摘要:針對BIM技術在裝配式建筑設計與施工中的具體應用進行分析，旨在為我國建筑業(yè)的一體智能化發(fā)展提供借鑒與參考。
關鍵詞:裝配式建筑;BIM技術;價值;應用
1我國裝配式建筑的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1裝配式建筑的簡述
裝配式建筑是將建筑的部分或全部構件在工廠預制完成，然后運至施工現(xiàn)場，將構件通過可靠的連接方式組裝而成的一種建筑模式。預制構件分為預制鋼構件、預制混凝土構件等，預制構件運到施工現(xiàn)場后，會進行鋼筋混凝土的搭接和澆筑，結合先進的連接技術，充分考慮結構整體的抗震性能，使其從設計、制造到最后施工搭接，都在一套標準化和模式化的流程中有序進行，成本、進度及質量管控更加科學高效，實現(xiàn)了建筑模式的節(jié)能智能化提升。
1.2裝配式建筑標準化流程體系
第一，建筑方案的設計。其包括方案設計、施工圖設計、深化設計。裝配式建筑的設計主要通過專業(yè)的電腦設計軟件進行，傳統(tǒng)設計方式通過AutoCAD手工繪圖進行初期的設計工作，現(xiàn)在為了達到對結構設計的高效化和直觀化，開始逐步采用AutoCAD自動成圖及BIM三維模型技術，達到對建筑單元、套型、構件、管線等的標準化、模數化設計，并結合BIM可視化技術對局部構件的拼裝、節(jié)點處理上進行預施工，模擬構件防水、模塊、干涉、現(xiàn)場拼接、管線預埋等現(xiàn)場問題，最終確定預制裝配圖紙。第二，構建的生產制造。按照施工設計的最終圖紙和方案規(guī)劃的合理順序，對構建進行統(tǒng)一的模塊化定型加工制作，并按照重要程度和安裝進場的先后順序進行批量的加工和編排運輸批次，在此期間BIM技術會通過其強大的構件數據接口，達到對構件各類數據的有效傳遞，完成構件的標準化生產和在現(xiàn)場完成堆場工作。第三，現(xiàn)場裝配施工。按照施工計劃，對堆場的預制構件進行裝配工作，在此過程中利用BIM與施工計劃和三維定位手段等將構件按照預設的生產信息和定位信息進行組裝，完成建筑物的最終建設工作。
1.3裝配式建筑的發(fā)展現(xiàn)狀
首先，目前我國的裝配式建筑還處于初級發(fā)展階段，預制構件的生產供應商資源嚴重不足，且生產能力、生產工藝、設計加工和現(xiàn)場裝配一體化程度都不算很高。其次，由于產業(yè)鏈資源缺乏、設計能力、設計技術及各方面人才的缺乏，致使裝配式建筑成本的壓縮無法達到預期，甚至比傳統(tǒng)建筑方式還要高，造成市場推廣困難。再次，對于標準化、模數化、工業(yè)化及設計建造一體化的建筑工藝及技術掌握不足，不能有效達到構件生產工業(yè)化、現(xiàn)場施工機械化及整個過程信息化的目標。最后，傳統(tǒng)建筑行業(yè)管理制度及相關規(guī)范并沒有達到對裝配式建筑各環(huán)節(jié)的有效引導、規(guī)范化監(jiān)督，也沒有形成必要的行業(yè)質量、安全生產標準，整個裝配式建筑還在初級探索中慢慢前行。
2BIM技術
2.1發(fā)展進程
建筑行業(yè)的結構設計方式總體上經過了三個歷史進程，上世紀80年代以前，建筑物的結構設計多采用手工計算與測量，然后繪制板化施工圖，不僅效率慢而且精確性比較低。進入80年代以后，特別是90年代開始，計算機開始應用于建筑設計的日常工作中，CAD將傳統(tǒng)手作設計移動到了電腦端，加快了設計進度，但是依然無法擺脫結構畫圖的命運，隨著BIM技術的應運而生，讓建筑物各模塊甚至構件的快速成圖、聯(lián)動修改、三維可視化預設與操作成為可能，不僅大大提高了設計的精準度和效率，而且推動了建筑設計與施工建造的一體工業(yè)化進程，為裝配式建筑的快速發(fā)展提供了可靠的技術基礎。
2.2BIM技術簡述
BIM即建筑信息模型，是一種以三維數字技術為基礎，集成了建筑工程項目相關信息的工程數據模型［1］。BIM技術的有效實施必須建立在成熟的數字化資源共享技術和完善的共享機制的基礎上，并以貫穿建筑全生命周期的整個過程為目的，包含建筑物所有信息的精準匯總(包含規(guī)劃、設計、施工、運維和拆改)，以此對工程整體及其設施、模塊進行實體和功能性的完整表達。BIM技術目前在建筑設計領域涉及較多，并逐漸朝著建筑施工和運維階段發(fā)展，隨著該項技術的成熟和經濟效益的凸顯，BIM技術也將貫穿于建筑行業(yè)的全過程。
