装配式建筑深化设计平台在福州市蓝光公馆项目的应用-淮安市信息工程技术咨询服务协会

　　福建省城投科技有限公司

一、基本情况

（一）案例简介

　　福建城投装配式建筑深化设计平台是福建省城投科技有限公司研发的装配式建筑深化设计软件，包含了预制构件深化设计系统、铝模深化设计系统、内墙板深化设计系统三大部分。平台通过BIM技术对装配式混凝土建筑、铝模等设计内容进行协同整合，让设计师可以在同一软件平台、同一模型下实现数字化协同设计，避免了由于设计不协同导致的各种问题，提高了工作效率和设计准确率，实现数字化设计数据无缝对接生产管理平台，使设计数据向生产端流转，推动基于数字模型的设计、采购、生产、施工、运维一体化。

（二）单位简介

　　福建省城投科技有限公司是国有控股的混合所有制企业，是福州市城投集团面向建筑产业现代化的窗口企业，是国家高新技术企业、国家装配式建筑产业基地、福建省“专精特新”企业。公司秉承“用科技推动建筑产业化创享美好生活”的理念，在项目建设的全生命周期过程中，提供投资策划、产业研究、设计咨询、构件生产、施工工程管理、管理运营等一站式产品及服务。目前，公司已经获得52项知识产权，其中软件著作权共计38项，实用新型专利14项。

二、案例应用场景及技术产品特点

（一）技术方案要点

　　1.在软件接口方面，平台可以适配采用Autodesk Revit正向设计的BIM模型，并在此基础上完成深化设计。对于采用传统AutoCAD设计的装配式建筑项目，平台也提供了多种图纸格式的接口，能快速识别图纸，自动转化为装配式设计所需的BIM模型，完成后续的装配式设计工作。

　　2.在软件功能架构设计方面，平台包含了装配式建筑设计的三大系统，预制构件深化设计系统共有9个模块，27个功能，铝模深化设计系统共有4个模块，21个功能，装配式建筑内墙板深化设计系统共有3个模块，8个功能，可以实现快速建模、一键出图、一键生成物料清单表等功能。

　　图1平台架构图

　　3.在文件输出方面，平台在完成深化设计后，可自动生成满足部品部件生产精度要求的深化图、加工图。对于采用智能生产管理平台等信息化手段的生产制造企业，平台还支持输出不同内容的数据文件(如图2所示)，对接智能生产管理平台，批量导入部品部件生产所需的物料信息，实现数字化设计的数据向生产制造端流转，保证底层数据的协同性和一致性，提高效率。

　　图2数据表单

（

　　1.“三同”设计

　　“三同”设计即在同一软件平台、同一模型下，实现协同设计。传统的装配式建筑设计中，由于设计工作可能在不同的软件平台上开展，导致设计成果分布在不同的图纸或者模型中，一旦设计方案出现修改，不可避免的需要反复在多个图纸或模型中比对，无法实现协同设计，设计效率低下，甚至出现因信息不同步导致的错漏碰缺问题，造成工期的浪费和经济的损失。本平台从“三同”设计的层面上解决了装配式建筑设计协同的问题，实现设计阶段的降本增效。

　　2.“一键”设计

　　“一键”设计即本平台为装配式建筑设计师提供了一键智能拆分、一键自动配模、一键出图的便捷功能，提升了设计效率，避免了设计师重复的机械式工作，让设计师将更多的时间和精力放在装配式建筑设计的标准化和品质上。

　　在一键智能拆分方面，针对预制混凝土构件的拆分，软件会将需要拆分的构件，在考虑标准化和模数化的基础上，自动将选择的构件拆分成符合规范要求的预制构件，针对装配式内墙通过选择模型中需要采用装配式内墙的范围，软件将按照用户定义的内墙板类型和参数，自动将内墙按规范要求拆分为相应的大小和拼装方式。

　　在一键配模方面，用户选择需要配模的位置，软件将自动判断需要配设的模板类型，并按规范要求及预设的配模方案，自动配置铝模板。

　　在一键出图方面，在设计师完成深化设计后，可通过各个模块一键出图功能，由软件按照预设的参数，自动批量生成构件图和加工图。

　　3.设计数据向制造端流转

　　部品部件进入到生产制造环节后，传统的物料清单制作是一个费时费力的环节，出错率高，出错后不易检查，且容易造成批量性浪费。通过本平台可实现在深化设计完成后，批量输出部品部件的物料清单数据文件，不仅省时省力，而且能保证数模一致，提高了准确性，实现了设计数据向制造端流转(如图3所示)。

