摘要：隨著BIM作為技術應用熱點的興起，以BIM結合模塊化的裝配式建築設計方式逐漸成為推動我國建築工業化快速發展的有力抓手。在國家相關政策和行業規範的出台支持下，我國裝配式建築將迎來新的發展階段。文章介紹了裝配式建築與BIM技術兩者相融合的發展趨勢，通過闡述裝配式建築的模塊化理念及設計方法，分析了基於BIM相關軟體平台下的模塊化設計過程及其意義，進而探究與BIM技術結合的模塊化設計在裝配式建築中的實際應用價值。
關鍵詞：BIM技術；裝配式建築；模塊化設計；建築工業化
引言
現階段我國正大力推行智慧城市建設，裝配式建築憑藉其高效率、低成本、重環保、輕勞工等諸多優勢成為重點建築類型。國家住建部頒布的《「十三五」裝配式建築行動方案》，要求「到2020年全國裝配式建築占新建建築比例要求達到15％以上，其中重點推進地區將達到20％以上」[1]。未來，我國將全面推進裝配式建築的發展。同時住建部也在關於印發建築業發展「十三五」規劃綱要中提出應增加BIM技術開工項目，推廣BIM技術在建築行業中的應用。基於BIM技術平台對裝配式建築進行全壽命周期設計，將建築信息化與建築工業化相結合，將有力促進裝配式建築向智慧化建造方向發展。在裝配式建築設計中，基於標準化模式下的模塊化設計方式十分重要，但現階段在我國裝配式建築項目中應用模塊化設計的形式仍相對比較缺乏。因此，在BIM技術興起的背景下，可將模塊化結合建築信息化、參數化技術進行設計，利用BIM平台基於其各專業、各階段和各參數方數據的有效集成以及其可視化特徵為裝配式建築模塊化設計提供一體化的解決方式。隨著模塊化設計未來在裝配式建築項目上的廣泛應用，將會更加有效地提高項目建設的效率，在一定程度上推動項目工程的進度。
1裝配式建築與BIM技術
1.1裝配式建築及其存在問題
裝配式建築是指改變傳統建造方式，將需要大量現場作業的工作通過工業化的方式將建造建築所用的構件和配件（如樓板、牆板、樓梯、陽台等）在工廠廠區製作加工完成後再運輸到項目施工現場，在施工現場通過恰當地連接方式對預製構配件進行裝配而成的建築類型。裝配式建築雖然本身具有生產效率高、節能環保等優點，但在很多項目中仍存在預製構件生產過多、構件節點製作誤差、構配件信息不規範、製作效率低下、施工難度及現場工作量大等問題，在建設過程中造成了環境破壞和資源浪費。因此裝配式建築預製構配件及相應構件節點需要在生產施工前達到標準化模式。隨著BIM技術的不斷發展應用與其軟體平台功能完善，為解決裝配式建築預製構配件設計存在的固有問題帶來了希望。
1.2BIM技術及其應用特點
建築信息化模型（BuildingInformationModeling，BIM）建立的核心是在利用參數化技術的基礎上模擬現實工程建立三維模型，並將完整的模型信息構建為數字化信息系統，從而做到與現實建築工程整體信息相一致。BIM技術還具有可視化操作、協調設計、模擬構建、優化信息處理、可出圖性五大基本特點[2]。BIM可以通過對建築的數據化、信息化模型進行整合，在項目的全壽命周期過程中共享和傳遞實時信息，為建造項目的設計、施工、運營等各個環節的建設提供了相互協調、互為完善的統一平台（圖1）。BIM技術的應用在提升項目設計效率、滿足生產質量、節約施工成本、縮短施工工期等方面發揮著重要作用。
1.3裝配式建築與BIM技術結合使用優勢
近幾年來，我國建築行業積極促進BIM技術與裝配式建築的融合，大力提倡BIM＋技術的應用，因此BIM技術與裝配式建築相結合的應用模式是必然發展趨勢。可以從裝配式建築設計階段就使用BIM技術相關軟體（如AutodeskRevit）為其建立相關可視化模型，將建造整體拆分成所需預製構件，並將全部構件的詳細參數、構件節點信息導入資料庫，在BIM協同設計平台上進行綜合和優化，從而實現預製構件屬性標準化。可在BIM平台中將裝配式建築工程的各個階段進行三維模擬，能夠有效地發現項目各個環節易出現的錯誤以及眾多預製構件信息參數容易存在的誤差，能夠避免在實際建設工程中出現較大的問題。而BIM作為信息化系統可以為裝配式建築提供全壽命周期的信息管理，能夠在達到預製構件標準化的基礎上完成模塊化設計的整個過程。
