上海千年城市规划工程设计股份有限公司 201100
摘要：经济基础的发展带动了我国高新科技的进步，建筑信息模型（Building Information Modeling，简称BIM）技术正是其中最具代表性的一种新技术，该技术在2008年左右引入我国，在诸多建筑工程领域均有比较典型的应用，特别是在装配式建筑这种特殊建筑形式的设计工作中更是如此。BIM技术通过三维建模，将建筑工程全寿命周期中产生的相关信息添加在该三维模型中，对设计、生产、施工、装修、管理过程进行控制和管理，有效提升了装配式建筑设计的效率和质量，因此本文结合实际项目，中房香兰园项目，从BIM技术在装配式建筑规划中的应用、BIM技术在装配式建筑深化设计阶段的应用、BIM技术在装配式建筑构件生产过程的应用这三方面分别阐述一下我的理念与想法。
关键词：BIM技术；装配式建筑；设计；应用
引言
社会主义现代化建设取得的成果，带动了我国城市化进程的推进，建筑行业由此进入了新的发展时期，从根本上缓解了城市地区建筑面积不足等问题。然而与此同时，传统建筑工程模式中存在的一些不足之处也逐渐暴露出来，比如环境污染程度高、资源结构配置不合理等，影响了建筑行业的绿色化、现代化进步。在这种情况下，装配式建筑应运而生，通过BIM技术强化装配式建筑设计、保证装配式建筑设计合理性，也成为工作人员广泛探讨的课题之一。
一、BIM技术在装配式建筑规划中的应用
各种高新技术的出现和大规模应用，给建筑行业带来了新的可能性，特别是建筑设计的水平，近年来更是得到了显著的提升。在装配式建筑规划阶段，工作人员可通过BIM技术的合理应用，提升装配式建筑规划方案的水平，让建筑设计发挥应有的作用。从装配式建筑建设场地的选择来说，借助BIM技术，工作人员可明确本次项目工程指标与场地环境因素的匹配度，并避免环境给装配式建筑后续施工带来的负面影响，选出最符合装配式建筑设计要求的场地。从装配式建筑图纸的角度来说，BIM技术能够对选定场地的各种参数进行有效模拟，能够实现仿真结构搭建等，还能够根据数据库确定关键材料变化可能造成的影响，进而保证装配式建筑的设计质量，避免在实际施工中出现建造损失。BIM技术还具有装配式建筑图纸三维化功能，即可以将平面的图纸转化为立体的图纸显示出来，这有助于工作人员快速发现图纸当中存在的问题，并及时修正这些漏洞，让装配式建筑的规划质量得到提升。除此之外，BIM技术所具有的自动化数据修正功能，还能够降低装配式建筑规划设计工作的难度，在某个设计步骤发生数据变化的情况下，系统能够自动对相关数据进行相应调整，从根本上解决了装配式建筑设计中各方信息沟通不到位导致的问题。
在中房香兰园这个项目中，运用ECOTECT软件对BIM模型进行日照分析，计算出建筑物的最佳朝向。通过模拟分析室内采光，优化室内布局、合理设计导光管的位置和大小，解决局部重要房间的采光，很好的解决了总图的布置问题。
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图1 （运用ECOTECT软件对BIM模型进行日照分析）
二、BIM技术在装配式建筑深化设计阶段的应用
2.1 现阶段装配式构件制造中存在的问题
现阶段来看，装配式建筑的生产建筑流程基本包括：利用设计软件给出二维图纸，交给构件生产厂家后，由厂家进行倒模制作模具，再根据订制下来的模具交付车间进行构件的实际生产，从实际的生产情况不难看出，这样的生产流程存在设计单位提供的图纸无法直接用于车间生产，而绝大多数构件厂家又存在出具模具速度慢、构件模型效率低等一系列问题，这给装配式建筑的后续生产带来了一定的负面影响。另外，平面设计图纸还存在无法进行碰撞分析的问题，制作成模具后出现问题再改动的话，将会产生巨大的成本浪费，与装配式建筑低成本高效率的实际要求不符。
2.2技术层面下装配式构件的BIM运用方案
