鄭州信和嘉程建筑設(shè)計有限公司，河南 鄭州 450000

1 BIM 技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計領(lǐng)域中的應(yīng)用價值

1.1 設(shè)計論證

在裝配式建筑工程設(shè)計階段中，受到人為因素影響，所編制設(shè)計方案往往會存在一定的設(shè)計問題，且部分問題難以被直接發(fā)現(xiàn)。這一問題的存在，限制了工程設(shè)計水平的提高，并導(dǎo)致部分工程的實際施工情況與設(shè)計預(yù)期產(chǎn)生出入。BIM 技術(shù)的應(yīng)用，可憑借技術(shù)高超的數(shù)據(jù)采集與分析能力，輔助設(shè)計人員快速發(fā)現(xiàn)各項設(shè)計問題，從而更準確、客觀的驗證設(shè)計方案是否科學(xué)可行。此外，根據(jù)項目具體要求及實際情況，從中選擇最為適宜的設(shè)計方案作為最終方案，開展深化設(shè)計工作，即可有效預(yù)防各類設(shè)計與施工問題的出現(xiàn)。

1.2 提高設(shè)計效率

在傳統(tǒng)工程設(shè)計模式中，設(shè)計人員需開展大量高重復(fù)性、基礎(chǔ)性工作，包括工程信息采集、數(shù)據(jù)分析、參數(shù)計算等工作。同時，還需將各項設(shè)計參數(shù)與相關(guān)施工規(guī)范進行對照分析，方可確保工程設(shè)計方案合理可行，與我國相關(guān)施工規(guī)范相符合。此外，受到人為因素影響，時常出現(xiàn)數(shù)據(jù)計算錯誤與各類設(shè)計問題，進一步降低了工程設(shè)計效率。利用BIM 技術(shù)，設(shè)計人員僅需將相關(guān)工程信息、設(shè)計標準及內(nèi)容導(dǎo)入至BIM 軟件，運用軟件的建模糾錯使用功能，可在短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)、展示設(shè)計方案中所存在的具體問題，并替代人工開展工程圖紙繪制、數(shù)據(jù)采集分析等設(shè)計工作。

1.3 推動構(gòu)件設(shè)計標準化發(fā)展

在預(yù)制建筑構(gòu)件設(shè)計環(huán)節(jié)中，由于這項設(shè)計工作涉及諸多專業(yè)領(lǐng)域，且出圖量較大，有一定可能出現(xiàn)專業(yè)設(shè)計碰撞，構(gòu)件設(shè)計參數(shù)計算有誤等問題，最終使得所制作各類預(yù)制建筑構(gòu)件的規(guī)格尺寸與實際施工需求不符。BIM 技術(shù)的應(yīng)用，則有效解決了這一問題，技術(shù)將持續(xù)采集工程相關(guān)信息，并根據(jù)信息關(guān)聯(lián)情況，對各類工程信息進行有效整合、分類管理，為后續(xù)預(yù)制建筑構(gòu)件設(shè)計工作的開展提供有力信息支持。同時，BIM 技術(shù)也將為不同專業(yè)設(shè)計人員提供協(xié)調(diào)優(yōu)化數(shù)據(jù)。當(dāng)任意一項設(shè)計參數(shù)更改時，也將自動對所構(gòu)建三維建筑信息模型、相關(guān)設(shè)計參數(shù)及具體性能要求進行適當(dāng)調(diào)整。如此，即可確保所設(shè)計、制作預(yù)制建筑構(gòu)件與工程施工需求相符合。

2 BIM 技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計階段的具體應(yīng)用

2.1 模型轉(zhuǎn)換

以某裝配式建筑工程為例，設(shè)計人員在運用BIM 技術(shù)時，使用REVIT 等軟件產(chǎn)品，通過輸出及輸出接口，將建筑信息模型導(dǎo)入軟件系統(tǒng)中，開展結(jié)構(gòu)分析計算工作。隨后，將計算結(jié)果及設(shè)計內(nèi)容導(dǎo)入至REVIT 軟件中，在其基礎(chǔ)上構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型。在常規(guī)工程設(shè)計模式下，設(shè)計人員應(yīng)在視圖分析過程中，根據(jù)工作需求添加若干標注信息、下達相關(guān)操作指令。同時，采取文檔形式，對所繪制施工圖進行留存處理。對BIM 技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了對結(jié)構(gòu)分析模型構(gòu)建及轉(zhuǎn)換步驟的簡化。但是，在這一操作過程中，有一定可能出現(xiàn)所轉(zhuǎn)換BIM 結(jié)構(gòu)模型失真、數(shù)據(jù)丟失問題，難以實現(xiàn)無縫連接設(shè)計目的。因此，設(shè)計人員應(yīng)注重對分工操作模式進行適當(dāng)調(diào)整，分析各類轉(zhuǎn)換問題的出現(xiàn)率、提前采取有效解決措施。例如，在結(jié)構(gòu)模型與結(jié)構(gòu)分析模型轉(zhuǎn)換過程中出現(xiàn)構(gòu)件錯位、梁端鋼筋長度偏差等問題時，應(yīng)額外采取人工檢查手段。

