裝配式建筑將以工地作業(yè)為主的建造方式轉(zhuǎn)變?yōu)楣S制造與工地作業(yè)協(xié)同作業(yè)方式，是建筑業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化、信息化和智能化的主要推力。裝配式建筑建設(shè)及運(yùn)營過程可分為設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)維3個(gè)階段，其中設(shè)計(jì)階段又包括規(guī)劃階段、方案階段、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)階段；建造階段可分為深化設(shè)計(jì)階段、PC（預(yù)制混凝土構(gòu)件）構(gòu)件加工階段和裝配施工階段；運(yùn)維階段包括建筑運(yùn)營階段和維護(hù)階段。

要實(shí)現(xiàn)建筑生產(chǎn)方式從粗放型生產(chǎn)向集約型生產(chǎn)的根本轉(zhuǎn)變就要推動(dòng)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)主要是建筑工業(yè)化和建筑信息化的建設(shè)。建筑業(yè)信息化是提高建筑產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)方式與技術(shù)手段，對建筑綠色發(fā)展、智慧發(fā)展、提高人民生活品質(zhì)具有重要意義。

建筑工業(yè)化可使建筑形成過程中的大量部件通過工廠化生產(chǎn)加快建設(shè)速度，改善作業(yè)環(huán)境，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低資源消耗。推行裝配式建筑的建設(shè)是建筑工業(yè)化的主要任務(wù)，建筑信息化建設(shè)則以BIM技術(shù)作為主導(dǎo)。

1??裝配式建筑BIM技術(shù)體系、硬件配置

目前國內(nèi)的主流的裝配式應(yīng)用技術(shù)體系是以Autodesk公司的Revit軟件為主的BIM技術(shù)體系，以及Bentley公司的ProStructures軟件為代表的BIM技術(shù)體系。2個(gè)技術(shù)體系優(yōu)勢互補(bǔ)，可實(shí)現(xiàn)全專業(yè)的數(shù)據(jù)交互、設(shè)計(jì)檢查、施工模擬、三維可視化、協(xié)同管理等內(nèi)容。這套技術(shù)體系分為民用建筑和工業(yè)建筑2個(gè)裝配式BIM應(yīng)用技術(shù)體系，是成熟的完整體系。

裝配式建筑拆分和結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件有PKPM-PC和YJK，PKPM-PC既可實(shí)現(xiàn)裝配式結(jié)構(gòu)整體分析及相關(guān)內(nèi)力調(diào)整、連接等部分內(nèi)容，又能利用BIM平臺實(shí)現(xiàn)裝配式建筑的精細(xì)化設(shè)計(jì)，將BIM數(shù)據(jù)對接到生產(chǎn)加工設(shè)備；YJK系統(tǒng)是一套集成化建筑結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其功能包括結(jié)構(gòu)建模、上部結(jié)構(gòu)計(jì)算、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)和接口軟件六大方面。YJK與Revit軟件之間有更完善的數(shù)據(jù)傳遞接口。

2??BIM技術(shù)在初步設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

2.1??BIM介入的最佳階段

在初步設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)即可在模型構(gòu)建時(shí)附加各種智能控制信息，借助BIM技術(shù)使各專業(yè)對后期施工內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化和落實(shí)，不僅可根據(jù)各地政策和業(yè)主要求核查方案階段初定的預(yù)制率、裝配率等指標(biāo)，還可利用BIM模型中的設(shè)計(jì)信息提供有效的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，將工程模型數(shù)據(jù)細(xì)分至構(gòu)件、材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)初步計(jì)算及估算造價(jià)，提高裝配式建筑施工圖設(shè)計(jì)階段與預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)階段的精度和質(zhì)量。

