BIM背景下的装配式建筑设计发展及应用

现代科学技术的快速发展促进了BIM技术的出现。在保留装配式建筑特点的基础上，促进了建筑设计向数字化、自动化和智能化的转变。BIM技术有两大优势:(1)从原来的2D设计到3D设计，可以通过直观的模型解决各专业同步设计的问题，有效缩短了设计周期。②提高建筑设计的准确性。在装配式建筑设计中，建筑设计和施工的各个环节都可以实现软件模拟。BIM技术的应用是装配式建筑设计的一次创新，大大提高了装配式建筑的精度、施工效率和质量，对推动其发展具有重要意义。

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BIM技术与装配式建筑概述

预制结构，即在工厂直接组装的预制构件，受气候变化的影响较小。另外，装配式建筑可以大大减少一线工人数量，节省劳动力，提高劳动力素质，缩短工期。

装配式建筑的施工过程可分为三个阶段:装配式建筑构件的制造阶段、运输机械的运输阶段和装配式建筑构件的现场安装阶段。装配式建筑主要通过控制三个施工阶段来控制整个工程的质量、进度、成本和安全。与其他施工方式相比，装配式建筑具有很大的优势，可以规范设计和生产模式，实现标准化设计，达到管理信息化和装修一体化的目标。

预制建筑技术于2002年引入建筑业。信息技术在建筑行业的应用，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集成，全面协调建筑结构尺寸、机电、排水、供热等各个方面。

同时，BIM技术还包括可视化、协调、模拟和优化等其他优势。将BIM技术与装配式建筑工程相结合，可以解决设计、施工、构件加工、连接不充分等多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，增加项目效益。为了实现快速、有效、可持续的发展，这一技术在装配式建筑中得到了充分的应用。

同时，建筑安装工程采用EPC模式，可以统筹整个安装。在一定程度上，EPC模式和BIM技术有很高的契合度。EPC模式可以最大限度地整合项目设计、采购、施工的一切可利用资源，而BIM技术可以借助信息化手段协调EPC模式的各个部分，使建筑行业的人员和信息得到充分利用。

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基于BIM技术的设计方法

BIM可以将装配式建筑的基本概念整合成一条主线，包括设计、生产、施工、装修、管理。同时可以依托其他手段完成信息协同设计、可视化装配、全过程、全方位的信息集成，通过数字仿真为建筑施工全过程提供帮助。

▌1.建立BIM和标准化视觉设计

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。还可以实现多学科协同设计和节能环保设计，为所有参与者提供一个三维信息集成平台，包括建筑材料、加工设备、成本等信息，促进建筑师和设计师之间的交流与合作，加强与平台上制造商和材料供应商的沟通。

▌2.建立BIM与工厂生产、装配施工、整体装修的紧密联系。

对于大规模工厂化生产，首先利用BIM模型表达建筑构件，将抽象的二维图形信息集中在一个模型中，从而与预制工厂建立更紧密的对接关系。其次，将BIM数据导入大型生产设施，实现机械化生产。在装配式施工中，第一步是将工程进度引入BIM模型，模拟现场组织和流程，有效整合时间和空间的信息，形成4D可视化模型。利用虚拟现实技术提前掌握主要控制方法，及时发现存在的问题，并加以改进和优化。第二步，进行建筑安装培训，确保相关人员能够准确掌握装配式建筑的构成，避免因误解或沟通失误造成的施工延误，提高相关人员的熟练程度和工作效率。就整体装修而言，它的有效实现可以提高生产力。在可视化条件下，可以实现内部效果图和模拟安装，优化设计安装，将内部空间分解为独立的功能模块，综合考虑后进行设计，方便工厂生产。

▌3.建立BIM和装配式建筑的信息管理模式。

信息化管理模式的实施主要涉及三个方面:①经济核算分析，需要准确的估算，通过分类统计的快速比对，完成初期的成本控制。②在生产传递、施工管理等重要阶段，使用数字芯片记录质量，以便及时发现问题，提高工作质量。③使用移动设备实时查看项目所需信息，提高项目的准确性。