2裝配式建築中的模塊化設計
2.1模塊化設計基本原理
模塊化指以模數化為標準的功能區塊，模塊化設計的基礎是根據功能、層次、標準來劃分模塊。模塊可以定義為：「由標準模塊和非標模塊來進行設計組合成為具有某種特定功能及結構的單元，它能夠與其他組件（或模塊）通過規範的標準接口連接構成相對更大的組件、部件或系統。」[3]即通過類似於「搭積木」遊戲的方式，將功能模塊進行拼接組合成為具有標準化屬性的一系列單元模塊。不同單元模塊在不同項目的建造需求下性能、規格、結構上均有差異。在設計時，應注意不同模塊具備其自身特性，不能由系統任意拆分獲得。模塊化設計更傾向於將建築劃分為各類功能空間，把適合的功能模塊放置於同一單元中，並對單元模塊進行集成，從而完成建築整體設計。
2.2裝配式建築模塊化設計方法
裝配式建築的模塊化設計是指在設計中遵循模數協調的原則，對規格、類型、性能不同的預製構件進行功能劃分的基礎上，設計出一系列滿足建造需要的功能模塊化構件，用以構成單元或功能空間。通過不同模塊之間的選擇組合可以構成不同的裝配式建築。模塊化設計相對傳統設計模式更加靈活，將極大增加裝配式建築的多樣性。建築模塊還具備方便拆卸、可循環使用的特點，不僅可以滿足各建築工程中不同設計需求，而且能夠隨著建設規劃的完善進行拆卸遷移，從而避免傳統模式造成的環境破壞和資源浪費。裝配式建築模塊化設計方法建立在標準化、集成化的基礎上，通過標準化設計，建築各部件模塊按功能屬性組成標準單元，將各部件之間採用標準化接口進行搭接，形成多層級的功能模塊組合系統。在此之後採用集成化設計，利用擴大模數、分模數的方法重組模塊系統，將建築主體部分系統、外圍護結構系統、設備與管線綜合系統和室內裝修系統進行集約整合，從而達到裝配式建築的設計要求，形成可複製可推廣的建築單體。合理利用模塊化設計方法將極大限度地提升裝配式建築的整體功能品質、質量精度及施工效率，為我國建築工業化體系的建設提供一定助力（圖2）。
3利用BIM技術進行模塊化設計的過程及意義
3.1基於BIM技術的模塊化設計過程
BIM技術作為覆蓋裝配式建築全壽命周期的建築信息系統，可以儲存大量的模型信息。利用專業軟體AutodeskRevit，根據裝配式建築平面圖數據進行參數化設計，將其創建成為完整的BIM模型，在創建模型的基礎上進行構件布置深化設計。在BIM系統中將裝配式建築模型的結構拆分成各個構件，可對單個構件的屬性進行可視化分析，按照不同構件的規格類型、功能信息、節點連接及構造形式進行歸類整理，收集形成屬於某一特定類別的族庫。構件入庫前應經過相應的碰撞檢測和審核檢驗，以保證構件模型質量，檢驗尺寸、材質等參數的準確性，並對其參數化結果進行調試[4]。這種特定類型的族庫即為特定的建築功能模塊。不同的族具備獨立性，在BIM平台下建築、結構、設備設計等各個階段進行協同設計的同時均可根據功能需求與其關聯的模塊族庫進行拆分設計。在其他項目需要某種特定功能模塊時可以隨時調用，並且軟體自帶的分析計算可對模塊進行結構信息調改，方便用於模塊化分析。在選定合適的功能模塊後可通過調用符合連接要求的節點族將相應模塊組合成某種具有特定功能及結構的單元，生成的單元具有可協調性。在項目建設時可以根據要求利用不同的功能模塊、節點進行多樣性連接，用相同或不同功能模塊之間的相互連接搭配來實現工程的建設目的。在BIM平台中各模塊及連接節點只有完全達到建設標準後才能交付工廠生產再運往現場進行施工（圖3）。
