裝配式建築以工程設計圖紙作為參照，將各個環節的建築構件進行精確的組裝，形成完整的建築整體。在我國裝配式建築的設計工作中，對BIM技術的應用程度越來越高，它可以讓設計工作人員更加直觀地了解裝配式建築的整體結構構成，對裝配式建築設計工作中存在的各種缺陷進行有效解決，防止在後續的工程過程中出現返工現象。
1BIM技術在裝配式建築設計中的運用
BIM技術也稱為建築信息模型，通過它可以建立起更加直觀和精確的建築結構三維模型。具有結構設計、施工管理等功能，是一種功能強大、設計功能先進的建築模型結構。通過BIM技術的有效應用，設計工作人員可以對建築體的真實信息進行反應，並且給予BIM技術所具有的系統功能，將三維結構模型進行可視化、協調性以及優化性的設計和使用，有效提高裝配式建築工程的整體設計質量。
1.1 建築策劃設計
在裝配式建築的工作策劃環節中，相關設計工作人員和建築工程師之間需要做好有效的技術交流，對工程項目進行準確定位，考慮經濟工程的整體設計規模、經濟成本投入以及後續的工程管理等。基於BIM技術，建立一種可視化的建築結構優化方案，對工程設計工作中存在的缺陷和不足及時進行調整，以BIM技術所具有的數位化設計工作為核心，將建築模型中的尺寸進行有效協調，並且基於單元組裝到工程設計理念，對每一個單元的建築構件進行合理的設計和調整，有效提高工程設計的科學性和規範化。在不同的設計階段，需要對裝配式建築結構模型進行呈現，保證工程設計工作的科學性。
1.2 構件拆分
裝配式建築的設計中，需要通過手動操作，對建築裝配式構件進行合理的拆分。由於該項工作需要的專業程度較高，並且很多工作人員在協同化的構件拆分效率上相對較低，模型結構信息之間無法得到有效的連接和共享。在裝配式建築結構的深化設計工作過程中，需要有效做好鋼筋碰撞實驗、預埋件的位置設計以及建築構件之間的碰撞協調實驗等項目，有效提高BIM三維模型的設計精確度，為後續的裝配建築施工打下良好的基礎。
1.3 構件製作
在裝配式建築的前期設計中，由於工作人員的考慮範圍比較狹隘，信息化操作程度較低，並且整個管理工作比較粗放，在構件的生產數量種類上相對較多，同時模具的使用周轉率偏低，整體的生產效率遠遠不足，同時還會造成一定程度的資源浪費。相關工程單位在裝配式建築的施工過程中缺乏相關的工作經驗，同時在硬體和軟體技術上分配程度不足，直接影響工程的整體施工質量，同時會延長工程的施工周期。
2BIM技術在裝配式建築中的具體運用
2.1 前期策略工作
在傳統的建築設計工作過程中，所涉及到的工作專業非常複雜，並且整個設計工作表現出了多層線性關係，要在上一層設計工作完成之後，才可以進行下一個階段的設計工作。當產生工程設計問題時，不能及時做出有效的信息反饋，同時各個方面信息的傳輸也會受到一定的影響。要想有效解決這一問題，需要做好施工前的相關統籌和規劃工作。基於裝配式建築結構的設計特點，彰顯出模塊化的工程設計優勢，節省大量的工程建造成本。因此，在預製裝配式建築正式開始之前，針對前期的策劃和設計工作至關重要，相關設計工作人員必須要充分了解整個項目的建設規模、工作目標以及成本限額等影響因素，同時需要制定更加科學合理的工程技術發展路線，有效提高預製構件的標準化程度，為預製裝配式建築設計工作打下重要基礎。
2.2 策劃下的建築正向設計
（1）在方案的初期設計工作階段，需要明確建築不同區域的功能和建設單元，要對一些具有創意性的造型進行重點設計，充分結合裝配式建築結構的具體施工工藝，有效使用BIM技術軟體進行三維建模，模擬建築工程的外觀結構，實現可視化的方案設計模式。
（2）明確預製裝配式項目的施工工藝，設定各個功能區域的構件模數。在針對建築的主要尺寸設計中，需要專業的工程設計人員對施工的尺寸標準進行設定，明確鋼筋結構的設計節點以及混凝土構件的銜接節點。在BIM技術平臺中，可以將建築結構的單元構架尺寸以及模數條件進行有效匹配，防止出現測量尺寸混亂等問題。