BIM技術(shù)能充分發(fā)揮三維的設(shè)計(jì)優(yōu)勢，對擬建建筑的物理環(huán)境進(jìn)行仿真模擬，且對建筑信息及施工各環(huán)節(jié)的整合更全面準(zhǔn)確。按既定方案進(jìn)行模型的設(shè)計(jì)、分析后，對設(shè)計(jì)方案中不合理的部分進(jìn)行調(diào)整反饋，加強(qiáng)全專業(yè)基礎(chǔ)工作的配合，有利于設(shè)計(jì)階段的信息交流，達(dá)到理想的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

BIM模型完成模擬分析、碰撞檢查等工作后，設(shè)計(jì)方可根據(jù)反饋信息及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化修改。在經(jīng)過深入的優(yōu)化設(shè)計(jì)后BIM模型可為施工圖設(shè)計(jì)階段及建造階段提供指導(dǎo)。這種設(shè)計(jì)方工作的提前也能使業(yè)主對方案有更直觀的了解。圖1為初步設(shè)計(jì)階段BIM應(yīng)用流程。

圖1??初步設(shè)計(jì)階段BIM應(yīng)用流程

2.2??BIM介入裝配式建筑初步設(shè)計(jì)階段的要點(diǎn)

2.2.1??提前預(yù)判問題，提高施工質(zhì)量

裝配式建筑設(shè)計(jì)的平面結(jié)構(gòu)要遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，建筑立面與平面既有適用性特征，也要保證預(yù)制混凝土構(gòu)件的精準(zhǔn)性。前期的建筑設(shè)計(jì)往往會在施工時(shí)與構(gòu)件發(fā)生沖突，即裝配式建筑設(shè)計(jì)與施工嚴(yán)重不匹配，如預(yù)留門窗洞口與結(jié)構(gòu)沖突導(dǎo)致施工難度增加。預(yù)制構(gòu)件不合適時(shí)需反復(fù)調(diào)整施工，增加了構(gòu)件拼接施工階段的安全風(fēng)險(xiǎn)。復(fù)雜的建筑設(shè)計(jì)會增加運(yùn)輸與施工難度，設(shè)計(jì)較復(fù)雜的構(gòu)件運(yùn)輸時(shí)會因造型差異、運(yùn)輸量少而增加成本，在加工、堆放、吊裝、使用過程中存在風(fēng)險(xiǎn)。預(yù)制構(gòu)件安裝也需占用現(xiàn)場空間，安裝到位的預(yù)制構(gòu)件固定、支護(hù)與現(xiàn)澆連接等操作還需預(yù)留出足夠的操作空間。BIM技術(shù)平臺可充分發(fā)揮其可優(yōu)化性與可模擬的特點(diǎn)，一定程度上解決施工現(xiàn)場遇到的問題，提高建筑整體性和抗震性。

2.2.2??提供PC圖紙，核查設(shè)計(jì)問題

在裝配式建筑的初步設(shè)計(jì)階段開始使用BIM技術(shù)，可發(fā)揮其可出圖性、可視化的特點(diǎn)有助于開始PC專項(xiàng)設(shè)計(jì)，該階段應(yīng)提供PC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明、預(yù)制構(gòu)件的平面、立面分布圖、相關(guān)計(jì)算書等，如夾心保溫形式廣泛應(yīng)用于平板預(yù)制構(gòu)件，形狀不規(guī)則的PC板（如凸窗）難以實(shí)現(xiàn)夾心保溫，應(yīng)采取其他方式；初步設(shè)計(jì)階段的PC專項(xiàng)設(shè)計(jì)對施工圖設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的分布圖及詳圖大有裨益，有助于確保建筑設(shè)計(jì)方案滿足實(shí)際需求。

在初步設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員因不了解裝配式技術(shù)而產(chǎn)生的一系列問題可通過BIM技術(shù)得以減少。圖2為裝配式建筑PC構(gòu)件的平面分布。