第一，根据造型、配筋选择、制作工艺等不同的标准，把装配式建筑的构件分成若干类别，以此为前提建设装配式建筑设计BIM族库架构。第二，工作人员应充分利用BIM技术，对装配式建筑各种构件的平面图纸、立体化模型进行参数调整，使之形成参数化模型。第三，在开始建模以后，工作人员要对装配式建筑当中不同结构、不同功能的构件进行关系分析，在保证每个构件的独立性的基础上，对构件内部的模型树进行扁平化调整，利用参数标签实现构件设计模型的高效管理。第四，要对装配式构件设计的可行性进行反复验证，装配式建筑是由一个又一个构件组合装配而成的，因此工作人员可在BIM系统当中，提前将这些构件拼接到一起，从而确认构件形状、构件尺寸等信息是否准确合理，发现问题的情况下第一时间进行数据调整，以避免参数错误导致的设计风险。比如，在对钢筋网构件进行设计的过程中，工作人员就可以借助BIM系统的碰撞检查功能，对参数化钢筋进行深度建模，确认其是否与其他构件存在位置冲突等，发现参数化钢筋结构与其他管道结构、预埋件等发生冲突的情况下，工作人员还可以利用程序语句对其进行自动配置和补强，在最短的时间内完成钢筋结构的修补和完善，目前这种做法已经得到了广泛的应用和关注，也确实在实际应用中发挥了不可忽视的重要作用。另外，为了保证这一步骤的有效性，工作人员还可以对结构钢筋、结构外轮廓进行清除，仅通过参数联动完成上述步骤。最后，在装配式建筑构件设计交付的过程中，工作人员可通过优化族文件的方式为施工方和生产厂家出具装配式构件BIM模型。
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图2（在BIM三维模型中装配式楼板的组装）
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图3（BIM模拟预制楼梯吊装）
三、BIM技术在装配式建筑构件生产过程的应用
3.1装配式建筑的执行难点
装配式建筑的构件制作和后续安装都具有一定的难度，从实际情况来看，其难点主要包括：1.构件的模具比较单一，难以满足越来越多样化的生产需求。同时还存在模具成本高、制作速度慢等一系列问题，很有可能造成极大浪费。2.构件的调运安装环节缺乏技术指导，也缺少直观准确的技术交底措施，最终很容易由于工作人员误操作导致出现质量问题和进度滞后。
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图4（预制构件生产的可视化）
3.2装配式建筑设计成果的执行
装配式建筑设计成果的执行主要包含两大环节：第一，模具设计和制造环节执行方案为：设置能与构件设计进行无损数据对接和参数联动的模具深化设计平台。在构件建模阶段，即同步完成外围模具的建模，模具尺寸和构件尺寸参数设置联动，即在构件族的基础上附带完成模具族的制作。进而在匹配构件尺寸的整体模具模型的基础上，通过数据接口，转换到模具深化设计BIM平台，同样将模具进行模数化的拆分，并补充固定加强部分，保证力学性能。最终实现模具模型和构件模型一同生成，一同随参数变化，同时保证模具深化设计平台直接输出的出图标准满足模具制造厂的需求。第二，构件调运安装环节执行方案为：设置能与装配式设计平台进行直接数据对接的模拟仿真平台。在装配式项目BIM设计的基础上，建立制造车间和安装现场两大场地BIM以及配套的措施项目、施工机具模型体系。要真正实现有效的技术交底和施工管理，核心即在于两个平台间数据对接的高效，模拟平台端项目构件模型树和设计端项目模型。
结语
相比于传统现场施工的建筑工程，装配式建筑显然具有更加突出的优越性，能够节约施工时间、保证施工标准性，同时还能避免现场施工造成的环境污染等问题，因此得到了越来越多的认可与关注。装配式建筑设计工作具有一定的难度，无论是出具图纸还是制作模具，都很容易出现质量问题，因此从业人员利用BIM技术，对装配式建筑构件设计、规划设计等进行强化是以后发展的重中之重。
综上所述，BIM技术与装配式建筑的结合，在未来必将会有效提高装配式建筑的生产效率和工程质量，将生产过程的上下游企业联系起来，真正实现以信息化促进产业化，借助BIM技术三维模型的参数化设计，中国装配式建筑的发展必将会迈出一大步。
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