3.2BIM技術結合模塊化設計的意義
基於BIM系統能夠涵蓋建造項目的各個階段，可以根據隨時反饋的信息來對模塊的組合、連接進行調整以符合工程需求。在BIM平台信息監管下可以達到建造方式模塊化，實現不同性能、用途的裝配式建築設計。例如設計住宅時，可利用BIM系統對其標準層進行模塊化設計，並對相應模塊空間進行優化，將所需功能模塊信息儲存為特定的族庫，在建設主體結構過程中只需調取含相應模塊的族庫進行反覆搭建即可。在BIM平台信息實時更新下能有效地了解預期構建主體的眾多構件、配件、組合單元是否達到標準化、模塊化要求，通過模擬現實施工環境中各個施工節點，及時反映各單元模塊之間的連接、拼裝關係。而且在BIM信息系統監管下能夠及時對現場施工進行優化指導，在很大程度上提高了從設計、生產到施工階段各專業聯結度，節約了建設成本。我國裝配式建築今後的發展需要在達到預製構件標準化的基礎上完成對功能空間的模塊化設計，BIM技術與模塊化結合的設計理念也將大力推動裝配式建築在行業內的應用，進而打造我國建築工業化體系建設加速度。
4BIM結合模塊化設計在裝配式建築中的應用實例
目前，隨著BIM與裝配式建築兩大技術的結合應用，基於BIM技術的模塊化設計理念也逐漸被應用到裝配式建築實際項目中。裝配式預製構件的標準化、模塊化在BIM平台的數字化模擬操作下相對比較容易實現，在建築工業化進程中運用BIM技術結合裝配式模塊化設計的方式也逐步被人認同。從住宅類裝配式建築使用BIM＋模塊化設計理念開始，BIM＋模塊化的設計思路慢慢滲透到建築行業內不同領域當中，例如：辦公、商業、教育、醫療類建築等等。下面將介紹利用BIM結合模塊化設計的裝配式建築在實際應用中的典型案例。2017年雄安新區設立，在國務院的指示下，需要在新設定的雄安新區中建設市民服務中心工程來為人民群眾提供優質服務。該項目占地近10萬平方米，於2017年12月份開始正式施工，各相關參與單位僅用了40天時間便完成了7座主體建築結構從設計到完成施工的全過程。而雄安市民服務中心能在如此短時間內完成主體建設，離不開BIM技術的支持、裝配式建築的標準化、集成化設計，更離不開建築單元模塊化設計方法的運用。雄安市民服務中心項目全程貫穿「綠色、現代、智慧」的建造理念，在企業辦公區採用了裝配式建築的標準模塊化設計方法，在BIM平台下採用箱型單元房尺寸模數進行模塊化模擬搭建，在設計出箱式單元模塊功能房間後進行工廠化生產。在設計過程中將辦公室、諮詢室等分為若干功能模塊設計，有效地把雄安市民服務中心的核心辦公區空間單元進行靈活組合，從功能分區（靜區、動區）、流線組織、單元區塊布置、平面布局模式等方面入手，優化了設計流程，做到了一體化設計、智慧化建設（圖4）。
項目的全壽命周期在BIM平台可視化操作的基礎上結合裝配式建築模塊化設計，充分發揮出建設的速度優勢，施工工期相比傳統建造模式節省近一半時間，建築垃圾比傳統建設減少80％以上。基於雲系統的大數據引領，通過SOP-BIM運維管理平台的技術支撐，在BIM系統中建立的三維可視化信息模型可獲取實時信息，利用雲系統對現場施工環節進行密切監測，跟蹤施工進度，可以及時發現安全隱患並進行處理，最大限度確保施工人員安全，提升了應急管理水平。體現出綠色、高效、安全的建設要求（圖5）。雄安市民服務中心的設計是由BIM設計師全程負責，在制定出箱式單元房模塊化設計方案後，利用BIM平台的信息共享進行各專業協同設計。然後將最終設計成果提交給工廠生產標準化構件，在廠區把箱式結構的單元房搭建好後運往施工現場。提前利用BIM的仿真模擬和方案比選功能將各單元模塊的場地布置安排好，然後需要在施工現場做好基礎底板，建造時只需將相應單元模塊與BIM連接板進行校準搭接，就像「搭積木」一樣方便快捷。