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摘要：在我国当前的建筑体系中，装配式建筑还是一种较新的建筑形式，其性能良好，但是在设计时，对设计人员的要求较高，需要实现精细化、协同化设计，且容错率低。对装配式建筑设计进行BIM技术应用的分析，已经成为一种必然的趋势。本文在分析BIM技术在装配式建筑设计中的应用时，借助了一个工程实例，深入的探讨了BIM技术在装配式建筑设计中的应用要点。
关键词：BIM技术；装配式建筑；建筑设计
引言
现代化产业的发展，对建筑行业也提出了较高的要求，由此出现了装配式建筑这一现代化特征明显的建筑结构形式。装配式建筑是一种能够节约建材，同时具有良好环保效益的建筑形式，符合当前社会的发展目标。对装配式建筑进行设计，要求设计人员积极的应用现代化的BIM技术，使装配式建筑设计活动信息化、智能化，实现各个施工专业之间的高度协调，实现施工工序间的高效衔接。在应用BIM技术设计装配式建筑时，要重视预制构件的设计与出图，在建立起各个独立预制构件模型的基础上，完成模型总装，同时要将BIM技术应用到装配式建筑设计的各个环节之中，确保装配式建筑设计科学、合理。
1 工程概况
本文选取的利用BIM进行装配式建筑设计的工程实例为成都锦丰新城保障房项目，该项目建筑面积大，具体面积达52万m2，且建筑总高度达80~96m，其中住宅居多，为23栋。住宅分为两种户型，A户型和B户型，且有21栋A户型，2栋B户型。该建筑是典型的高层装配式建筑。在进行建筑项目设计时，主要的设计内容是装配整体式剪力墙结构及其预制构件的设计。该结构中包含的预制构件有预制三明治墙板、预制外角模、预制外挂板、预制叠合板等。本工程项目的预制A户型总装模型为49％，且主要采用了BIM的装配式建筑设计理念和方法，最后结果显示BIM能够实现高效和高质的装配式建筑设计。
2 装配式建筑设计BIM 应用难点
2.1 出图样式与国家标准不符
在BIM设计装配式建筑的过程中，需要制作大量的施工设计图纸，同时要确保出图质量。BIM软件能够对各个环节的施工进行模拟和图纸设计，并在不断的施工模拟过程中对工程图纸进行优化，在图纸优化设计完成之后，一个关键的环节在于出图，出图要确保图例合理且图质清晰。而在当前我国的装配式建筑设计过程中，BIM技术下的出图软件，常用的是Revit，其已经拥有了较为成熟的出图技术。但是，仍然不能完全满足国家对装配式建筑出图质量的要求。主要体现在出图样式上，究其原因在于没有健全的族库及样板文件的支撑。
2.2 预制构件重复
装配式建筑的主要质量节点在于预制构件的制作，应该保证构建标准化预制。利用BIM技术设计预制构件时，需要做好预制构件的分类，以避免出现预制构件的重复建模。装配式建筑本身就具有较为复杂的施工专业构成，在预制构件时，对于每个构件而言，要进行细致的设计确保每一个预制构件质量都能满足施工专业对于材料质量的要求。在设计预制构件的过程中，各个专业之间的部分预制构件材料可能仅有微小的差异。此时，就不需要对这类的构件进行完全重复的设计，仅仅对其进行细节改造即可。
2.3 各层模型数据传递不畅通
BIM的一个最为显著的应用优势是对数据的传递和整合，其本身就需要被全过程的应用到装配式建筑设计之中，对于装配式建筑的数据处理而言也是如此。装配式建筑的数据产生在各个环节，每一个环节都会出现相应的数据，BIM工作人员应该具有数据跟踪意识和数据处理意识，从而高效的整合从设计到施工一直到竣工验收环节产生的数据。但是在具体的数据传递过程中，还是可能会遇到信息传递方面的阻碍，尤其是各层模型数据之间的信息传递，很容易出现不畅通的问题。而导致高层数据模型不能有效传递的关键因素在于Revit软件不能实现对链接文件的信息提取，需要人工转换，增加了工作量。
3 基于BIM技术装配式建筑设计分析
3.1 建筑资源库的建立
BIM技术是一种现代化的技术，主要是对各种数据的收集与整理。将其应用到装配式建筑的设计之中时，要重视建立装配式建筑的资源库。数据资源库的建立，要求工作人员确保资源库内涵盖完善的信息，施工人员和管理人员能够从资源库中了解到各种预制构件以及各部位预制构件的信息。在建立完善的资源数据库的基础上，可以建立详细的BIM建筑模型，并且在模型中载入资源库信息，能够在模型中融入预制构件生产涉及到的数据表单，同时能够涵盖相应的预制构件的施工信息，能够指导实际的预制构件的拆分施工。设计人员和施工人员能够全面的了解到预制构件的相关信息，包括种类、规格以及施工标准等。而且可以及时的查询所需的信息。BIM模型下的建筑资源库还可以实现与建筑材料库、预制构件库的协同建模，从而完善装配式建筑的模型信息。由此可见，建立BIM下的数据资源库，是一项十分必要的环节，需要工作人员的高度重视。
