BIM背景下的装配式建筑设计发展及应用

现代科学技术的飞速发展，促进了BIM技术的出现，基于对装配式建筑特点的保留，促进了建筑设计向数字化、自动化和智能化的转变。BIM技术有两个优点：①从原有的二维设计到三维立体设计，通过直观模型解决各专业同步设计的问题，有效缩减了设计周期。②提高建筑设计的精确性，在装配式建筑设计中，建筑设计、施工中的各个环节能够实现软件模拟。BIM技术的应用是装配式建筑设计的创新，极大地提高了装配式建筑的精度、施工效率和质量，对促进其发展具有重要意义。

装配式结构，即直接现场组装工厂生产的预制构件，受气候变化影响较小。另外，装配式建筑可以极大的减少一线工人的数量，节约劳动力，提高劳动质量，缩短施工周期。

装配式建筑施工过程可分为3个阶段：装配式建筑构件制造阶段、运输机械运输阶段以及装配式建筑构件的现场安装阶段。装配式建筑主要通过对3个施工阶段的控制来控制整个工程的质量、进度、成本和安全性。与其他建筑方式相比，装配式建筑具有极大的优势，可以规范设计生产模式、实现标准化设计，同时能达到管理信息化及装修一体化的目标。

装配式建筑技术于2002年被引入建筑业，信息技术在建筑业中的应用将建筑工程各阶段的信息数据纳入计算机模型，通过三维信息技术实现信息一体化，并对建筑结构尺寸、机电、排水、采暖等方面进行全方位的协调。

同时，BIM技术还包括可视性、协调性、模拟性和优化性等其他优点。将BIM技术与装配式建筑工程相结合，可以解决由于设计、施工、构件加工、连接不足等各种原因造成的资源浪费问题。BIM软件可以有效提取项目相关信息，缩短项目时间，控制成本，提高质量和施工安全性，增加项目效益。为了实现快速有效的可持续发展，装配式建筑工程中已经充分使用了这一技术。

同时，建筑安装工程采用EPC模式，可以对整个安装进行规划，EPC模式与BIM技术在一定程度上具有很高的契合度，EPC模式能够最大限度地整合项目设计、采购和施工的所有可用资源，而BIM技术可以应用信息手段对EPC模式各部分进行协调，使建筑业的人员和信息得以充分利用。

  BIM可以将装配式建筑的基本概念整合到一条主线上，包括设计、生产、建筑、装饰和管理额等。同时，可以依靠其他手段完成信息化协同设计、可视化装配、全过程和全方位的信息化集成，并通过数字化的模拟，为建筑施工的全过程提供帮助。

▌1. 建立BIM与标准化可视化设计

利用BIM软件的建筑功能，逐步构建预制构件的品种、规格、数量，通过可视化设计实现交互式、精细化的模块设计理念。还能实现多学科的协同设计和节能环保设计，为所有参与者提供一个包括建筑材料、加工设备、成本等信息的三维信息集成平台，促进建筑师、设计师之间的交流与合作，加强与平台上的制造商和材料供应商的沟通。

▌2. 建立BIM与工厂化生产、装配化施工、一体化装修的密切联系

对于大规模工厂化生产，首先采用BIM模型信息化的表达建筑构件，将抽象的二维图形信息集中在一个模型中，与预制厂建立更紧密的对接关系。其次是将BIM数据导入大型生产设施，实现机械化生产。在装配化施工上，第一步是将项目进度计划引入BIM模型，模拟现场组织和工序，有效整合时间以及空间的信息，形成4D可视化模型，并利用VR技术对主要控制方法进行预先掌握，及时发现存在的问题并针对这些问题进行改进和优化。第二步是进行施工安装培训，保证相关人员准确的掌握装配式建筑的构成，避免因误解或沟通错误造成的施工延误，提高相关人员的熟练程度和工作效率。就一体化装修而言，其有效实现可以提高生产力，在可视化的条件下，实现内部渲染和模拟安装，实现设计和安装的优化，将内部空间分解为独立的功能模块，经过综合考虑后进行设计，以便于工厂化的生产。

▌3. 建立BIM与装配式建筑信息化管理模式

信息化管理模式的实施主要涉及3个方面：①经济算量分析，在这一方面要求准确估算，通过分类统计快速比对，完成成本的初步控制。②生产传输、施工管理等重要阶段，使用数字芯片进行质量记录，以便及时发现问题，提高工作质量。③利用移动设备实时查看项目所需的信息，提高项目的准确性。

