【筑友设计】装配式技术连载之智能化设计篇(二)：智能审图系统助力装配式建筑深化设计

【筑友设计】装配式技术连载之智能化设计篇(二)：智能审图系统助力装配式建筑深化设计

来源：中民筑友建筑设计有限公司

作者：王晶

引言

对比传统建筑设计，装配式建筑设计需在建筑、结构、机电等传统施工图设计流程上新增预制构件深化设计阶段（又称工艺设计）。根据装配式建筑结构体系，按结构受力要求和建筑构造要求，拆分成单个不同类型不同尺寸的预制构件，并详细表达每个预制构件的材料、外形尺寸、钢筋、预埋件等信息。工艺设计需在满足建筑基本功能和结构连接可靠的基础上，综合考虑生产、仓储、运输、吊装等过程中的实际需求，以及制造、运输、安装等方面的高效便利性。因此在设计前期提前预见问题，并及时解决问题，避免错漏碰缺，就更显得尤为重要，不仅能够大大降低资源浪费，避免施工损失，还能保证工期进度。相比传统粗放型设计，装配式构件深化设计对设计准确度及精度提出了更高的要求，中民筑友通过自主研发的BIM智能审图系统可大大提高工艺设计的设计效率及准确率。

传统CAD设计模式

传统CAD工艺设计流程：设计 → 专业负责人（校对） → 项目负责人（审核） → 总工（审定），在完成最终的图纸设计后交由校对、审核人员进行校审工作，发现轮廓尺寸、钢筋信息、预埋件布置、装修设备专业开缺预埋及图纸表达等各类型问题，再分别返回给设计人员进行修改。对于校审人员来讲，外形尺寸是校审的重点，因为一旦构件的外形尺寸出错，安装现场发生碰、缺，造成的经济损失和工期延误都很大。但外形尺寸的校对非常麻烦，细部做法需要逐一手动测量，问题或错误往往得不到直观体现，花费时间长，并且准确率不高。此外，一栋建筑的构件数量庞大，导致校审工作超负荷且其中大部分属于机械式重复劳动；设计和审图版本不能实时共享，校对审核与设计之间不能联动，被要求修改和已修改部分不明确，版本混乱。

因此在传统模式下的工艺设计过程，不论是设计人员还是校审人员，工作量多且难度大，效率低且准确度又不高。

BIM+智能审图模式

BIM技术具有可视化、协调性、参数化、模拟性、优化性及可出图等特点。越来越多的企业应用BIM软件进行预制构件设计，解决构件设计精准度问题。但构件精度会直接造成BIM模型体量的飙升，在未做轻量化处理的情况下，一个标准层的预制构件（50%装配率）要完整展示轮廓、钢筋、预埋件等信息，对计算机的要求就非常高，如果要实现整栋楼的完整呈现，那将需要用到服务器或工作站。此外，装配式建筑构件数量多、构件内信息繁琐，要在BIM模型中快速获取想要的信息，对模型信息进行分析，在现有BIM软件中是很难实现，需要有配套的BIM应用软件。中民筑友采用自主开发的iDrawin-BIM 搭载智能审图系统，打破传统的设计和校审模式，高效、高质地实现对装配式设计质量的控制。

采用BIM进行工艺设计，在校审流程、校审方法、校审内容上都有不同。BIM工艺设计流程中（见图1），在完成工艺拆分模型后，即可开始组织第一次自校，通过智能审图软件自身的碰撞检查功能，事先将外形尺寸问题在此阶段消除；在提交工艺图后，进行的二次校审重点集中在钢筋、预埋件与轮廓之间的碰撞干涉检查。参数化的BIM设计便于模型的快速修改，且模型的修改直接反映在图纸上，因此，校审后的问题都能很快完成修改。

