基于BIM 技术的小型装配式景观建筑设计研究

1 BIM 技术概述

从技术角度分析，BIM 技术是依托于现代三维数字技术的专业软件，通过相关参数构建清晰的三维信息模型，进而为工程设计人员及技术人员提供直观反映工程模型及数据的技术，其本质上应归属于三维信息模型技术

。该技术在实际应用过程中可以直观地展现建筑工程的形状、材料、性能等多种参数，并利用软件功能优势对相关数据进行整合处理，方便技术人员随时调用，确保其可以直观地了解工程的实际情况，并依据相关要求进行修改调整。BIM 技术在实际应用过程中呈现出如下特征：

第一，可视化。可视化是BIM 技术的主要特征。建筑物的最终效果可以在建设项目的前期设计阶段看到，这对设计和施工都具有重要意义。通过三维数据模型，向设计人员、施工人员和用户展示建筑的全貌，提高了设计、施工、销售和方案论证过程的效率

。

本工程构件共分三个航次拖运，从厦门刘五店港区至福州港罗源湾港区海上拖运距离约190海里，如此远距离的海上拖运安装施工，可借鉴的经验极少。通过本文相关拖运技术的探讨，可以为今后类似工程的技术方案提供一些思路和经验。

第二，协同性。工程施工由混凝土浇筑、给排水布线、基础施工等多个项目协调完成，各工程相互衔接、协作。由于其三维可视化和独特的碰撞技术，BIM 可以在设计阶段对施工进行预览，从而减少与项目对接相关的问题，从而提高工程项目的开发效率

。

第三，仿真性。模拟特征是BIM 的另一个主要特征。利用三维数据模拟实际建筑物的真实模型，对设计过程中的不确定因素进行模拟和测试，并根据模拟结果进行设计。

以现代语言学理论解构传统语文学名著——评《〈广雅疏证〉词汇研究》…………………………………………………………………朱习文（2）：119

2 基于BIM 技术的小型装配式景观建筑设计意义

牛皮糖不慌不忙说，我是个讲理的人。白纸黑字是用八斗丘加上我另外的土地交换来的茶山，我在自己的土地上开店赚钱，你要赶我走，为什么损失要我自己负责哟，谁要茶山谁负责。

通过对相关工程案例进行梳理与总结可知，将BIM 技术应用于小型装配式景观建筑中具有以下意义：

第一，提升建筑工程设计质量。由实际工程案例可知，在BIM 技术辅助下，技术人员可以快速识别工程设计方案中存在的漏洞。技术人员在实际工作中需要先将工程实际参数输入到BIM平台中，并在此基础上构建项目模型，该模型会直观显示建筑各环节的结构特征，同时技术人员还可以利用平台功能对其进行模拟实验，其结果可直接显示出设计方案中存在的数值偏差、结构连接性不合格等问题，技术人员可以直接利用模型进行修改，进而保障工程质量

。

考虑到装配式建筑设计预制构件、设备等种类较为复杂，数量也相对较多，由此，为切实保障专业间协同设计及模型构建的管理成效，应在案例工程设计过程中构建模型数据库。由于模型数据库只是针对此次项目，而且所有设计人员在同一地点进行办公，所以不需要采取云端的方式构件数据库，而是建立在本地的中心服务器上。这样一来，项目的参与人员便可以通过访问中心服务器和清晰的目录层级，有效地管理各类构件模型，这也是项目有序开展的基础。由于项目规模较小，且本项目建设周期较短，仅有二十余天，在方案设计阶段即需要综合各方面因素与要求，设计出合理的方案，于是BIM 模型的可视化特点对建筑外形样式、结构形式与建筑细节的推敲都起到了十分重要的作用。

基于结构框架模型，进行封板方案与内部空间设计。考虑到小型景观建筑的内部空间十分有限，须通过精细化设计使空间利用最大化。借助三维可视化环境，使许多二维设计中难以表达的细节直观呈现，帮助设计师推敲楼板、桌板、座椅及书架等部件的位置、造型及尺寸，并进一步深化部件搭接固定方案，确定梯梁、角码、龙骨位置及型号，使模型具有施工深度。

