趙國(guó)賓

（山東華邦建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 濰坊 262500）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科技的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的鋼筋混凝土建工施工方式已經(jīng)不能較好地滿足高層建筑的建設(shè)需要，技術(shù)人員通過發(fā)展預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)和裝配式工程建設(shè)的方式形成了更加高效、精準(zhǔn)的建筑施工建設(shè)。在裝配式建筑工程項(xiàng)目的開展過程中，前期設(shè)計(jì)對(duì)構(gòu)件生產(chǎn)、拼接安裝等都會(huì)產(chǎn)生較大的影響，設(shè)計(jì)人員可以利用BIM技術(shù)加強(qiáng)前期設(shè)計(jì)的驗(yàn)證和優(yōu)化，提升連接孔位的科學(xué)性與合理性，不斷提升裝配式建筑工程各項(xiàng)性能需求，有效加強(qiáng)工程項(xiàng)目建設(shè)的質(zhì)量和安全。

1 BIM技術(shù)的概念與發(fā)展現(xiàn)狀分析

BIM技術(shù)是一種以3D數(shù)字化為基礎(chǔ)的建筑信息模型構(gòu)建，能夠以更加真實(shí)、精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)還原建筑工程項(xiàng)目的全部信息，也是建筑工程設(shè)計(jì)、施工等過程中常應(yīng)用到的信息模型技術(shù)。BIM技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用過程中所形成的建筑設(shè)計(jì)模型更加直觀，設(shè)計(jì)人員在與業(yè)主進(jìn)行需求溝通時(shí)更加方便，也可以通過模塊設(shè)計(jì)、整體設(shè)計(jì)等不同的方案實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容的對(duì)接協(xié)同，修正優(yōu)化的設(shè)計(jì)內(nèi)容也可以通過模型信息參數(shù)關(guān)聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)快速調(diào)整，協(xié)調(diào)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)更加突出。設(shè)計(jì)人員可以通過BIM模型對(duì)不同的設(shè)計(jì)思路及方案進(jìn)行驗(yàn)證分析，結(jié)合其中的矛盾點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)整，進(jìn)一步提升建工設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與合理性，避免了后續(xù)實(shí)操建設(shè)過程中產(chǎn)生返工、失誤的情況。BIM技術(shù)可以根據(jù)設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容直接進(jìn)行項(xiàng)目工程量的計(jì)量，并與建材采購(gòu)、輸配存儲(chǔ)、項(xiàng)目進(jìn)度等之間形成充分融合，有效推進(jìn)了建工行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。

2 綠色裝配式建筑工程的概述

裝配式建筑工程是在設(shè)計(jì)過程中通過預(yù)制構(gòu)件的切分來實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一加工生產(chǎn)后在工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼接安裝的一種重要施工方式，裝配式建筑工程所延伸形成的是一個(gè)完整的建筑工程建造方案，其中的前期設(shè)計(jì)、預(yù)制加工和現(xiàn)場(chǎng)拼接等環(huán)節(jié)都存在相互影響的情況，這也對(duì)裝配式建筑工程項(xiàng)目的開展提出了更高的要求，設(shè)計(jì)方案和生產(chǎn)實(shí)際之間必須做到有效配合，特別是在預(yù)制構(gòu)件的預(yù)埋和孔洞預(yù)留等環(huán)節(jié)當(dāng)中必須定位準(zhǔn)確，防止出現(xiàn)工期延誤或質(zhì)量隱患的情況。裝配式建筑工程通過將建材加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)前置的方式，更好的簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)工程量，在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝拼接時(shí)的節(jié)能性和環(huán)保性更加突出，實(shí)際建材用料更加節(jié)約，對(duì)施工工地周邊環(huán)境的污染性也更低，是一種更為綠色、節(jié)能的建筑工程施工方案。

3 BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的實(shí)踐應(yīng)用

3.1 平面布局設(shè)計(jì)

在建筑工程項(xiàng)目開展的過程中，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境、地址和結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)進(jìn)行總體性的平面布局規(guī)劃，通過BIM技術(shù)進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)條件、日照條件等的有效模擬，確保在預(yù)制構(gòu)件保存應(yīng)用、現(xiàn)場(chǎng)施工建設(shè)等環(huán)節(jié)當(dāng)中能夠形成更加科學(xué)的分布規(guī)劃。在裝配式工程建設(shè)過程當(dāng)中還會(huì)涉及混凝土加工制備、預(yù)制構(gòu)件拼接安裝等環(huán)節(jié)，對(duì)施工場(chǎng)地有一定的要求，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行總體布局分析時(shí)必須考慮到施工建設(shè)的實(shí)際情況，以科學(xué)的測(cè)量和計(jì)算方式合理控制生產(chǎn)區(qū)域和建筑物之間的間距、朝向等，確保裝配式建筑工程的現(xiàn)場(chǎng)施工建設(shè)能夠順利推進(jìn)。