在項目建造時最大限度地採用了預製裝配式工業化成品，在外部拼接後進行整體吊裝，減少了現場作業的工作量，模塊化安裝施工流程既保證了建築質量，又提升了效率（圖6）。此次採用模塊化理念來設計的裝配式箱型單元房，其結構體系在使用狀態下結構安全且按需求方便進行功能拆分，極大地增加了施工過程的安全性、準確性和便捷性。由BIM技術支持下利用模塊化設計完成的雄安市民服務中心項目，讓裝配式建築締造了令行業震驚的「雄安速度」，並在2019年贏得我國建設工程魯班獎。結語本文簡單介紹了裝配式建築與BIM技術融合應用的必要性，通過了解BIM技術結合模塊化理念在裝配式建築中的設計過程，對模塊化設計的實際應用進行研究，為我國裝配式建築建設提供了一種新思路。但目前我國有關模塊化設計的核心技術與系統成果還相對比較欠缺，設計水平有待提升，為裝配而裝配的現象還比較多，在與BIM技術結合過程中仍然存在一些問題。而在BIM背景下的模塊化設計理念與裝配式建築相結合是我國建築行業發展的必然趨勢，只有通過對BIM技術更好的利用，才能確保模塊化設計的完善性。未來可以將模塊化理念深入到裝配式建築構件的設計、生產、安裝等各階段，這也符合我國創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念。隨著我國對裝配式建築相應推廣政策的出台及BIM＋模式的推行應用，合理利用裝配式的模塊化設計，不僅能夠改善傳統建造方式容易造成環境污染和浪費資源的情況，推動智慧城市綠色化建設，更有助於促進我國建築工業化體系未來的發展。
參考文獻：
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[14]江旻華.基於BIM的模塊化設計方法在裝配式建築中的應用探究[J].建材與裝飾,2018(39):112-113.
[15]康思誠.探討基於BIM模塊化設計方法在裝配式建築中的應用[J].建材與裝飾,2018(48):99-100.
[16]卞奕,梁培新,宗蘭.基於模塊化的裝配式結構設計要點[J].江蘇建材,2018(06):38-40.
作者：安家成 劉學賢 單位：青島理工大學建築與城鄉規劃學院
關鍵詞：BIM技術；裝配式建築；模塊化設計；建築工業化
引言
現階段我國正大力推行智慧城市建設，裝配式建築憑藉其高效率、低成本、重環保、輕勞工等諸多優勢成為重點建築類型。國家住建部頒布的《「十三五」裝配式建築行動方案》，要求「到2020年全國裝配式建築占新建建築比例要求達到15％以上，其中重點推進地區將達到20％以上」[1]。未來，我國將全面推進裝配式建築的發展。同時住建部也在關於印發建築業發展「十三五」規劃綱要中提出應增加BIM技術開工項目，推廣BIM技術在建築行業中的應用。基於BIM技術平台對裝配式建築進行全壽命周期設計，將建築信息化與建築工業化相結合，將有力促進裝配式建築向智慧化建造方向發展。在裝配式建築設計中，基於標準化模式下的模塊化設計方式十分重要，但現階段在我國裝配式建築項目中應用模塊化設計的形式仍相對比較缺乏。因此，在BIM技術興起的背景下，可將模塊化結合建築信息化、參數化技術進行設計，利用BIM平台基於其各專業、各階段和各參數方數據的有效集成以及其可視化特徵為裝配式建築模塊化設計提供一體化的解決方式。隨著模塊化設計未來在裝配式建築項目上的廣泛應用，將會更加有效地提高項目建設的效率，在一定程度上推動項目工程的進度。
1裝配式建築與BIM技術
1.1裝配式建築及其存在問題