(2)本科学习成绩用R表示，本文把学习成绩进行了分组，分别对应五个不同层次的区间R1、R2、R3、R4和R5,其中R5作为基组不出现在模型中；

3 基于BIM 技术的小型装配式景观建筑设计思路

3.1 BIM 拆分设计

技术人员在施工图绘制初期阶段，通常将BIM 模型墙体及楼板作为一个单元进行处理，因此在深度设计阶段中，必须将模型构建划分为一个单元进行处理，方便后续构件的生产加工。减少设计所需的部件数量是部件拆卸工作的主要目标，其根本目的在于为后续装配作业提供有利条件。在确定基本分离原理后，技术人员需要对BIM 模型进行深化处理。BIM 模型在分离过程中不仅可以实现器件的布线操作，同时也可以在此过程中对原始设计方案进行优化改进

。除此以外，通过此环节的工作可以直观地发现图纸上的盲点，最大限度地降低失误率。整个工作流程均依托于数据模型完成，一定程度上可以推动数据信息传输目标的实现。

3.2 BIM 图纸生成

完成生产信息模型分解作业后，技术人员需要将相关组件信息模型转化为二维图形。考虑到装配式建筑设计建造过程中涉及的构件种类与数量相对较大，如果采用传统手绘图纸，会导致设计失误率大幅提升，使得设计人员的工作负荷大幅提升。依托于BIM 技术，组件图及模型可通过自动绘制软件完成，相较于传统CAD 二维图形，BIM 技术可以动态生成图形相关数据，在后续工作中如果出现修改数据的情况，图纸信息也会随之自动更新。

3.3 基于BIM 技术进行设计监管

预制构件是装配式建筑的关键组成部分，预制构件的质量直接决定了装配式建筑的质量。BIM 技术应用中可以直观地展现预制构件的应用性质及相关参数，技术人员可在BIM 平台支持下完成预制构件的设计监管工作

。其实际应用中，需要技术人员首先将设计参数输入至BIM 数据之中，随后依托于施工资源信息对设计结果进行审核与校对，并将结果上交审核部门进行确认，确保监管的精准性不断提升。

3.4 参数化结构深化设计

综合考虑结构安全、构件加工难度及施工限制条件，小型装配式景观建筑基座采用全钢结构，舱体采用钢木混合结构。结构模型基于Revit 软件平台搭建，参数化创建木杆件与钢连接件，捕捉概念体量空间点，完成构件定位组装。调整构件截面、长短及开孔位置等参数，得出几种备选方案导入有限元分析软件，选出力学最优方案。

3.5 封板及内部空间深化设计

第三，促使工程设计精细化。将BIM 技术应用于装配式建筑设计时，BIM 技术能对设计中存在的偏差问题进行有效控制，满足精细化的设计要求，减少后期作业中各类问题的产生，优化工程建设水平。同时精细化设计的落实，也对工程建设中各项材料的应用展开了科学规划，实现了各环节作业的严格检查，最终增强了工程的建设效果。

3.6 构件出图及预制调差

案例建筑在进行构件拆分作业过程中，技术人员主要依据其结构逻辑进行拆分，将门架部分细分为斜梁及立柱各两个，考虑到梁柱构件需要承担建筑整体的支撑职责。因此，技术人员设计采用五种规格的30 mm 厚胶合竹板。围护结构设计采用厚度为80 mm 的胶合竹板，并细分为两种规格。保温层、分隔层等部分采用厚度为10 mm 的胶合竹板，并细分为29 种规格。构件之间采用6 种规格钢连接板及同一规格钢螺栓所构建的接口进行连接，整个建筑共有40 种不同规格，其建模细致度需要精细化到螺栓。

3.7 装配流程梳理及动画模拟

基于厂内预拼经验优化施工顺序，重点梳理结构框架、封板及内装3 部分装配施工中交叉节点的安装顺序，避免返工。并将整个装配流程以三维动画的形式呈现，用于技术交底及公众宣传（如图1）。

