各种建筑材料、结构物及其它相关属性特征等情况，还能够根据实际状况调整建筑参数并及时反馈给设计师，从而对建筑工程进行优化处理，使其达到最佳的设计效果。

（三）建筑信息模型的优化

在装配式建筑的设计过程中，利用BIM技术可以实现对模型信息的优化，主要是通过三维可视化来进行分析。由于传统施工图纸存在一定程度上重复性和稳定性差等问题，所以需要使用先进软件建立出一套完整、规范且高效快捷并具有较高准确性以及科学合理性特征的工程建设方案数据库系统来进行数据管理与维护工作，可以有效地避免传统施工图纸出现错误[3]。

（四）BIM技术在装配式建筑设计中的可行性

首先，装配式建筑的设计施工周期短，可以在最短的时间内得到最大利益。其次高效性，在装配式建筑的設计过程中，充分利用BIM技术，提高效率，通过运用该软件可以对建筑设计方案进行优化与完善。最后就是绿色生态建设与环境保护工作相结合，在后期使用过程中对环境污染小、节能环保等优点而被广泛采用等等特点都表明了BIM技术具有非常大的优势及可行性，因此也成为建筑行业新时代发展趋势的主要方向之一。

五、BIM技术在装配式建筑设计中的综合运用

设计阶段的应用：

在传统的建筑工程项目中，设计师通常都将重点放在如何提高建筑质量和降低工程造价方面，而忽略了装配式设计方法对建筑设计阶段所产生的影响，但是随着人们生活水平不断提升以及对于居住环境要求越来越高等因素使得装配式技术得到广泛应用，其中重点是如何在设计中合理运用BIM模型进行优化配置和管理，以达到提高建筑质量的目的。

施工阶段的应用：

由于建筑结构本身就是一个三维立体空间体，所以对于其建模就有了更高层次要求：首先保证构件之间连接准确，其次确保各个部位能够顺利安装和拆卸，最后使整个工程在建设过程当中避免出现重復搭接的现象发生从而提高施工效率，降低返工率以及材料浪费情况[4]。

其他阶段的应用：

建筑信息模型（BIM）技术还能在管理、运营阶段进行使用。在管理阶段，BIM技术可以采用可视化技术，对建筑进行动态化管理，了解建筑的实际参数，构思建筑的调整方向，并在添加建筑设施时，提供指导作用，避免出现材料浪费的情况，实现人工成本的有效管理。在运营阶段，BIM技术能够对建筑的施工过程和施工材料进行存储，并记录设备的参数和调整记录，让运营方能够对建筑设施进行日常维护，节约成本费用。

六、结论

装配式建筑是一种新型的现代建筑工程，其施工技术的先进性和优越性在一定程度上决定着我国未来的工业化发展水平。基于此背景，本文结合相关实践经验对该行业中各企业开展的BIM应用进行了分析。首先介绍了国内外现阶段建筑工程建设管理现状以及传统设计方法与实际情况相结合后发现：传统建筑业存在效率低、成本高、周期长等问题，而装配式施工技术可以实现高效的节能减排效果，因此在国内已经成为主流发展方向之一。

参考文献：

[1]吴珊.BIM技术在装配式建筑设计中的应用分析[J].居舍，2020（05）：30.

[2]魏辰，王春光，徐阳，石磊.BIM技术在装配式建筑设计中的研究与实践[J].中国勘察设计，2016（11）：28-32.

[3]杨闯，刘香.我国装配式住宅现存问题及应对策略分析[J].建筑技术，2016，47（04）：301-304.

[4]梅丽琴.装配式建筑设计中的BIM方法应用[J].现代物业（中旬刊），2020（01）：86.