3.2 建筑工程的数据链接
在建立完善的装配式建筑资源库的基础上，BIM技术可以通过数据链接，使装配式建筑设计到最后的竣工验收环节高效的连接起来，从而发挥资源库的强大功效。且BIM技术的存在，还会为数据传输过程提供安全保障，数据传输不仅安全性高，而且具有较高的传输效率和传输质量，很少会出现数据丢失现象。在利用BIM技术进行现代装配式建筑设计过程中，BIM技术的作用在于突显装配式建筑设计的现代化内涵，同时提高设计方案的适用性。在链接各个专业间的资源和数据时，要结合专业的具体要求，为其提供有价值的资源和数据信息。
4 BIM装配式建筑深化设计应用点
4.1 BIM与构件设计
利用BIM进行装配式建筑的深化设计，需要建筑设计人员加强与施工单位的沟通与联系，实现BIM设计与施工单位的合作。由此，可以在建筑模型中加入必要的施工信息，从而能够使装配式建筑的模型也能为生产和施工提供参考。加入施工生产信息的模型如下图1所示。
图1 预制构件深化设计过程
4.2 BIM与总装模型整合设计
BIM在装配式建筑中的应用，需要重点做好模型拆分。本工程在模型拆分原则之下，将建筑进行模型分组，拆分成总装模型A户型和B户型。在此主要分析A户型总装模型，具体见下图2。由图2 中的从左到右的顺序可知，在组建A户型总装模型时，需要经历的模型建立环节有预制构件模型、机电模型、土建现浇模型，在此基础上，进行进一步的模型组装，形成标准层、女儿墙层，由此组成单层总装模型，再进一步，可最终形成A户型总装模型。
图2单栋BIM总装模型
在构建每一层级的模型时，应用的BIM功能是不同的，在构建预制过程中要使用专门的预制构件模型，并进行深化设计和出图。相应的构建预制过程对应相应的BIM模型，针对性强，效果显著，且便于后期的模型总装。
4.3 BIM与碰撞检查
装配式建筑在设计时会涉及到较多的管线，而且各专业会出现交叉施工，此时就要考虑是否存在各专业和管线间的碰撞，可以借助BIM技术进行碰撞检测。碰撞检测时利用BIM技术，则可以实现自动碰撞检测，检测时同样要配合人工检测，确保能够细致的对碰撞问题进行排查。利用BIM进行碰撞检测时，可以实现协同检测，通过预制构件模型的综合检测，显著提升碰撞检测效率和精准度。
4.4 BIM与设计出图
在完成装配式建筑的设计之后，要将设计图纸打印出来，要根据设计方案中的图纸数量对设计出图环节进行监督。本工程中在设计出图环节，需要制作出6张图纸目录和6张预制构件平面布置图，此外，本次设计重点在于对装配式建筑的深化设计，且总共生成434张预制构件的设计图纸。在出图时，主要应用的是Revit文件，其可以导出PDF图纸，要保证预制构件深化设计图纸的100％出图。
4.5 BIM与工程量统计
在全部的设计行为完成之后，要借助BIM软件统计工程量。此时，要对设计过程中产生的BIM模型进行汇总，清晰的掌握每个预制构件的混凝土量、配件数量、钢筋明细等参数。BIM可以建立起构件族群，能够分别统计每个工程环节的预制构件工程量，并根据构件族中的标准参数进行比对，以提高工程量统计效率。
结语
装配式建筑在当前的建筑体系中逐渐被推广应用，且发挥出了强大的效益。装配式建筑与BIM技术的结合更是进一步提高了装配式建筑的施工水平。而在利用BIM技术设计装配式建筑时，要着重突破可能会遇到的装配式建筑施工中的难点。严格按照装配式建筑中BIM技术的应用标准进行建筑设计，且重点将BIM技术应用到模拟、制图等环节，借助专业的BIM软件，提高装配式建筑的设计水准。
参考文献：
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[5]康鹏.基于BIM的预制装配式建筑在新农村建设中的应用研究[D].西安科技大学，2017.
论文作者:刘懿
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/7/20
标签：预制构件论文; 建筑论文; 模型论文; 建筑设计论文; 技术论文; 总装论文; 数据论文; 《基层建设》2018年第17期论文;