圖2??裝配式建筑PC構(gòu)件平面分布

2.2.3??推動(dòng)集成設(shè)計(jì)發(fā)展

傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)運(yùn)輸、施工專業(yè)間條塊分割嚴(yán)重且多為串聯(lián)式發(fā)展，缺少前期集成，在施工圖階段因各專業(yè)分包而導(dǎo)致成本增加、變更頻繁。例如裝配式建筑豎向構(gòu)件雖采用裝配式，而在橫向構(gòu)件上的連接位置仍需灌漿導(dǎo)致成本較高，節(jié)點(diǎn)的防水要求也更高，減慢了建造速度。

在初步設(shè)計(jì)階段應(yīng)用BIM技術(shù)，不僅能達(dá)到精細(xì)化建模，還能精準(zhǔn)拆分模型，實(shí)現(xiàn)少規(guī)格、多組合的設(shè)計(jì)理念。在項(xiàng)目開始就統(tǒng)籌設(shè)計(jì)、施工、工廠甚至物流進(jìn)行共同設(shè)計(jì)，以BIM平臺為基礎(chǔ)，通過信息化技術(shù)把設(shè)計(jì)思想和統(tǒng)籌管理貫穿整個(gè)項(xiàng)目，這就需要推動(dòng)裝配式建筑割裂設(shè)計(jì)向集成設(shè)計(jì)變革，因此初步設(shè)計(jì)階段是BIM技術(shù)發(fā)揮最大價(jià)值的階段。

3??BIM技術(shù)實(shí)施困難

3.1??時(shí)間分配問題

在目前的工程實(shí)施時(shí)間中，給予初步設(shè)計(jì)階段的時(shí)間較少，BIM技術(shù)在此階段的工作量難以實(shí)現(xiàn)。為此，需變更工作量高峰階段（圖3）。

圖3??工作量高峰的變化

在原有施工圖階段繪制的平面圖、剖面圖與立面圖，在BIM技術(shù)介入初步設(shè)計(jì)階段，因業(yè)主變更決策，引發(fā)的工作量大幅提高，導(dǎo)致工作量在初步設(shè)計(jì)階段加大。

3.2??交付模式

目前建筑行業(yè)的問題是仍采取按圖施工的施工方式，交付格式均為二維圖紙。施工圖設(shè)計(jì)直接影響施工難易和施工成本的精準(zhǔn)考量，對施工進(jìn)度有巨大影響。由于傳統(tǒng)的建筑工程因施工圖設(shè)計(jì)缺陷引發(fā)的問題大部分解決成本較低，而不愿改變。因BIM數(shù)據(jù)庫的存儲管理面臨嚴(yán)峻問題，建筑項(xiàng)目涉及多個(gè)不同單位，數(shù)據(jù)庫的傳輸負(fù)擔(dān)非常大，數(shù)據(jù)庫的穩(wěn)定性和性能會受網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的限制，甚至可能難以在施工現(xiàn)場使用，導(dǎo)致在施工階段BIM技術(shù)的優(yōu)勢在一定程度上被制約，也影響其在初步設(shè)計(jì)階段的充分利用。

4??結(jié)束語

裝配式建筑工程自始至終對精確性要求很高，標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)和定型化的建筑采用機(jī)械化、自動(dòng)化的生產(chǎn)方式，可加快實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化，推動(dòng)建筑設(shè)計(jì)向著精細(xì)化發(fā)展。以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)將施工階段的設(shè)計(jì)工作放置在初步設(shè)計(jì)階段中，不僅可使施工環(huán)節(jié)的工作量得到有效控制，還能促使行業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展的道路。結(jié)合現(xiàn)代化的產(chǎn)業(yè)組織模式和管理方法管理建筑產(chǎn)業(yè)，從而形成完整、有機(jī)的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)。建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化是建筑生產(chǎn)方式從粗放型生產(chǎn)向集約型生產(chǎn)的根本轉(zhuǎn)變，是產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的必然途徑和發(fā)展方向。

（編輯：奚雅青）

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