3BIM技術在裝配式建筑中的具體應用
3.1建筑設計
第一，建筑方案設計。要結合建筑項目的外部條件、成本預算、產業(yè)化目標、建設規(guī)模、項目定位及裝配工藝(混凝土結構裝配式、機電裝配式)等內容，以達到對預制構件的設計、加工、裝配的規(guī)范化和標準化，并確定最佳的BIM技術實施方案。第二，建立BIM數據模型。主要確立BIM模型的深度，其確立必須符合相關設計要求，并要足夠精細無冗雜，一般建筑業(yè)涉及的模型深度需要包括建筑的層數、高度、基本功能分隔構件、基本面積、主體外觀形狀、構件的尺寸及相關定位信息、建筑設施的尺寸及其定位信息、建筑細節(jié)的尺寸及其定位信息、場地相關具體信息、綠化的相關具體信息等。第三，對構件進行科學拆分。需要根據構件的功能和受力的相關性能參數，達到對垂直構件、水平構件和非受力構件的拆分工作，為了實現(xiàn)構件標準化和模數化的要求，強化構件的功能及性能指標，在拆分構件時必須依照規(guī)格量少、組合數目多的實施依據，結合不同構件的受力、制作、運輸、吊裝、配筋構造、連接和安裝施工的合理化要求，達到對構件的合理化拆分。第四，預制構件設計。主要是墻板類的構件和梁、柱構件的設計與生產，并全面考慮構件的吊裝、運輸及加工能力，對建筑中的降板、異形、開洞、預留孔、埋件等，依據傳統(tǒng)的二維圖紙深化成BIM三維模型的參數化設計，并達到對于各構件的連接碰撞測試，優(yōu)化各構件的性能參數，達到有效的聯(lián)動修改，確保構件及其銜接處的合理、安全［2］。
3.2部件的生產管理
BIM能夠實現(xiàn)對部件的工廠數字化生產和信息化管理，達到對設計信息的數據化管理與操作、預制構件的計劃排期生產與進場安裝、可視化的功能及性能銜接預設、實時聯(lián)動優(yōu)化修改、生產的標準化控制等，通過與設計模型和構建樣圖數據信息的無縫銜接，實現(xiàn)設計信息的有效識別和自動加工。全過程無須圖紙環(huán)節(jié)，全部進行信息化交付，并有效減少二次錄入，提高了準確度和效率。在自動加工過程中，BIM技術根據已經優(yōu)化的設計信息，智能化完成畫線定位、模具擺放、混凝土澆筑振搗、養(yǎng)護及翻轉吊起等一系列生產工序，并將生產加工的具體信息錄入強大的數據庫管理系統(tǒng)，便于生產過程、裝配過程及后期運維過程對于具體信息的有效查詢。
3.3鋼結構拼裝校驗
運用BIM深化模型對鋼結構尺寸和性能指標進行科學化和信息化地控制，通過預裝系統(tǒng)和三維可視化操作，實現(xiàn)鋼結構拼裝過程中自動化數據采集、模型優(yōu)化與維護、信息合理擬合、偏差分析等，達到對鋼結構拼接的智能可視化校驗［3］。同時整合對鋼結構有效拼接的相關控制理論與模型參考，確立并優(yōu)化鋼結構拼接標準，實現(xiàn)裝配式建筑拼接過程標準化。
3.4施工協(xié)同管理
BIM技術將設計協(xié)同與施工協(xié)同有效銜接起來，達到整個建筑全生命周期的一體化發(fā)展，通過信息共享和協(xié)同工作，把過去設計單位、監(jiān)理單位、施工建設單位、運維單位的工作進行了合理化的融合，任何一個階段的工作都能從建筑整個周期的信息數據中找到最優(yōu)化的解決實施方案，不僅實現(xiàn)了裝配式建筑從建筑、結構、機電、裝修的協(xié)同一體化設計，還極大提高了建筑施工效率、品質與標準。
4結語
裝配式建筑逐漸成為我國建筑行業(yè)發(fā)展的主流，裝配式建筑需要BIM技術的強大支撐與積極深化，不斷將BIM技術應用至裝配式建筑的設計及方案優(yōu)化中，并逐步朝著施工及運維階段擴展，達到對整個建筑生命周期全過程的信息化把控，不斷推動我國建筑智能化、綠色化和一體化的發(fā)展進程。
參考文獻:
［1］胡珉，蔣中行.預制裝配式建筑的BIM設計標準研究［J］．建筑技術，2016，47(8):678－682.
［2］錢渝.芻議預制裝配式建筑中BIM技術的應用［J］．建筑建材裝飾，2017，(01):118－119.
［3］李廣輝，鄧思華，李晨光，等.裝配式建筑結構BIM碰撞檢查與優(yōu)化［J］．建筑技術，2016，47(7):645－647.