▌1. BIM技术在装配式建筑中应用的优点

与传统的二维CAD软件不同，BIM软件具有三维特性。这种特性的存在可以在设计阶段通过BIM设计反映建筑的实际效果。可以将设计信息导入BIM相关专业软件中，对CAD进行全面的识别，这样的方式可以使其直接在软件中生成三维模型，为装配式建筑的设计提供便捷性。

BIM技术在装配式建筑设计中可以通过使用BIM模型把整个建筑结构表现得十分直观，通过这样的方式可以检测出建筑中存在的问题。与传统的二维平面设计相比，使用BIM软件技术可以使计算时间大大缩短，并且得到的数据的准确度和工作效率都得到了极大的提高。另外，通过BIM软件可以进行装配式建筑设计的调整，通过BIM软件技术的调整可以使装配式建筑设计更加安全且有效。

装配式建筑在进行设计与建造过程中都需要进行大量的计算，这其中不仅包括对工程的投标出价，还包括对整个工程的成本以及费用的合理计算，这样庞大的数据计算由人工进行处理可能会出现严重的问题，而且对其进行检验也需要消耗庞大的人力与物力，使企业的经济效益受到损害，而BIM软件技术在装配式建筑中的应用可以极大程度的解决这一问题。通过BIM软件技术的使用可以使工程的计算变得方便快捷，而且数据也具有极高的准确性与真实性。当数据出现问题时也方便对数据进行校对与重新计算。这样的应用不仅解决了人力物力消耗的问题，也降低了企业受到经济损失的风险。BIM软件系统的应用为装配式建筑的整体发展提供了重要的支持。

▌2. BIM软件技术在装配式建筑设计中应用遇到的问题

在对装配式建筑进行设计的阶段，必须充分理解装配式房屋设计的“模块化、标准化”的技术特点，并且需要对技术特点进行深度的掌握。通过BIM软件对整个装配式建筑进行设计时，BIM软件技术可以将房屋的设计精确到构件，而装配式建筑存在着构件极多的特点，从而导致了整个设计中对构件需求无法得到正确的掌握，而使构件被过多的采购，最终可能导致构件采购回来后发生浪费的情况。而利用BIM软件技术也可以很好地解决这一点，通过BIM软件技术对装配式房屋进行更加精准的拆解，防止资源的浪费，降低企业资金浪费的风险。

BIM技术在装配式建筑设计过程中仍然存在数据共享困难的问题。BIM软件技术在现阶段只与工厂进行数据共享，而在其他方面，无法提供对其他软件的数据共享。虽然向工厂提供数据共享的方式可以极大地解决构件规格和采购的问题，但是随着装配式建筑设计的不断发展，需要BIM软件技术可以提供更多方面的数据共享能力。

在BIM技术发展的过程中与互联网技术进行结合已经形成了必然的发展趋势。BIM软件技术本身就有着共享数据的能力，虽然在共享数据方面还存在有待提升的问题，但是和互联网技术的融合可以完美地解决这一问题。而且BIM软件技术早就与互联网技术进行密切的联系，BIM软件技术就是通过互联网技术来实现与工厂的数据共享的。与互联网技术的融合不仅可以提高设计的效率，还可以确保构件数据的精准性。通过这样的方式，为装配式建筑的设计、施工以及后期维修管理等工作提供了坚实的后盾。

▌1. 建立BIM技术专业的人员团队

在BIM技术被广泛应用的背景下，装配式建筑设计已经取得了十分显著的成效。但是BIM技术在推广和应用过程中仍然存在许多难以解决的问题，这就需要专业的团队来进行问题的解决。拥有专业的技术人员团队可以保障BIM技术的应用及工作效率，保障BIM技术在整个装配式建筑的设计、施工等过程全方位的应用，不再局限于装配式建筑设计的应用，对BIM技术的推广和应用产生了积极的影响。

▌2. 结合实际情况进行装配式建筑设计

对于装配式建筑的设计要结合当地的实际情况，建筑的设计一定要符合当地人们的需要。由于地理位置、环境天气等原因，需要对装配式建筑的设计进行适当的改变来满足人们的要求。根据环境的不同也可以对构件进行相应的调整，只有通过这样的方式，才可以设计出人们满意的装配式建筑。

构件构建和BIM技术尚处于起步阶段，在某些方面还有待改进。但是国家相关政策支持和技术逐渐成熟为BIM软件在装配式建筑设计中的进一步发展提供了良好的前景。如果每一步都向信息化、产业化靠拢，建筑业的目标将更容易实现。