2.2 規(guī)劃設(shè)計調(diào)整

BIM 技術(shù)在裝配式建筑規(guī)劃設(shè)計層面上，發(fā)揮出極為顯著的應(yīng)用效能，有效解決了各項設(shè)計難題。同時，還實現(xiàn)了對各項設(shè)計要素與影響因素的綜合分析、有效整合，確保所制定規(guī)劃設(shè)計方案切實滿足工程施工需求。例如，在傳統(tǒng)工程設(shè)計模式中，既面臨著設(shè)計沖突問題，不同專業(yè)的設(shè)計反向、理念存在差異，還需設(shè)計人員全面把控各項重要環(huán)節(jié)，方可確保場地預(yù)設(shè)等模式的應(yīng)用作用得到充分發(fā)揮。通過BIM 技術(shù)具備的優(yōu)化性、模擬性及協(xié)調(diào)性，避免了設(shè)計沖突等問題的出現(xiàn)，將工程設(shè)計難度控制在較低程度。

此外，從建設(shè)定位與評估角度來看，唯有滿足設(shè)計定量需求，方可保證預(yù)制構(gòu)件規(guī)格尺寸等設(shè)計參數(shù)與工程施工需求相符合，這也在客觀層面上加大了設(shè)計工作量與規(guī)劃設(shè)計難度。對BIM 技術(shù)的應(yīng)用，可在已知工程信息及設(shè)計內(nèi)容基礎(chǔ)上構(gòu)建三維建筑信息模型，提高設(shè)計人員對工程圖紙及整體設(shè)計情況的直觀了解程度，便于數(shù)據(jù)統(tǒng)計與定量指標計算工作的開展。同時，將工程設(shè)計架構(gòu)以及實際施工參數(shù)二者間的誤差值控制在合理范圍內(nèi)，確保所編制規(guī)劃方案合理可行。

2.3 埋件布置

在預(yù)埋件布置環(huán)節(jié)，如若對任意一處預(yù)制構(gòu)件預(yù)埋件內(nèi)嵌組形狀或是相關(guān)設(shè)計參數(shù)進行調(diào)整，將以此為誘因引發(fā)連鎖問題的出現(xiàn)，導(dǎo)致其他部分設(shè)計參數(shù)出現(xiàn)變更。為解決這一問題，部分企業(yè)選擇運用BIM 技術(shù)，基于埋件布置情況，設(shè)置全局參數(shù)以及關(guān)聯(lián)參數(shù)。在設(shè)計人員更改某項設(shè)計參數(shù)時，BIM 軟件將所修改參數(shù)導(dǎo)入至配套數(shù)據(jù)庫中，并在所構(gòu)建三維建筑模型中顯示預(yù)制構(gòu)件的變化情況，將具體情況向設(shè)計人員進行反饋［1］。如顯示預(yù)制墻板連接件高度的變化情況、實時高度是否與相關(guān)施工規(guī)范、設(shè)計標準相沖突等等。例如，在BIM 技術(shù)應(yīng)用前提下，設(shè)計人員在選擇梁板鋼筋吊環(huán)吊鉤形狀時，根據(jù)軟件所提供協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，合理布置預(yù)制柱組，并對鋼板高度、柱連接高度等設(shè)計參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整。同時，也可選擇采取調(diào)用或是平移等處理方式，明確設(shè)定吊梁具體參數(shù)，為后續(xù)吊鉤設(shè)置工作的開展提供明確參考。

2.4 鋼筋設(shè)計

在鋼筋設(shè)計環(huán)節(jié)，對BIM 技術(shù)的運用，可以持續(xù)對相關(guān)工程信息進行采集、分析，為鋼筋施工方案的設(shè)計提供信息支持，合理制定鋼筋布置工序流程及各項參數(shù)。以某裝配式建筑工程預(yù)制梁鋼筋布置設(shè)計為例，設(shè)計人員運用BIM 技術(shù)，在相應(yīng)軟件中創(chuàng)建梁縱筋以及箍筋布置程序，直觀化顯示各處鋼筋的相對位置、劃定箍筋加密范圍。同時，還應(yīng)用這項技術(shù)開展箍筋間距、縱筋斷開位置等參數(shù)計算工作［2］。

2.5 拆分設(shè)計

在傳統(tǒng)建筑設(shè)計模式中，設(shè)計人員序號消耗大量時間與精力開展施工圖紙繪制工作，如繪制外墻體、樓板、內(nèi)剪力墻等各類建筑部位的結(jié)構(gòu)圖紙，再將圖紙交付至工廠進行制作，整體設(shè)計效率較為低下。但在BIM 的優(yōu)勢作用下，能夠構(gòu)建可靠的三維模型，并將模型中各處獨立建筑部分進行拆分處理，拆分為各類獨立預(yù)制構(gòu)件，可快速生成預(yù)制構(gòu)件的三維結(jié)構(gòu)模型，無需設(shè)計人員重復(fù)繪制構(gòu)件結(jié)構(gòu)圖紙。

2.6 碰撞檢測

裝配式建筑具有無可比擬的優(yōu)勢，但也存在很多影響因素，其所制定設(shè)計方案普遍存在各類管線與建筑部位軟硬碰撞問題。例如不同管線交接處安裝位置相重疊，或是管線與周邊建筑結(jié)構(gòu)的間隔距離過大或過短?？蛇x擇運用BIM 技術(shù)開展碰撞檢測，生成檢測報告，對各處軟硬碰撞點進行標記。再以此為依據(jù)，完善和改進設(shè)計方案，保證設(shè)計方案的準確可行。

3 結(jié)語

綜上所述，雖然BIM 技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，大幅提高了工程設(shè)計水平及效率，但仍舊存在一定的問題。因此，企業(yè)應(yīng)加強對BIM 技術(shù)的應(yīng)用與研發(fā)力度，不斷完善技術(shù)理論體系，探索與裝配式建筑設(shè)計工作相適應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用模式。