3.2 加強(qiáng)設(shè)計(jì)溝通

第一，BIM軟件所呈現(xiàn)出的建筑工程施工方案設(shè)計(jì)更加立體直觀，三維化的模型能夠更加充分的展示設(shè)計(jì)方案的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員在和業(yè)主方進(jìn)行設(shè)計(jì)需求溝通過程當(dāng)中能夠利用BIM軟件所呈現(xiàn)出的立體化模型進(jìn)行高效交流，通過切換觀察角度，能夠更加全面的展示設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容，在與業(yè)主進(jìn)行溝通交流的過程當(dāng)中可以通過修改建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)的方式進(jìn)行橫向?qū)Ρ确治?，使業(yè)主更加直觀地了解設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)，更好地形成具有可行性和科學(xué)性的建筑工程設(shè)計(jì)方案。

第二，設(shè)計(jì)人員在和施工單位進(jìn)行方案技術(shù)交底交流的過程中，可以根據(jù)BIM系統(tǒng)呈現(xiàn)出的三維模型進(jìn)行逐點(diǎn)核對(duì)，特別是在工程參數(shù)等細(xì)節(jié)方面形成了有效交流，幫助施工單位明確工程建設(shè)過程中的重難點(diǎn)環(huán)節(jié)，對(duì)不同預(yù)制構(gòu)件的連接方式進(jìn)行分類記錄，對(duì)保障裝配式建筑工程的實(shí)際建設(shè)質(zhì)量具有重要意義。

3.3 施工流程優(yōu)化

在裝配式工程項(xiàng)目的開展過程中，設(shè)計(jì)人員必須與后續(xù)的建設(shè)施工形成有效融合，從涉設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)做好誤差控制和質(zhì)量把關(guān)。設(shè)計(jì)人員可利用BIM軟件對(duì)設(shè)計(jì)方案的施工情況進(jìn)行模擬分析，特別是在不同構(gòu)件銜接過程當(dāng)中做到精準(zhǔn)的參數(shù)控制，不斷提升裝配施工誤差的有效控制。在工程建設(shè)的流程步驟中，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)BIM軟件系統(tǒng)輸出的工序計(jì)劃進(jìn)行合理分配，充分考慮到人員成本、建設(shè)進(jìn)度等多方面的需求，針對(duì)不合理的環(huán)節(jié)可以進(jìn)行個(gè)性化的工序流程優(yōu)化調(diào)整，進(jìn)一步提升裝配式工程建設(shè)的環(huán)保性和高效性。由于裝配式工程項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)會(huì)受到不同因素的影響和限制，設(shè)計(jì)人員可利用BIM系統(tǒng)建立設(shè)計(jì)內(nèi)容的優(yōu)化和共享，進(jìn)一步提升前期設(shè)計(jì)工作聯(lián)系的緊密性，為后續(xù)的施工流程調(diào)整形成重要參考。

3.4 建筑性能模擬

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行裝配式工程項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用BIM技術(shù)對(duì)建筑的各項(xiàng)性能進(jìn)行綜合模擬分析，包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)、環(huán)境因素等，綜合衡量設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與可行性。設(shè)計(jì)人員可以通過BIM軟件對(duì)建筑的施工過程進(jìn)行模擬，結(jié)合其中的重要質(zhì)量控制要點(diǎn)反復(fù)進(jìn)行優(yōu)化和改善，提升建筑工程的質(zhì)量和壽命。如在高層裝配式建筑工程中，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)其防風(fēng)抗震的性能進(jìn)行仿真模擬，考察設(shè)計(jì)方案在實(shí)際施工建設(shè)和居住使用過程中的性能水平，這對(duì)衡量建筑的安全性、實(shí)用性等都具有重要意義，設(shè)計(jì)人員在利用BIM軟件進(jìn)行建筑性能模擬的過程中，還可以對(duì)其工程能耗進(jìn)行總體分析，其設(shè)計(jì)模型的參數(shù)值更加精確，對(duì)把控項(xiàng)目的工期、投資等能夠形成有效參考，詳見圖1。

圖1 裝配式建筑工程建筑性能模擬控制中BIM技術(shù)的應(yīng)用

3.5 圖紙深化設(shè)計(jì)