4 基于BIM 技术的小型装配式景观建筑设计实践

4.1 案例概述

案例工程为某高校为实验BIM 技术与新型建筑结构体系而进行的实践性项目。该建筑主要采用胶合竹进行建设，是当前国内预制化程度最高的胶合竹建筑。案例建筑结构采用轻型预制体系设计，主体采用规格为30 mm×600 mm 的门式钢架体系，其占地面积达到100 m

，建筑长度与宽度分别为6 m 与10 m，门式钢架最高点达到6 m，实际施工过程中主要采用胶合竹材、木材、方钢等材料。案例工程为装配式项目，所有构件均由工厂预制，此项目耗时25 天完成。

4.2 建筑方案设计

案例工程中，设计师在实际工作中采用简洁的设计思路，将该工程平面设计为凹形，并将凹入空间设计为具有引导性的入口退让。屋顶部分采用简化后的传统双坡屋顶，同时在上墙面部分延伸出一道细柱廊道作为侧入口灰空间。案例建筑设计中保持较好的内容流动性，设计师在山墙面部分设计可翻转阳光板，使得整个山墙面界面被打开，使用者通过廊道灰空间进入建筑内部成为一个连续的序列，整体空间呈现出层层的渗透感。在景观设计方面，设计师保留了建筑周边树木，一方面可供建筑使用者观赏，另一方面树木还可以承担一定的遮蔽作用。该建筑最显著的特点，即是其结构构件在支撑建筑的同时也可以承担家具功能。

4.2.1 建筑整体设计

4.2.2 预制构件拆分设计

案例工程中，设计师决定采用胶合竹结构进行设计建造，其外墙、梁柱、内置家具等部分均采用全预制形式，并采用胶合竹板材料作为预制件单元建材，不同功能梁柱及围护结构设计通过调整胶合竹板规格实现。

借助Revit 出图功能，将单个构件隔离创建三视图并标注尺寸，一定程度上保证了图模的一致性，提高了出图效率。因成本问题，小型装配式景观建筑钢构件加工采用激光下料、人工焊接工艺，其误差在±5 mm 内。为避免构件误差叠加导致无法合拢，项目组在厂房内进行结构框架预拼装，根据钢构件实际尺寸，对木构件进行调整，以控制整体误差。厂内预制及调差前后经历近50d，是整个项目中最耗时、最耗力的阶段。该阶段将模型投影成实物，梳理了装配流程，并及时控制了误差，是顺利进行现场装配施工的重要保障。

在构件模型创建完毕后，技术人员需要对构件进行预拼装处理，并对其完整性进行验证。实际操作过程中需要将构建模型导入项目文件中，并由多人进行同时拼装以提升拼装效率。具体工作中需要首先将模型传至服务器中形成中心文件，并在Revit 设置数个工作集，确保拼装人员可以在互不影响的前提下完成分配拼装任务，最后将拼装成品同步至中心文件夹之中。其模型如图2 所示。

4.2.3 构件模型库

第二，工程设计复杂性显著降低。从工程建设角度分析，装配式建筑设计建造过程中涉及不同种类的预制构件，且不同构件在尺寸、形状上存在着显著差异，传统设计方式需要设计人员手绘图纸，这种方式虽然可以有效保障独立预制构件的质量，但不同构件连接的准确性难以保障，一定程度上会影响工程的建设效率，同时会导致额外成本投入的提升

。在BIM 技术辅助下，技术人员可利用BIM 平台的协调性功能，从整体层面对预制构件性能参数进行调整，切实保障其适用性，显著降低设计的复杂性。

门窗的设计受到当地气候、朝向、结构以及私密性的影响，对门窗开启的位置和方向都有要求，开窗开门的面积都较小，尽量减少与外界热空气的接触。门窗的材质多采用木质，以减少热桥。

美国法中涉外专利之诉的法律适用与执行——基于管辖与禁令执行的分析 ......................赵 雷 02.90

4.3 图纸生成

在设计图纸生产阶段，案例工程中的设计师充分认识到传统手绘图纸方式会导致工程量激增，而BIM 平台中模型联动性智能出图及自动更新功能优势较为显著。BIM 平台可以依据设计需求生成构件平、立、剖面图及深化详图，为设计工作提供有力支持。

