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摘要：裝配式建筑深化設計因其具有精細化、協同化等要求，能較好的融合于bim技術。以蕪湖市晶宮江南府項目為例，闡述BIM技術在裝配式建筑中的深化設計流程，引出BIM技術在深化設計中的優勢，并針對目前存在的問題提出解決措施，有利于推動BIM技術在裝配式建筑中的應用推廣。

關鍵詞：BIM技術；深化設計；裝配式建筑

1概述

裝配式建筑作為一種新型建筑，因其工廠生產、現場安裝的建造方式，可有效解決環境污染及勞動力短缺等問題，大幅度提高建筑質量，已成為未來建筑行業的發展趨勢，近十年來，國務院及全國多個省市已發布相關政策，倡導、鼓勵、要求發展裝配式建筑［1］。建筑信息化技術（BIM技術），具有可視化、集成化、參數化等優勢，已逐漸代替傳統CAD技術，因其可以應用在裝配式項目的不同階段，除了BIM軟件構建信息管理的應用，也可以擴大其他領域的應用技術，包括其中虛擬現實施工技術、數據分析和數據挖掘技術，三維激光掃描、物聯網、移動設備、云計算。應用BIM集成技術將建設終端網站，將是一個重要的工程實踐和創新。目前多個城市已將BIM技術的使用作為投標及裝配率計算的加分項。裝配式建筑相比傳統建筑多了深化設計環節，在設計與構件生產間起到了承上啟下的作用，傳統施工圖只包含設計階段的信息，無相關構件的拆分及具體尺寸，構件廠無法用其直接指導生產，需對施工圖進一步深化設計，達到指導生產與現場施工的要求。因預制構件對圖紙的精確性及各專業的協同性要求較高，目前已逐步引人BIM技術作為深化設計的主要工具，且取得了良好的使用效果［2＜。預制構件深化設計是工業化住宅實施關鍵環節，也是工業化住宅優于傳統住宅最集中的體現，集合了不同專業需求。目前工業化建筑合同模式下的構件深化設計主要由構件廠作為牽頭人，由構件廠完成，即設計單位完成項目施工圖后，由構件廠將需求整合后，結合構件自身生產工藝需求后，完成深化設計任務。

2蕪湖市晶宮江南府項目

2．1項目概況

本項目占地面積為61201m2，總建筑面積為158715．47m2，地上建筑面積122359．27m2，地下建筑面積36356．2m2，容積率為1．998，共計16棟高層住宅，3棟配套公共建筑，裝配率達55％以上（見圖1）。地塊需配建建筑面積不小于1500m2社區服務中心、建筑面積不小于2000m2菜市場及其他相關配套；戶型面積為70m2，90m2，110m2三種戶型。裝配式建筑構件類型主要包括預制保溫外墻板、預制保溫外剪力墻板、預制混凝土隔墻、預制混凝土內剪力墻板、預制混凝土PCF板、鋼管桁架預應力混凝土疊合板、預制疊合陽臺、預制空調板、預制樓梯、預制梁等。

2．2項目深化設計流程

2．2．1模型深度確定。模型深度是BIM技術應用的基本，在項目的不同階段，對模型深度有不同的要求，在規劃設計階段，模型深度較低。在深化設計階段，需綜合考慮建筑、結構、機電、暖通、給排水等多個專業的協同，反映實際生產、施工信息，并根據對應的模型制作施工指導動畫。根據GB／T51301—2018建筑信息模型設計交付標準可知，其模型單元分級及精度等級劃分如表1，表2所示。2．2．2模型拆分基于項目實際情況和計算機硬件性能，按照不同專業對項目模型進行拆分和整合，使信息更加方便高效的傳遞，有助于后期項目的各方協同。以本文項目為例，將項目按照樓棟－樓層－專業進行拆分，由于項目為住宅，可簡單分為地下部分、地上現澆層數、預制標準層、頂層，其拆分整體布局為總體模型—某號樓模型—地下室、標準層、現澆層、頂層，其中標準層包含各類預制構件、施工臨時構造、暖通、機電、給排水等各類模型。具體模型完成情況如下：1）地下室模型：本項目地下室為現澆結構，建筑、結構、機電等專業單獨完成后通過鏈接進行各專業模型拼裝，最后完成模型的查缺補漏。2）地上現澆層模型：本項目1層￣3層為現澆層，主要分為結構部分與建筑部分，實際建模方法與地下室模型類似。3）標準層模型：根據裝配率計算要求，立足安徽省裝配率計算要求、工廠生產能力，選擇合適的拆分方案。2．2．3深化設計以鋼管桁架疊合板為例。在BIM軟件中（一般采用revit軟件）對整棟建筑進行模型繪制，首先依靠拆分方案，將板按照“少規格、多組合”的形式進行拆分，完成后根據疊合板尺寸大小進行編號，并根據板的尺寸進行單向板或雙向板的確定，再根據建設單位、設計單位及構件生產單位要求，選定疊合板拼縫形式，本文項目疊合板為密拼縫。針對疊合板設計要點，采用revit中族功能新建一個參數化的預制疊合板族，主要包括板的長、寬、高、主筋位置及尺寸、分布筋位置及尺寸、鋼管桁架位置及尺寸，基于此族的基礎上，通過改變某些參數可以得到型號各異的預制鋼管桁架疊合板。結構專業完成設計后由建筑、機電、給排水專業進行機電管線的布置，并留有孔洞，針對較大孔洞需進行洞口加強，若存在同尺寸板管線位置及洞口大小不一時，可對疊合板編號進行適當擴充，完成疊合板的三維模型后，統一鏈接到模型中進行錯誤檢查，如碰撞、尺寸偏差等，校準無誤后利用BIM軟件自動生成圖紙、料表、鋼筋加工表等重要資料。2．2．4BIM深化設計出圖。裝配式建筑的圖紙包括拆分圖及單個構件的深化設計圖，同型號構件可共用一張圖，因其設計范圍小，復雜程度相比傳統施工圖有所降低，實施標準化較為快捷，以鋼管桁架疊合樓板為例，需要包含建筑、結構、機電、給排水等專業的施工信息，保證圖紙深度達到生產及施工要求，其至少需要2張圖：1）模板圖：主要反映預制構件的尺寸、構配件、預留孔洞、定位、吊點等信息，包括正視圖、俯視圖和右視圖，針對復雜構件，可根據實際情況添加對應的剖面圖。2）配筋圖：主要包括預制構件的鋼筋信息，包含鋼筋位置、尺寸、型號以及BOOM表。