裝配式建築是指改變傳統建造方式，將需要大量現場作業的工作通過工業化的方式將建造建築所用的構件和配件（如樓板、牆板、樓梯、陽台等）在工廠廠區製作加工完成後再運輸到項目施工現場，在施工現場通過恰當地連接方式對預製構配件進行裝配而成的建築類型。裝配式建築雖然本身具有生產效率高、節能環保等優點，但在很多項目中仍存在預製構件生產過多、構件節點製作誤差、構配件信息不規範、製作效率低下、施工難度及現場工作量大等問題，在建設過程中造成了環境破壞和資源浪費。因此裝配式建築預製構配件及相應構件節點需要在生產施工前達到標準化模式。隨著BIM技術的不斷發展應用與其軟體平台功能完善，為解決裝配式建築預製構配件設計存在的固有問題帶來了希望。
1.2BIM技術及其應用特點
建築信息化模型（BuildingInformationModeling，BIM）建立的核心是在利用參數化技術的基礎上模擬現實工程建立三維模型，並將完整的模型信息構建為數字化信息系統，從而做到與現實建築工程整體信息相一致。BIM技術還具有可視化操作、協調設計、模擬構建、優化信息處理、可出圖性五大基本特點[2]。BIM可以通過對建築的數據化、信息化模型進行整合，在項目的全壽命周期過程中共享和傳遞實時信息，為建造項目的設計、施工、運營等各個環節的建設提供了相互協調、互為完善的統一平台（圖1）。BIM技術的應用在提升項目設計效率、滿足生產質量、節約施工成本、縮短施工工期等方面發揮著重要作用。
1.3裝配式建築與BIM技術結合使用優勢
近幾年來，我國建築行業積極促進BIM技術與裝配式建築的融合，大力提倡BIM＋技術的應用，因此BIM技術與裝配式建築相結合的應用模式是必然發展趨勢。可以從裝配式建築設計階段就使用BIM技術相關軟體（如AutodeskRevit）為其建立相關可視化模型，將建造整體拆分成所需預製構件，並將全部構件的詳細參數、構件節點信息導入資料庫，在BIM協同設計平台上進行綜合和優化，從而實現預製構件屬性標準化。可在BIM平台中將裝配式建築工程的各個階段進行三維模擬，能夠有效地發現項目各個環節易出現的錯誤以及眾多預製構件信息參數容易存在的誤差，能夠避免在實際建設工程中出現較大的問題。而BIM作為信息化系統可以為裝配式建築提供全壽命周期的信息管理，能夠在達到預製構件標準化的基礎上完成模塊化設計的整個過程。
2裝配式建築中的模塊化設計
2.1模塊化設計基本原理
模塊化指以模數化為標準的功能區塊，模塊化設計的基礎是根據功能、層次、標準來劃分模塊。模塊可以定義為：「由標準模塊和非標模塊來進行設計組合成為具有某種特定功能及結構的單元，它能夠與其他組件（或模塊）通過規範的標準接口連接構成相對更大的組件、部件或系統。」[3]即通過類似於「搭積木」遊戲的方式，將功能模塊進行拼接組合成為具有標準化屬性的一系列單元模塊。不同單元模塊在不同項目的建造需求下性能、規格、結構上均有差異。在設計時，應注意不同模塊具備其自身特性，不能由系統任意拆分獲得。模塊化設計更傾向於將建築劃分為各類功能空間，把適合的功能模塊放置於同一單元中，並對單元模塊進行集成，從而完成建築整體設計。
2.2裝配式建築模塊化設計方法
裝配式建築的模塊化設計是指在設計中遵循模數協調的原則，對規格、類型、性能不同的預製構件進行功能劃分的基礎上，設計出一系列滿足建造需要的功能模塊化構件，用以構成單元或功能空間。通過不同模塊之間的選擇組合可以構成不同的裝配式建築。模塊化設計相對傳統設計模式更加靈活，將極大增加裝配式建築的多樣性。建築模塊還具備方便拆卸、可循環使用的特點，不僅可以滿足各建築工程中不同設計需求，而且能夠隨著建設規劃的完善進行拆卸遷移，從而避免傳統模式造成的環境破壞和資源浪費。裝配式建築模塊化設計方法建立在標準化、集成化的基礎上，通過標準化設計，建築各部件模塊按功能屬性組成標準單元，將各部件之間採用標準化接口進行搭接，形成多層級的功能模塊組合系統。在此之後採用集成化設計，利用擴大模數、分模數的方法重組模塊系統，將建築主體部分系統、外圍護結構系統、設備與管線綜合系統和室內裝修系統進行集約整合，從而達到裝配式建築的設計要求，形成可複製可推廣的建築單體。合理利用模塊化設計方法將極大限度地提升裝配式建築的整體功能品質、質量精度及施工效率，為我國建築工業化體系的建設提供一定助力（圖2）。
