基于BIM技术的装配式建筑研究成果

传统模式下的建筑设计是先进行建筑工种设计，再进行工种设计的协调，这和装配式建筑设计技术有很大的区别。装配式建筑设计从设计概念和理论上来讲，与传统型的建筑工程设计理念是相同的。其中设计涵盖了很多方面，像规划、设备、给排水、结构、装饰等。设计流程也分为方案设计、初步设计、施工图设计等。装配式建筑设计的原理和传统设计是相同的，但装配式建筑的设备、设施以及零部件都是在工厂生产，且具备一定的规模，部件要绝对的标准化。装配式建筑设计和传统建筑设计不同的是，装配式建筑的设计方法是统一集成化，为部件的集成化生产创造了先决条件。

装配式建筑的设计是从BIM软件的建筑设计模块开始的，整体是按照装配式建造的设施进行实施和完善的。BIM是建筑信息化管理软件，包含了建筑工程的所有工程实施过程管理。装配式建筑的建筑设计和传统的建筑设计的理念是一致的。当建筑规划设计形成后，按照规划来进行建筑设计。首先做出建筑方案设计，方案顺利通过后，进行整体建筑的初步设计。在建筑的初步设计中，装配式建筑与传统设计的方法和使用的计算机软件有很大的不同，现在装配式建筑设计都要求采用建筑信息化软件。

（一）装配式建筑整体设计

装配式建筑设计的原理和传统设计是相同的，在整体的建筑规划上，还是继续沿用传统的建筑设计理念。要充分地满足客户的要求、环境、功能设施、美观程度等因素。但涉及具体的工程实施时，与传统的建筑设计就大相径庭，比如平面、立体、剖面等建构上。通常在做建筑整体性设计时会先手绘一幅草图，根据草图的模型在BIM软件的建筑设计模块上做建筑构件设计，设计初步完成后，将其组装成三维立体结构的模型，从而生成了立体建筑的平面、立面和剖面图。

在设计装配式建筑过程中，要对建筑构件的设计、生产工艺技术进行模拟等，虽然比较繁琐，但能够通过BIM软件进行仿真模拟达到预期满意的效果。装配式建筑的模型是一个大数据，是一个真正意义上的建筑信息模型。这些所涉及的数据和三维数据融合到一个建筑信息模型中，相互之间是存在着必然联系的，对装配的程序和步骤都有一个规范性的说明。

1.平面设计要点

在完成并且满足平面设计的功能需要时，装配式建筑中各种零部件的尺寸规模大小还要和模数相一致。其实，装配式建筑的设计与建造是一个系统工程，都要考虑到整体性设计需要注意的方向，例如，各个功能空间的尺寸大小，还要考虑到部件的承载量大小，进行合理的规划和设计。

装配式建筑平面设计有三个大的方向需要格外注意：其一，要充分考虑预制构件生产的工艺需求；其二，充分考虑设备管线与结构体系之间的协调关系，例如，给排水功能、结构、电气、暖气等，需要多个工种相互协调搭配完成；其三，还要考虑管道与平面位置之间的关系。

2.立面设计要点

（1）在生产预制外挂墙板时，为了节省时间和提高效率可以将外墙饰面材料与预制外墙板同时制作出来。因为预制的混凝土可塑性超强，不同形状的外挂墙板都能够做到。建筑物的外观表象也可以进行调节和设计，通过虚实、纹理、色彩、质感等手段来满足和实现多样化的外装饰需求。由于外挂墙板的工艺性特点，建筑面的混凝土也有多种形式，来实现建筑面的标准化模式。(www.xing528.com)

（2）预制外墙板的各类接缝设计应构造合理、施工方便、坚固耐久，并结合本地材料、制作及施工条件进行综合考虑。

材料的选择上一定是超级防水的密封材料，而且要选用耐候性密封胶。在外挂墙板的板缝连接处，要做到保持墙体保温性能的连续性。如果外墙板是夹心形式的，当内叶墙体为承重墙板，邻近的夹心外墙板中含有后浇混凝土时，夹心中的保温材料的选择应是A级不燃材料，且是保温材料，像岩棉等填充物。材料防水的功能就是体现在靠防水的材料拦截水的流通，有效地进行防水，减少隐患。

（二）装配式建筑构件设计

预制构件在着手设计时，若预制构件的尺寸过大应该做出适当的改造，做到符合当地对于建筑的规定和要求，有规划、有组织地增加构建的脱模数量以及预埋的吊点。装配式建筑要做到始终坚持规范化和标准化的原则，在对预制构件设计的过程中，保证构建的精确程度和规范化，减少构建的种类和工程步骤，降低生产成本。预制装配建筑中所出现的异形、降板等现象，应采用现浇施工形式。还要注意构件产品的可行性、便捷性和安全性是否符合标准。空调和散热器安装的合理性取决于预制外墙板的设计结构。材料的选择上，要选取易于安装、隔音性能好的隔墙板当作建筑构造中的非承重内墙。

预制装配式建筑的内部装修所选用和使用的材料、设备设施、能够承受的年限，都要按照现实的使用状态去加以预测和衡量。预制装配式建筑内装修设计需要遵循部件、装修、建筑一体化等原则，要符合国家对部件系统设计的相关规范，预制构件必须要达到安全、节能、环保、经济等要求。规格适应且符合的部件要成套的供应，通过对构建与产品参数、结构性能、技术连接的优化来实现构建与部品的兼容性与通用性。在装修部品结构时要将可变性和适应性作为指导原则，将后期的维护改造工作也做到极致。

装配式建筑的构件设计首先是满足建筑产品的标准化，换句话来讲就是，建筑物的整体建构都是统一的构建生产标准，构建的设计最需要做到的就是集成化和标准化。因为构建的生产过程就是集成化生产，还是大批量、大规模的生产模式，有了数量的支撑，经济效益也有所提升。

装配式建筑墙体组装完成时，其中包含了结构承重、节能、环保等功能。装配式建筑构件集成设计，设计的墙板构件是由4层材料构成，最后一层是外装饰层、第三层是建筑保温层、第二层是结构层、第一层是内装饰层。

在使用构件组装成三维模型时，按照三维模型需要的构件选择与之相匹配的，避免构件的重复设计。装配式建筑的三维设计就是采用了BIM技术进行的，这种建构模式节省了很多的时间，可以通过一边设计将构件的设计图纸保存下来，一边构建成一个装配式建筑的构件库。

由于我国是发展中国家，不可否认的是我国的经济事业发展和起步都较晚，建设量规模庞大，时间紧且集中，工业化建筑也在持续性发展，虽然说装配式建筑在住宅的发展上有了些起色和进展，但产业链还不是特别完善，想要构成一定的规模需要一些时间，需要技术和政策的支持和促进。