▲图1 设计流程对比

采用BIM+智能审图系统进行工艺设计，校审简单、时间短、问题发现早、后期问题少、大大减轻校审人员的工作强度，缩短校审周期。

智能审图系统特点

1、轻量化

智能审图系统采用一种多层次的轻量化模型表达方法，在保证产品模型可用性的前提下，对原始模型数据进行压缩、过滤及优化，以减少模型规模、降低内存使用量、加速显示速度。我们将自主开发的审图系统与市面上最成熟的BIM模型展示软件进行资源对比测试，性能远优于同类产品，见下表1。

▲表1 BIM模型展示软件资源对比测试

智能审图系统采用渐进式加载，操作流畅，数据完整，几何数据显示精准，多种定位方式能很快的找到模型中想要查看的位置，见下图2。

▲图2 精细化呈现

2、完整的构件信息

在智能审图系统里，可完整呈现构件的各类信息包括：物料属性、构件属性、几何属性、构件详图。物料属性中可以了解构件中所选物料的详细信息，如钢筋的物料编码、名称、规格、直径、数量等信息；构件属性中可以知道构件的构件编码、类型、名称、外轮廓尺寸、体积、重量、构件坐标、设计人员等信息；构件详图属性中，我们可以打开构件的详图，对一些细节结合模型和图纸来进行分析。

▲图3  预制构件详细信息

3、过滤系统

在BIM设计时，各类构件，各种材料就已按需求自动归属至相应的图层，见图4。在BIM模型传输至智能审图系统后，软件会自动根据此类信息来生成过滤系统，见图5。此过滤系统可为特定信息提取、模型分类展示、物料清单输出、模型分级碰撞检查等发挥重要作用。

▲图4  BIM模型中的自动分图层存储

▲图5 智能审图系统中过滤对话框

4、碰撞检测系统

碰撞检测是BIM设计相比传统二维设计的重大优势，可有效找到模型中存在的错漏碰缺。预制构件设计中的碰撞检测与传统BIM模型的检测有一定的区别，除需要对预制构件之间进行轮廓、钢筋、预埋件间的碰撞检查外；还需对预制构件进行内部碰撞检测，检测构件内钢筋与钢筋之间以及预埋件与钢筋之间是否冲突和碰撞。智能审图系统可根据需要分层级进行碰撞检测，列出碰撞清单、碰撞处特殊颜色标出，并可一键导出检测报告。设计人员在自检时根据碰撞检测结果，及时调整和修改构件的设计；校审人员则可利用此功能有效缩短后期图纸审核时间。经智能审图系统检测过的项目，可保证构件在制造和安装时都不存在问题，

▲图6 碰撞检测

以16层住宅单体（框剪装配体系，建筑面积10000m2）为例，分别采用人工和智能审图系统进行工艺设计校审，其耗时和准确率见表2。

▲表2 住宅单体预制构件校审耗时及准确率

5、智能对比

审图系统和设计系统拥有交互功能，在完成设计修改后审图系统中会自动标记版本修改，实时更新审图系统和设计系统，审图系统带有批注、预修改功能，发现错误可以选择批注或预修改高亮返还给设计人员；同一版本内，对于系统修改内容高亮显示并且标记修改时间，审图人员确认修改内容后，进入下一版本；

▲图7 智能对比

6、完整物料清单

智能审图系统可根据需要自动生成项目级、楼栋级、楼层级、构件类型级、原材料级等各种层级的BOM清单，，清单内容包括截面尺寸、编号、材质、混凝土的用量，钢筋的编号、数量，预埋件的规格、型号、数量等各种信息，经制造工厂MES处理分类，形成项目的物资需求计划表以及生产领料单；完整的物料清单，可精确统计工程量，提升预算效率和精度。

▲图8 项目级BOM清单

▲图9 构件级BOM清单

总结

装配式建筑与BIM技术相辅相成、共同发展，装配式建筑的发展需要BIM技术的推广应用，BIM技术的创新提高同时也需要通过不断在装配式建筑设计中广泛实践应用。中民筑友经过三年多的BIM技术研究及应用实践，有完整的预制构件设计BIM应用方案，在自主开发的BIM和智能审图系统的完美结合下，使装配建筑设计的质量控制跃上了一个新台阶。

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