3利用BIM技術進行模塊化設計的過程及意義
3.1基於BIM技術的模塊化設計過程
BIM技術作為覆蓋裝配式建築全壽命周期的建築信息系統，可以儲存大量的模型信息。利用專業軟體AutodeskRevit，根據裝配式建築平面圖數據進行參數化設計，將其創建成為完整的BIM模型，在創建模型的基礎上進行構件布置深化設計。在BIM系統中將裝配式建築模型的結構拆分成各個構件，可對單個構件的屬性進行可視化分析，按照不同構件的規格類型、功能信息、節點連接及構造形式進行歸類整理，收集形成屬於某一特定類別的族庫。構件入庫前應經過相應的碰撞檢測和審核檢驗，以保證構件模型質量，檢驗尺寸、材質等參數的準確性，並對其參數化結果進行調試[4]。這種特定類型的族庫即為特定的建築功能模塊。不同的族具備獨立性，在BIM平台下建築、結構、設備設計等各個階段進行協同設計的同時均可根據功能需求與其關聯的模塊族庫進行拆分設計。在其他項目需要某種特定功能模塊時可以隨時調用，並且軟體自帶的分析計算可對模塊進行結構信息調改，方便用於模塊化分析。在選定合適的功能模塊後可通過調用符合連接要求的節點族將相應模塊組合成某種具有特定功能及結構的單元，生成的單元具有可協調性。在項目建設時可以根據要求利用不同的功能模塊、節點進行多樣性連接，用相同或不同功能模塊之間的相互連接搭配來實現工程的建設目的。在BIM平台中各模塊及連接節點只有完全達到建設標準後才能交付工廠生產再運往現場進行施工（圖3）。
3.2BIM技術結合模塊化設計的意義
基於BIM系統能夠涵蓋建造項目的各個階段，可以根據隨時反饋的信息來對模塊的組合、連接進行調整以符合工程需求。在BIM平台信息監管下可以達到建造方式模塊化，實現不同性能、用途的裝配式建築設計。例如設計住宅時，可利用BIM系統對其標準層進行模塊化設計，並對相應模塊空間進行優化，將所需功能模塊信息儲存為特定的族庫，在建設主體結構過程中只需調取含相應模塊的族庫進行反覆搭建即可。在BIM平台信息實時更新下能有效地了解預期構建主體的眾多構件、配件、組合單元是否達到標準化、模塊化要求，通過模擬現實施工環境中各個施工節點，及時反映各單元模塊之間的連接、拼裝關係。而且在BIM信息系統監管下能夠及時對現場施工進行優化指導，在很大程度上提高了從設計、生產到施工階段各專業聯結度，節約了建設成本。我國裝配式建築今後的發展需要在達到預製構件標準化的基礎上完成對功能空間的模塊化設計，BIM技術與模塊化結合的設計理念也將大力推動裝配式建築在行業內的應用，進而打造我國建築工業化體系建設加速度。
4BIM結合模塊化設計在裝配式建築中的應用實例
目前，隨著BIM與裝配式建築兩大技術的結合應用，基於BIM技術的模塊化設計理念也逐漸被應用到裝配式建築實際項目中。裝配式預製構件的標準化、模塊化在BIM平台的數字化模擬操作下相對比較容易實現，在建築工業化進程中運用BIM技術結合裝配式模塊化設計的方式也逐步被人認同。從住宅類裝配式建築使用BIM＋模塊化設計理念開始，BIM＋模塊化的設計思路慢慢滲透到建築行業內不同領域當中，例如：辦公、商業、教育、醫療類建築等等。下面將介紹利用BIM結合模塊化設計的裝配式建築在實際應用中的典型案例。2017年雄安新區設立，在國務院的指示下，需要在新設定的雄安新區中建設市民服務中心工程來為人民群眾提供優質服務。