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装配式建筑中BIM技术的特点

▌ 1.BIM技术在装配式建筑中应用的优势

与传统的2D CAD软件不同，BIM软件具有3D特性。这一特性的存在，可以在设计阶段通过BIM设计体现建筑的实际效果。可将设计信息导入BIM相关专业软件，全面识别CAD。这样就可以在软件中直接生成三维模型，为装配式建筑的设计提供了方便。

BIM技术在装配式建筑设计中使用BIM模型，可以使整个建筑结构非常直观。这样，可以检测出建筑物中存在的问题。与传统的2D平面设计相比，利用BIM软件技术可以大大缩短计算时间，获得的数据精度和工作效率都有很大提高。另外，装配式建筑的设计可以通过BIM软件进行调整，BIM软件技术的调整可以使装配式建筑的设计更加安全有效。

在装配式建筑的设计和施工过程中，需要进行大量的计算，不仅包括工程的投标，还包括整个工程的成本和费用的合理计算。如此庞大的数据计算在人工处理时可能会产生严重的问题，对它们的检查也耗费了巨大的人力物力，损害了企业的经济效益。BIM软件技术在装配式建筑中的应用可以在很大程度上解决这个问题。通过使用BIM软件技术，项目的计算可以变得方便快捷，数据也具有较高的准确性和真实性。当数据出现问题时，便于校对和重新计算数据。这一应用不仅解决了人力物力消耗的问题，也为企业降低了经济损失的风险。BIM软件系统的应用为装配式建筑的整体发展提供了重要支撑。

▌ 2.BIM软件技术在装配式建筑设计中的应用问题

在装配式建筑的设计阶段，必须充分了解装配式建筑模块化、标准化设计的技术特点，需要深入掌握技术特点。当使用BIM软件设计整个装配式建筑时，BIM软件技术可以使建筑的设计精确到构件。而装配式建筑的构件较多，导致在整个设计中无法正确把握构件的要求，构件采购过多，最终可能导致采购构件的浪费。BIM软件技术的使用也可以很好的解决这个问题。通过BIM软件技术，可以更精准的拆卸活动板房，防止资源浪费，降低企业资金浪费风险。

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。目前BIM软件技术只与工厂共享数据，其他方面无法为其他软件提供数据共享。虽然向工厂提供数据共享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软件技术提供更多的数据共享能力。

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BIM技术在装配式建筑设计中的发展

在BIM技术发展的过程中，与互联网技术的结合已经形成了必然的发展趋势。BIM软件技术本身具有数据共享的能力。虽然数据共享还存在一些需要改进的问题，但是与互联网技术的融合可以完美的解决这个问题。而且BIM软件技术与互联网技术的紧密联系由来已久，BIM软件技术正是通过互联网技术实现与工厂的数据共享。与互联网技术的集成不仅可以提高设计效率，还可以保证零部件数据的准确性。这样就为装配式建筑的设计、施工和后期维护管理提供了坚实的后盾。

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发展保障措施

▌1.建立BIM技术专业人员团队。

随着BIM技术的广泛应用，装配式建筑的设计取得了显著成效。但是BIM技术的推广应用还有很多难以解决的问题，需要专业的团队来解决。专业的技术人员团队可以保证BIM技术的应用和工作效率，保证BIM技术在整个装配式建筑设计和施工中的全方位应用。不再局限于装配式建筑设计的应用，对BIM技术的推广应用产生了积极的影响。

▌2.结合实际情况，设计装配式建筑。

装配式建筑的设计要结合当地的实际情况，建筑的设计必须满足当地人的需求。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动，以满足人们的要求。根据环境的不同，组件可以进行相应的调整。只有这样，人们才能设计出令人满意的装配式建筑。

构件施工和BIM技术还处于起步阶段，有些方面还需要完善。然而，国家相关政策的支持和技术的逐渐成熟为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和工业化靠拢，建筑业的目标就更容易实现。

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