装配式建筑是建筑业重要发展趋势之一。目前，装配式建筑的设计大多是基于现浇结构设计系统进行的，并不能很好地适用于装配式建筑。为解决该问题，在总结归纳装配式建筑设计原则的基础上，将BIM技术引入装配式建筑的设计，提出了一种基于BIM技术的装配式建筑设计方法，并从“构件库的建立与完善—设计、拆分、组装—优化设计—建造模拟”的过程对该设计方法进行探讨，以期优化BIM技术在装配式建筑中的应用。
1BIM技术概述
BIM技术全称为“BuildingInformationModeling”，即完整、系统的信息构建模型。其能够把工程信息、资源以及建设各个环节集中于一个模型中，此模型能够供参与项目所有相关人员使用。通过三维技术构建建筑模拟效果，为建筑设计和建筑施工提供协调一致的信息，确保建筑工程各个阶段设计、施工以及工作实现一体化，从而及时发现建筑设计环节中存在的安全隐患，对设计不合理部位加以改善，降低建筑造价成本，确保在规定工期内竣工。
2装配式建筑
预制建筑是指使用预制组件在现场组装的建筑物。与传统的现浇建筑相比，这种建筑具有施工速度快、省力、污染少、建筑环境质量高的优点，但缺点是结构设计困难、整体性差等。目前，我国预制建筑的发展还处于起步阶段，市场份额还不大。主要原因是：①公众对装配技术的理解不够；②没有对预制构件进行推广、改进和开发，对系统及关键技术没有集成创新。
3装配式建筑设计原则
装配式建筑的设计不仅要符合国家政策、法规以及标准规范，在满足其使用功能的前提下，还应避免不必要的浪费和返工。因此，装配式设计应符合“少规格、多组合”的设计思路，在考虑装配式建筑多系统、多环节的建造特点的基础上，将各种部品、部件以及节点进行模块化组合与标准化的设计，形成合理、可靠、可行的装配式建筑设计体系，进而实现其装配化建造。
4BIM技术在装配式建筑具体应用
4.1BIM技术在装配式建筑设计环节的应用
在装配式建筑设计环节，BIM技术的应用具有明显优势。装配式建筑中的预制件属于建筑主要组成部分，其设计对建筑工程质量安全起到直接的影响。通过应用BIM技术能够实现预制件标准设计，有效提升建筑施工安全的精度要求。另外，应用BIM技术能够实现信息共享，发现设计环节中存在的不合理问题，及时对设计方案加以优化，从而能在众多设计方案中选择最佳方案，在满足业主需求的基础上优化建筑性能，确保设计方案的经济性、适用性。
4.2模型深化
在模型预制设计阶段，许多专业都有同样的难度和高度精细化的需求。设计内容和成本需要严格控制。传统的设计方法已无法满足预制建筑物的要求，BIM技术可以以协作和参数化的方式实现组件的分离和组装。首先，根据施工图，可以创建一系列建筑信息数据，如地板高度、门窗开度、壁厚、地板厚度等，最终形成建筑物的BIM信息结构和三维模型。其次，基于结构模型，创建机电管道模型和装饰模型。根据模型报告的问题生成冲突分析报告，并制定适当的对策。最后，利用虚拟现实技术实现了施工仿真，利用模拟施工过程和应用工作效果，提前选择和优化方案，同时通过模型中的模拟漫游，感受现场的真实效果。
4.3深化图纸
创建三维BIM组件模型后，员工必须创建和处理BIM深化图，将每个组件信息的数据转换为二维构造图，然后将其用于组件加工和生产。通常，大型建筑项目需要大量组件，并且组件类型很多，传统的工业预制过程工作量很大，容易出现较大的计算错误。随着BIM技术的应用，上述问题得到了有效解决。在BIM技术的帮助下，使用计算机软件自动分析组件数据并创建组件生产结构的模型。与传统的设计方案不同，可以基于BIM技术创建用于零件设计的三维模型。当索引更改时，关联的工作索引或数据信息将自动更改，从而减少了项目设计过程中应用程序信息不一致的问题。
4.4吊装工艺模拟
预制构件到现场后，工作人员可通过扫描构件上的RFID芯片，对构件信息进行读取，结合每个构件在BIM模型中的位置属性，准确定位构件的安装位置。装配式建筑主要是在现场进行拼装，吊装工作尤其重要。装配式建筑现场装配时，施工机械化程度高，但其构件数量多，不同构件的吊装工艺不同，难易程度不一，对工人的吊装水平要求较高，对现场的施工安全保障措施要求也较高。利用BIM技术在施工前进行构件吊装施工动态模拟，能形象表达标准层的施工工艺，也能提前发现后期现场施工时可能出现的吊装问题并加以解决。吊装工艺复杂，施工人员操作有一定的风险，通过对吊装工艺进行BIM施工模拟，以动画的形式展示给现场技术人员进行交底，帮助其直观且准确地了解施工方法，使各部门沟通更高效，施工更高效。
4.5施工计划优化
在施工阶段，可以借助于BIM5D（3D模型+进度+成本）管理平台，对施工过程进行模拟。在BIM5D管理平台中，将施工进度计划及资源计划与BIM3D模型进行关联，通过三维动画方式进行建造模拟，可以直观反映各时间点对应的施工进度和资源投入情况。通过模拟还可检查出原进度计划和成本计划中存在的不合理之处，以及逻辑关系欠缺之处，加以完善，并对施工方案、施工顺序、资源供应情况等方面进行优化，避免因施工计划不合理导致施工进度拖延和施工成本增加。通过BIM5D平台，施工单位可以对项目实际的施工进度和成本情况与原计划的进行比较，从而对项目的进度和费用进行实时动态管理。
结语
装配式建筑作为实现建筑工业化的重要途径之一，是当前建筑行业发展的趋势。本文将BIM技术融入装配式建筑设计中，从“构件库的建立与完善—设计、拆分、组装—优化设计—建造模拟”等阶段入手，探讨了BIM技术在装配式建筑设计中的应用，构建了基于BIM技术的装配式建筑设计方法。通过标准化和通用化的设计系统，来提高设计人员的设计效率和设计质量。研究将对BIM技术在装配式建筑中的应用起到积极推动作用。
参考文献
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