3裝配式建筑BIM技術深化設計應用的優勢

3．1協同工作

項目的深化設計需建筑、結構、水電、設備等多個專業完成，同一專業也需多名設計師參與，相比于傳統設計易存在的錯、漏、碰、缺等問題，BIM技術利用工作集和鏈接模型很好的解決此問題，即多名設計人員可在一個模型文件上進行繪圖，能隨時觀察到其他專業的進度及構件位置、尺寸等信息，合理繪制本專業圖紙。最終可通過鏈接模型的方式，將多專業模型進行鏈接歸并，達到統一的效果，便于檢查錯誤及專業間的干擾。

3．2視圖關聯與料表自動生產

在BIM軟件中，通過對模型的建立，可做到對不同視圖（平、立、剖、三維等）的觀察和修改，修改后，其相應視圖會同時修改，與之對應的料表也會變更，極大程度的節約從業人員工作量，提升圖紙正確率。3．3參數化設計裝配式建筑因為特性，將建筑分為多種不同尺寸的構件，同類構件主要區別在于尺寸的差異，BIM軟件因其自帶參數化設計功能，利用BIM軟件的參數化功能繪制預制混凝土構件，同類型構件只需一個模板，根據實際尺寸填人對應參數，極大的提升繪圖效率，因軟件已存人相關規范，若設計人員出現尺寸偏差或結構錯誤時，可及時報錯。

3．4三維圖形與二維圖紙自動生產

BIM軟件基于三維成像基礎進行圖紙的繪制，可完成模型信息協同編輯、實際物體布爾運算、參數化表達技術、數據保存、大型場景信息組織、外觀渲染等，模型完成后，可根據設計師要求進行平面、立面、剖面圖提取，并給予部分插件進行自動標注，生成施工圖。

3．5IFC數據交換標準格式

IFC數據格式是一個公開的標準，是一種基于數據信息模型的對象文件標準格式，是目前BIM核心軟件中普遍存在的格式。IFC標準的提出為整個建筑行業提供了一個可以描述整個項目周期數據的、不依賴于單一數據系統的中間數據標準，應用在全生命周期的階段之間的信息數據傳遞與共享。BIM軟件生成的模型可導出IFC格式文件，便于其他軟件進行文件共用，實現模型信息的多項應用［4］。