（3）在建築設計工作過程中需要考慮多方面的影響因素，尤其是針對建築結構設計來講，需要和建築設計內容之間進行有效的對接，將設計工作平臺和裝配式建築構件設計平臺進行有效的功能對接。相關設計工作人員需要以BIM技術為支撐，有效實現裝配式建築方案的最優化設計，實現預製裝配式建築構件的自動拆分。
（4）在對其他專業進行設計時，必須要考慮不同建築構件之間的單元組合形式，儘可能保證建築構件的輪廓設計位置之間的對應程度。在針對單一構件的設計進行協調時，必須要充分考慮水電線路的設計工作方案，保證水電設計具有良好的一致性以及模數化，儘可能降低不必要的構建開孔方案。
2.3 BIM技術在深化設計階段的運用
當前，我國很多裝配式建築結構仍然採用傳統的二維圖紙設計方式設計完成圖紙，直接交付到PC構建廠家來進行二次翻模，然後生產廠家再對裝配式構件進行生產。這種傳統的設計和生產方法，主要產生的缺陷在於設計完成之後的圖紙無法直接在裝配式生產車間內部直接進行使用，必須要通過進一步處理之後，才可以移交到生產車間內部來進行生產。而大多數的PC構件生產廠家，由於模具的生產和圖紙的加工效率相對較低，同時大量的二維構件圖紙，在處理過程中存在較大的難度，鋼筋材料之間容易相互碰撞。同時，在裝配式構架的改造以及節點深化設計中，所產生的經濟成本總量較高。因此，要想有效解決這一問題，必須要對裝配式建築的建模方法進行有效轉變，基於參數化的模型設計方式對建築構件進行精細化設計和管理，對BIM技術的合理應用有效解決了傳統設計方法存在的不足。
3BIM技術在裝配構件設計中的運用
3.1 BIM技術的運用方案
（1）將裝配式建築結構的構件功能單元以及裝飾單元等，依照不同的造型和配筋工作原則，對構建的生產方法以及生產過程中的技術指標進行有效劃分。在此基礎上設立BIM建築結構模型。
（2）基於BIM技術，將裝配構件和二維草圖以及三維模型中的建築構件尺寸進行參數化管理，有效保證建築構建模型設計的科學性和準確性。
（3）在裝配式建築的模型建設中，需要對建築體內部各個環節的建築構件關係進行有效的梳理，有效保證建築構件的獨立性和各個環節構建之間的參數聯動。通過扁平化的改造方法，讓整個模型的設計更加直觀和高效。
（4）建立起可行程度更高的建築結構模型驗證制度，針對裝配式建築構件的設計過程中，需要在BIM平臺上對構件進行事先模擬拼裝處理，明確各個不同環節的構建輪廓以及構件單元的劃分情況。
（5）對於建築物單元內部支撐結構，需要以鋼筋設計結構為基礎。基於BIM技術平臺，實現預製裝配式建築構件的全參數化模擬和碰撞檢查，有效提高鋼筋模擬結構設計的準確度。
3.2 構件生產過程中對BIM技術的運用
在裝配式建築構件的調運和安裝過程中，針對安裝環節的執行方案設定至關重要，相關工作單位需要設立起三維模擬仿真構件裝配平臺。基於BIM技術，有效設定車間製造、現場安裝以及配套設施管理等各個環節的工作內容，對裝配式建築施工過程中的機具模型以及設備構成體系加以確認，真正實現預製裝配式技術的交底和施工管理。在兩個不同的平臺數據之間形成有效的工作對接，同時在平臺頂端的項目模型構建和模型分析工作上保持一致，真正實現模擬數字平臺上的可控化工作模式，為相關設計工作人員和施工人員提供必要的工作保障。
4結語
有效結合近階段我國裝配式建築的整體發展狀況，需要從裝配式建築的設計施工以及構建的生產等各個方面進行有效的融合，以BIM技術為基礎對裝配式建築工程設計，有效提高裝配式建築設計工作的整體質量和科學性，推動我國建築產業不斷向前發展。
撰稿：季方，青島北洋建築設計有限公司工程師，研究方向：BIM全生命周期應用及探索。
（轉自《中國高新科技》雜誌2020年第14期）