设计师在实际工作过程中首先对预制构件数据信息的完整性进行检验，同时构建具备相应标识注释类的族文件，以确保构件的出图效果。在完成此流程并出图后，设计者仅需对构件模型视图角度进行调整，即可获取相应视图。

4.4 现场装配作业

案例工程整个建设周期为25 天，在现场装配作业过程中，所有预制构件被提前运送至施工现场，施工人员在Revit 软件生成的结构图、构建信息图等图纸指导下开展装配作业，为确保施工人员对建筑整体结构具备更直观的认识与参照，设计者在现场设置一座等比例缩小后的结构草模，施工人员仅需依照图纸寻找相应构件，并在依照草模利用螺栓链接所有构件即可完成装配环节，整个建设流程并未借助大型施工设备，仅依靠一个脚手架即完成所有装配流程。

案例工程建设过程中完全超出设计师意料。其实际设计过程中为确保结构的安全性，在经过详细计算后决定各节点需要由46颗螺栓进行连接，然而实际施工过程中，胶合竹材料结构强度明显超出意料，第一个样品制作过程中，仅需四颗螺栓即可达到相应标准，设计师出于安全考虑，实际作业过程中将螺栓数量调整至16 颗，但这种情况依然大幅降低了材料的消耗度。

包括自主学习能力；沟通和团队合作能力；知识整合的能力；解决问题的能力；对知识掌握的广度和深度；临床科研思维和研究的能力；对信息、资源的掌握及使用能力；评判性思维；激发学习兴趣；均在75%以上，学生对此模式总的满意度达到96%，说明此教学模式是有显著效果的，具体见（表2）。

针对上述问题，采取如下处理方法：① 发现滤布破损时，及时进行更换，按要求与刮刀间隙保持2～4 mm；② 做好风路维护工作，及时更换损坏的部件，消除跑风现象；③ 针对储浆槽液位存在的虚泡现象，在浮选入料池的上方敷设了两排分散的喷水管，使得水流分散，由于落差高，喷水面积及水流力度有保证，消泡效果极佳；④ 调整入料浓度，及时处理系统中存在的跑粗现象，保证入料指标满足设备运行要求。

5 总结

综上所述，在当前新时代背景下，BIM 技术、装配式建筑形式被广泛应用于工程建设领域之中，此类先进施工技术的应用能有效促进建筑工程施工效率与质量的大幅提升，同时在工程设计到运维过程中形成一套完善的产业链，使得工程领域逐渐趋向集成化方向发展。将BIM 技术应用于装配式建筑中具有较强的可行性，在BIM 技术支撑下装配式建筑各构件设计的精准性将得到显著提升，BIM 平台在指导施工方面也同样发挥着重要作用。此外依托于BIM 技术对建造体系进行模式化处理，能使得专业人员可以了解建筑设计及施工的内容，有效提升预制建筑设计的可操作性，为真正意义上的同步建造模式提供支持。

[1]李亚冉.基于BIM 技术的装配式建筑施工组织设计[J].江西建材，2020（08）：170+172.

[2]屈亮，米宗宝，范银龙.基于BIM 技术在装配式建筑设计中应用[C]//.2020 万知科学发展论坛论文集（智慧工程一）.2020：418-427.

[3]张文昌，白青松.基于BIM 技术下的装配式建筑智慧建造分析[J].智能建筑与智慧城市，2020（07）：71-73.

[4]庞博.基于BIM 技术的装配式建筑设计与建造研究[J].产城：上半月，2021（2）：10.

[5]蒋琳.基于BIM 技术的装配式建筑建模方法探析[J].工程抗震与加固改造，2020，42（01）：171-172.

[6]张晓明.基于BIM 技术的预制装配式建筑设计方法[J].住宅产业，2022（Z1）：61-63.

[7]江棹荣.基于BIM 技术的装配式建筑结构正向设计探索[J].低碳世界，2021，11（08）：142-143.

[8]邵旭，孙晓丽，王昳昀.基于BIM 技术的装配式建筑工程风险评估系统设计[J].湖北第二师范学院学报，2020，37（02）：24-27.

[9]胡小玲，赖婧婷，农日东.基于BIM 技术的装配式建筑设计深化及成本管理应用研究[J].广西城镇建设，2021（12）：108-112.