在裝配式建筑工程設(shè)計(jì)方案的深化處理過程中，設(shè)計(jì)人員需要充分考慮到對(duì)不同專業(yè)內(nèi)容的協(xié)同和對(duì)預(yù)制構(gòu)件尺寸計(jì)算的精細(xì)處理，通過反復(fù)論證和模型測(cè)試的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的對(duì)比選擇，將前期設(shè)計(jì)、構(gòu)建加工和后期施工等充分結(jié)合在一起，不斷提升圖紙?jiān)O(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與合理性。設(shè)計(jì)人員在對(duì)BIM設(shè)計(jì)的集進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要分別對(duì)圖紙當(dāng)中的建筑結(jié)構(gòu)、機(jī)電線路、施工建設(shè)等方面的信息進(jìn)行逐一核查，確保深化設(shè)計(jì)的要求符合實(shí)際需求。如在預(yù)制墻板的設(shè)計(jì)圖紙中，需要有墻板的外形尺寸、預(yù)留孔位的數(shù)量和位置等信息，三維模型當(dāng)中還包含有不同的視圖角度信息，墻體當(dāng)中涉及的鋼筋配筋和保溫層連接等都需要有詳細(xì)的數(shù)據(jù)和資料進(jìn)行支撐，方便施工人員在現(xiàn)場(chǎng)拼接與加工的過程當(dāng)中能夠進(jìn)行有效核對(duì)，進(jìn)一步提升裝配式建筑工程的建設(shè)質(zhì)量，詳見圖2。

圖2 裝配式建筑工程深化設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

3.6 構(gòu)件拆分處理

為更好地降低BIM技術(shù)在裝配式建筑工程設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)生的誤差和影響，設(shè)計(jì)人員必須做好預(yù)制構(gòu)件的合理拆分及處理，并在加工過程中加強(qiáng)對(duì)預(yù)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)參數(shù)的精準(zhǔn)控制，使其在現(xiàn)場(chǎng)拼接與安裝的過程當(dāng)中更加契合。構(gòu)件拆分的不同方案所產(chǎn)生的施工需求、成本投入等存在很大的差異，設(shè)計(jì)人員的前期工作必須和后續(xù)的預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)和拼接安裝施工等形成充分結(jié)合，設(shè)計(jì)人員可以通過利用BIM軟件對(duì)比不同構(gòu)件拆分方式所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)成本和工程量等方式進(jìn)行深入優(yōu)化，避免設(shè)計(jì)和生產(chǎn)脫節(jié)后產(chǎn)生的工程延誤和質(zhì)量隱患等問題。在樓板、外墻等預(yù)制構(gòu)件的拆分處理過程中，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)門窗洞口及樓板預(yù)留洞口的位置來進(jìn)行合理劃分，綜合其他管道線路深化排布的需求不斷進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，再利用VR技術(shù)對(duì)施工過程進(jìn)行模擬仿真，不斷提升裝配式工程方案設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。

3.7 管線碰撞測(cè)試

在建筑工程項(xiàng)目中會(huì)涉及較為復(fù)雜的管線敷設(shè)體系，特別是在水電氣暖等管道交叉的環(huán)節(jié)過程中更容易產(chǎn)生碰撞矛盾，設(shè)計(jì)人員需要利用BIM技術(shù)提前做好圖紙管線的碰撞測(cè)試與分析，通過綜合考察和協(xié)同深化的方式，加強(qiáng)裝配式工程建設(shè)和各個(gè)預(yù)制構(gòu)件和管線連接之間的契合度，重點(diǎn)關(guān)注管道線路交叉和連接的可靠性，更有利于保障管道線路服務(wù)運(yùn)行的使用壽命和安全。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行工程項(xiàng)目管線碰撞測(cè)試與優(yōu)化的調(diào)整過程中，可以根據(jù)BIM系統(tǒng)所提供的參考敷設(shè)連接方式進(jìn)行初步嘗試，對(duì)重點(diǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行深化梳理，在減輕設(shè)計(jì)人員工作量的同時(shí)，提升管道線路敷設(shè)分布的科學(xué)性。

4 結(jié)束語

設(shè)計(jì)人員在應(yīng)用BIM技術(shù)的過程中，必須做好現(xiàn)場(chǎng)勘查和信息錄入，為施工現(xiàn)場(chǎng)的總平面布局形成有效參考。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行裝配式工程項(xiàng)目的優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，可利用模型進(jìn)行性能測(cè)試與分析，特別是建筑在風(fēng)光聲及能源消耗等方面的表現(xiàn)，加強(qiáng)建設(shè)方案的深化設(shè)計(jì)，加強(qiáng)和業(yè)主方的需求溝通，嚴(yán)格把控建筑工程質(zhì)量和壽命的工程要求。設(shè)計(jì)人員需要通過BIM系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的拆分處理，結(jié)合后續(xù)施工建設(shè)的實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化，加強(qiáng)對(duì)建筑內(nèi)部水電氣等管線的碰撞測(cè)試。