該項目占地近10萬平方米，於2017年12月份開始正式施工，各相關參與單位僅用了40天時間便完成了7座主體建築結構從設計到完成施工的全過程。而雄安市民服務中心能在如此短時間內完成主體建設，離不開BIM技術的支持、裝配式建築的標準化、集成化設計，更離不開建築單元模塊化設計方法的運用。雄安市民服務中心項目全程貫穿「綠色、現代、智慧」的建造理念，在企業辦公區採用了裝配式建築的標準模塊化設計方法，在BIM平台下採用箱型單元房尺寸模數進行模塊化模擬搭建，在設計出箱式單元模塊功能房間後進行工廠化生產。在設計過程中將辦公室、諮詢室等分為若干功能模塊設計，有效地把雄安市民服務中心的核心辦公區空間單元進行靈活組合，從功能分區（靜區、動區）、流線組織、單元區塊布置、平面布局模式等方面入手，優化了設計流程，做到了一體化設計、智慧化建設（圖4）。
項目的全壽命周期在BIM平台可視化操作的基礎上結合裝配式建築模塊化設計，充分發揮出建設的速度優勢，施工工期相比傳統建造模式節省近一半時間，建築垃圾比傳統建設減少80％以上。基於雲系統的大數據引領，通過SOP-BIM運維管理平台的技術支撐，在BIM系統中建立的三維可視化信息模型可獲取實時信息，利用雲系統對現場施工環節進行密切監測，跟蹤施工進度，可以及時發現安全隱患並進行處理，最大限度確保施工人員安全，提升了應急管理水平。體現出綠色、高效、安全的建設要求（圖5）。雄安市民服務中心的設計是由BIM設計師全程負責，在制定出箱式單元房模塊化設計方案後，利用BIM平台的信息共享進行各專業協同設計。然後將最終設計成果提交給工廠生產標準化構件，在廠區把箱式結構的單元房搭建好後運往施工現場。提前利用BIM的仿真模擬和方案比選功能將各單元模塊的場地布置安排好，然後需要在施工現場做好基礎底板，建造時只需將相應單元模塊與BIM連接板進行校準搭接，就像「搭積木」一樣方便快捷。在項目建造時最大限度地採用了預製裝配式工業化成品，在外部拼接後進行整體吊裝，減少了現場作業的工作量，模塊化安裝施工流程既保證了建築質量，又提升了效率（圖6）。此次採用模塊化理念來設計的裝配式箱型單元房，其結構體系在使用狀態下結構安全且按需求方便進行功能拆分，極大地增加了施工過程的安全性、準確性和便捷性。由BIM技術支持下利用模塊化設計完成的雄安市民服務中心項目，讓裝配式建築締造了令行業震驚的「雄安速度」，並在2019年贏得我國建設工程魯班獎。結語本文簡單介紹了裝配式建築與BIM技術融合應用的必要性，通過了解BIM技術結合模塊化理念在裝配式建築中的設計過程，對模塊化設計的實際應用進行研究，為我國裝配式建築建設提供了一種新思路。但目前我國有關模塊化設計的核心技術與系統成果還相對比較欠缺，設計水平有待提升，為裝配而裝配的現象還比較多，在與BIM技術結合過程中仍然存在一些問題。而在BIM背景下的模塊化設計理念與裝配式建築相結合是我國建築行業發展的必然趨勢，只有通過對BIM技術更好的利用，才能確保模塊化設計的完善性。未來可以將模塊化理念深入到裝配式建築構件的設計、生產、安裝等各階段，這也符合我國創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念。隨著我國對裝配式建築相應推廣政策的出台及BIM＋模式的推行應用，合理利用裝配式的模塊化設計，不僅能夠改善傳統建造方式容易造成環境污染和浪費資源的情況，推動智慧城市綠色化建設，更有助於促進我國建築工業化體系未來的發展。
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作者：安家成 劉學賢 單位：青島理工大學建築與城鄉規劃學院
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