BIM技术在装配式建筑设计中的运用

张翔宇 白玲玲

【摘要】近年来，装配式建筑工程是建筑行业的建设主体，装配式建筑工程施工较便捷，不易产生施工问题，且能很好地保证施工质量。但在进行装配式建筑工程施工前，必须做好设计工作，才能确保各项施工工序的严格落实，实现良好的施工质量。采用BIM技术，设计方案能呈现可视化效果，并能根据建筑工程的结构状态，对各项施工工序进行协调和优化，确保各项施工工序有条不紊地进行。文章重点针对BIM技术展开分析和研究，提出BIM技术在装配式建筑设计工作中的应用要点，有效提高了装配式建筑设计的整体质量和效果。

【关键词】BIM技术;装配式建筑;设计

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.02.051

建筑行业是国民经济重要构成，对其他产业健康、稳定发展起到保障作用。为使我国经济稳中推进，建筑行业应积极改革，将建筑能耗量降至最低，短缩工期，最大限度提升建筑工业化水平。BIM 技术的开发与应用，在维持装配式建筑设计优势特征基础上，助推建筑物设计践行智能化、数字化发展路线，明显提升装配式建筑各部件设计准确度，打造高品质项目。

1、装配式建筑

装配式建筑又称建筑工业化，即由工厂制造生产、现场进行安装的集成式建筑物，工厂生产的构件包括梁、板、柱、剪力墙、楼梯等，这种建造模式符合当前社会发展趋势，向人

们展示了建筑业的全新图景，建筑物也可以像生产商品一样，工厂批量生产标准构件，运送至工地后像搭积木一样进行拼装即可。装配式建筑的主要特征如下。

1.1功能多样化

①装配式建筑外墙设计有保温的功能，能够实现冬暖夏凉的效果，节约了空调的使用次数，减少对空气的污染，达到节能减排的目的;②装配式建筑的墙体和门窗的密封性较好，隔声效果好;③防火、抗震性能好。

1.2施工装配化

装配式建筑大量的构件是由工厂生产完成，可以实现保温、隔热、装修一体化设计和施工，保温隔热板及装饰面可随预制构件在工厂生产完成，或者预制构件上预留装饰面板的埋件，既保证了保温隔热、装修质量，又能加快工程整体进度，简化现场施工工序，减少施工时产生的废料及噪声。

1.3设计多样化

目前的建筑设计多以房间内的固定格局为主，房屋的整体运用不是很灵活，而装配式建筑可以避免这些缺点，其主要特点是可以进行空间的大小分割，根据住户的需求来配置。

1.4系统化和集成化

装配式建筑体现了工业产品社会化生产的理念，从设计阶段到生产、施工阶段都是各专业密切配合、相辅相成的，需要设计、生产、运输、安装等各行业人力、物力协同配合、共同推进，才能完成装配式建筑的建造。

2、BIM技术

BIM是将建筑实体信息化、数据化的集成技术，在建筑全生命周期为不同专业提供信息、数据的共享和交互，达到融合各方共同协作，高效完成项目的作用。BIM 具有以下几点特征。

1）可视化。通过BIM将项目的三维模拟实体直观地展示出来，并读取不同构件的详细信息，在设计阶段协调不同专业把建筑不同部位的碰撞、误差等问题及早发現并修改，大大提高了施工效率，节省了成本。

2）可协调。通过 BIM 三维模型在设计阶段发现各专业的设计缺陷及不同专业间的碰撞点，及时协调设计方及建设方解决问题。

3）可模拟。设计阶段，设计师利用软件对建筑物模型进行日照、节能分析，对建筑物造型、外立面进行优化。施工阶段，可以进行堆场、施工路线和次序的模拟，优化现场施工，提高效率。运营阶段，运用模型对建筑物进行全程监控，也可以为突发状况进行模拟，提前准备应对方案。改建阶段，对改建过程进行模拟，建立改建后模型，方便指导施工。

4）可出图。BIM模型可以实现把模拟、优化后的三维模型转化为二维平面图纸，同时可以为相关单位提供工程量统计结果、碰撞报告等信息。

5）可集成。BIM模型可以涵盖项目不同专业的信息，形成一个完整的数据库，对项目信息进行集成，集中处理。同时也可以根据项目需求应用各种信息化、智能化手段，如：RFID（Radio Frequency Identification，无线射频识别） 技术、3D打印、4D 模拟施工、5D 成本控制、物联网等，充分体现了 BIM可以集成各方面信息的优势。

3、BIM技术在装配式建筑设计中的应用

3.1三维建模与图纸设计

将BIM技术用于装配式建筑预制件设计过程，有益于提升工程设计相关指标准确度和工作效率质效。在具体实践中可组织设计人员利用BIM三维虚拟仿真系统规划设计装配式

建筑物模型，亲自前往建筑场区考察，精确采集地质勘测、建筑测绘等诸多信息，基于BIM技术建设完善化数据库，快速传送各种数据。BIM系统可智能分析数据信息，组织设

计人员进行操作、控制，在短时间内精确设计出建筑构件规格大小，快速模拟设计建筑体造型。

BIM还能结合技术策划要点，合理设计装配式建筑的平、立、剖面图，在达到使用功能的基础上，利用模数协调的方法，将提升末班使用率与体系集成度设定为目标，不断提升图纸设计水平。结合装配式建筑施工特征，在设计平面图纸时要考虑墙板组合问题，加强不同专业之间的协同性，循序渐进实现建筑设计的模数化、标准化。

3.2拆分预制部件、优化整体设计水平

采用BIM系统分析建筑结构模型，设计人员把结构模型整合至计算机系统内部，精确、全面获得建筑预制件所有信息，及时有效采集利用材质、规格等诸多信息，以此为据分析结构特征，有针对性整改预制件，满足装配式建筑设计现实需求。在初步选定装配式建筑构件后，采用BIM技术仿真模拟整体结构。确保装配式建筑模拟合理、有效，综合模拟结构各项性能指标。把BIM模型转型为有限元分析，考虑建筑结构有限元分析内的整体结构，测算出拟建建筑弹性模量，依照测算结果，整体优化装配式建筑整体设计水平。

3.3指导施工

将BIM技术用于建筑工程领域中，主要涵盖如下两方面内容，一是施工管理;二是现场质量检测采用BIM技术全程模拟施工流程，对现实施工活动做出科学指导，优化资源，减少工程建设成本。

3.4日常运维管理

调查研究表明，很多建筑在生命周期内的费用耗损均始源于使用阶段，当每个建筑平均使用年限超出7年，其耗用运维费用显著超出建筑自身造价，建筑工程费用耗损始终处

于不均衡增长状态中。为提高运营商经济效益，需要使用专业化建筑运维管理，装配式建筑施工阶段在维修设备时需数次采集信息，但因采集信息数量及类型过多，出现遗漏情况在所难免。

将BIM技术用于装配式建筑日常运维活动中，建设完善化信息管理系统，实时监控建筑内设备运行状况，及时发现各类安全隐患，做到防患于未然。BIM技术建模能筛选出可重复利用的资源，经回收处置后再应用，将资源浪费量降至最低。

结语：

有效结合近阶段我国装配式建筑的整体发展状况，需要从装配式建筑的设计施工以及构建的生产等各个方面进行有效的融合，以 BIM 技术为基础对装配式建筑工程设计，有效提高装配式建筑设计工作的整体质量和科学性，推动我国建筑产业不断向前发展。

参考文献：

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