4裝配式建筑BIM技術深化設計的應用難點分析及解決措施

4．1存在的問題

1）逆向設計：目前結構及建筑設計最終出圖多為CAD圖紙，深化設計人員在拿到圖紙后，若運用BIM軟件進行翻模出圖，不可避免的要重新建模，增大工作量，且翻模的過程中可能存在些許錯誤，影響后期出圖精度。2）溝通難：BIM深化設計與上游規劃設計單位及下游生產施工單位溝通多，信息量大，參與人員多，溝通復雜。深化設計人員需根據業主、設計方、構件廠、施工單位、預埋件供貨商等單位進行信息交流，將各方要求融人圖紙中，如果缺失統一的流程及信息優先級的約定，導致各方信息及要求存在一定的沖突，為深化設計工作帶來一定的難度，造成圖紙的復雜及大量的變更［5］。3）構件種類多：同類型構件雖然做到標準化，但存在細微差別，如預埋件位置、線盒位置、線管走向、正反手等，導致有差別需單獨出圖，增加圖紙量和深化人員工作量，且上游設計單位按傳統結構設計，未考慮深化設計及工廠生產，為后期深化帶來了一定難度，增加了構件數量和種類，使得企業生產施工成本增加。4）模型數據傳遞不暢：傳統的數據傳遞形式為線性傳遞方式，順序為：規劃單位—設計單位—深化單位—構件廠—施工現場，信息傳遞流程慢，準確度差，若部分問題需多個單位協同處理，則會出現互相“踢皮球”現象，嚴重阻礙項目的推進，影響工期。5）數據缺乏統一管理與運用：目前深化設計圖紙及模型多為一個項目使用，完工后模型及數據封存，缺乏對數據的整體利用，針對不同項目同類問題重復出現，多依靠技術人員的經驗，缺乏可靠的理論依據，不能形成固定的體系供新人學習。相關技術總結、進度計劃安排、質量、安全、成本、現場管理等數據并未融人模型，并加以利用。

4．2解決措施

1）正向設計：從源頭解決問題，項目規劃階段，采用BIM技術，后續設計、深化、生產、施工、進度、質量、成本等各方面信息都在此BIM模型上進行細部添加或相關信息輸人，為項目收尾做好信息收集，為下個項目提供相關經驗，其流程見圖2。litll生產單位設計單位施工單位設計單位運維單位設計單位BIM模型生產階段B1M模型施工階段BIM模型建筑供應商的產品信息：建筑供應商的產品信息：＇建筑構件用材；建筑構件用材：機電i查備；BIM模型機電設備；…瀹衛條具－廚衛紊具…圖2項目BIM信息流程2）整體溝通：利用BIM技術作為信息平臺，各參與單位立足于項目整體質量、進度、安全、成本的角度，在項目實施前、實施中、實施后提出相關建議并輸入信息平臺，各參與單位均可在信息平臺收到信息，并針對問題對模型進行優化，尋求最優的解決辦法，避免單線交流引起的問題解決周期長、難解決等問題。3）優化深化設計：項目設計之處，深化單位上傳相關構件族庫、構件模數，工廠上傳其生產能力至BIM信息平臺中，設計單位根據此類相關信息進行設計，做到標準化、模數化，深化單位在此基礎上做到構件的少種類、多組合，為生產單位節約模具成本。4）信息利用：項目實施前，根據已有圖紙及模型，對項目成本做到細致的預算，實施過程中，利用BIM模型及平臺，對資金的投人、質量的把控、管理的措施、安全的針對防護做到全面細致的掌握，并根據掌握的信息，實時更新相關計劃，使項目始終處于動態管理中［6］。

5結語

BIM技術作為一項新型建筑設計類工具，因其具有可視性、協調性、模擬性、高效性等相關優點，可與裝配式深化設計有較深的契合點，目前已逐步推廣，但也存在BIM軟件的文件格式不一致、BIM平臺投人高、項目信息化程度低等不足之處。立足目前裝配式深化設計發展現狀，應做到以下幾點：1）制定深化設計的BIM標準，包括模型的建立、拆分、精度等，促進協同設計，減少后期圖紙的變更。2）在實際項目應用中，應不局限于出圖、管線碰撞檢測、預拼裝、做視頻等功能，應對項目產生的信息加以利用，如項目質量、安全、進度、成本等方面的統計。3）針對BIM技術，從使用工具的角度轉變為信息綜合處理平臺，BIM技術單純作為深化設計的工具，其優勢僅限于提高出圖效率，應向上游設計端推廣，下游生產施工端深人，以BIM技術作為基礎，打造信息化平臺，掌握施工全流程信息。

參考文獻：

［1］李永杰＿BIM技術在裝配式建筑深化設計中的應用研究［J］．智能建筑與智慧城市，2021（10）：47－48．

［2］陶佳能，王果，唐源野＿BIM技術在裝配式建筑施工過程中的應用研究［J］．山西建筑，2021，47（7）：191－192．

［3］韓冰．BIM技術在裝配式建筑中的應用［J］．智能建筑與智慧城市，2021（10）：68－69．

［4］梁承龍，劉芳，彭來．裝配式建筑BIM正向一體化設計應用研究［J］．廣西城鎮建設，2021（9）：79－83．

［5］袁云霞．BIM技術在裝配式建筑深化設計中的應用［J］．智能建筑與智慧城市，2021（9）：丨00－101．

［6］翟婷婷，張帥？BIM技術及其在建筑設計中的應用探究［J］．中國建筑金屬結構，2021（9）：72－73．

作者:劉立超 單位:安徽晶宮綠建集團有限公司