　　图3智能生产管理平台

（三）应用场景

　　本平台适用于包括住宅、学校、公共建筑、工业建筑在内各类装配式建筑的深化设计，通过快速建模、一键拆分、一键出图等功能可以高效完成装配式建筑深化设计，批量自动输出满足生产精度的图纸，实现图模一致、数模一致。

三、案例实施情况

（一）案例基本信息

　　平台应用情况以福州市蓝光公馆项目为例，该项目总用地面积11648.36m2，总建筑面积155273.61m2，包含3栋28层住宅，1栋27层住宅，结构形式采用框架-剪力墙结构，其中2号楼、3号楼、6号楼、7号楼采用装配式建造方式，装配式建筑的计容面积为67259.53m2，装配率均不低于50%。

（二）应用过程

　　1.预制构件深化设计系统

　　项目的预制构件深化设计采用了叠合板深化设计、预制楼梯深化设计、一键出图及物料清单等功能。

　　(1)叠合板拆分及深化设计。项目的叠合板采用宽缝叠合板，接缝宽度为300mm，叠合板厚度为60mm。在叠合板拆分时，通过叠合板拆分功能，框选BIM模型中的楼板，设置叠合板参数(如图4所示)，即可自动完成叠合板拆分设计(如图5所示)。

　　图4叠合板拆分

　　图5拆分后的BIM模型

　　在叠合板拆分完成后，预制构件深化设计系统会自动计算当前层的预制构件水平投影面积，并且生成预制构件水平投影平面图(如图6所示)。

　　图6预制构件水平投影平面图

　　叠合板拆分方案确定以后，设计人员可以对叠合板进行深化设计，包括生成钢筋、调整钢筋避让以及放置预埋件。通过叠合板深化设计功能的布置叠合板钢筋(如图7所示)，对已拆分好的叠合板批量生成钢筋(如图8所示)。叠合板钢筋生成完毕后，设计人员将带有预埋件点位的CAD图纸链接进模型中，通过批量生成预埋件的功能，对所有点位进行翻模并且对点位进行编号，节约了设计人员手动布置点位的时间，提高了设计效率。

　　图7布置叠合板钢筋图8生成叠合板钢筋

　　(2)预制楼梯拆分及深化设计。本项目选用标准楼层的梯段板作为楼梯的标准构件，采用120mm厚度的预制双跑楼梯，预制楼梯采用高端支承为固定铰支座，低端支承为滑动铰支座的装配方案。通过预制构件深化设计系统中预制楼梯深化设计的楼梯放置功能，设置楼梯参数后(如图9所示)，把预制楼梯放置在模型中。

　　图9放置预制楼梯

　　预制楼梯放置完毕后，通过预制构件深化设计系统中楼梯配筋功能，对预制楼梯进行自动配筋(如图10所示)。

　　图10预制楼梯配筋后

　　(3)出图及物料清单。在完成本项目的预制构件深化设计后，设计人员通过预制构件深化设计系统的一键出图功能及物料清单功能，对模型中的所有预制构件及平面进行出图(如图11所示)，并导出本项目的物料清单表(如图12所示)。根据导出的图纸及清单直接通过智能生产管理平台对接构件厂，完成生产构件详图交付。

　　图11叠合板构件详图

　　图12预制构件物料清单

　　2.铝模深化设计系统

　　项目从第二层墙柱~顶层墙柱均采用铝模板，设计人员通过铝模深化设计系统对本项目的铝模进行深化设计，实现设计阶段精准配模、高效输出图纸及料表数据。

　　(1)自动配模。设计人员通过运用铝模深化设计系统的自动配模功能选择需要配模的柱梁板墙等结构构件，程序会按照预设的配模规则自动生成符合规范要求的铝模板相关构件，减少了设计人员手动放置的机械性工作，提高了工作效率和配模的准确性。并且与预制构件模型实时交互，避免了因设计误差导致的漏浆等问题。

　　(2)图纸输出及物料清单。当设计人员配模完成后，可以通过程序选择所需出图的部位自动生成生产图纸(如图13所示)，并且生成物料清单(如图14所示)，简化了设计人员图纸输出的操作步骤，也节省了统计和筛选工程量的时间，减少了工程量统计错误的概率。

　　图13铝模生产加工图

　　图14铝模物料清单

　　3.内墙板深化设计系统

　　项目内隔墙采用钢筋陶粒混凝土空心条板内隔墙，设计人员通过内墙板深化设计系统对本项目的内墙进行深化设计及图纸输出。

　　(1)内墙板拆分。设计人员通过BIM模型，对外墙、砌筑内墙和非砌筑内墙进行区分。将模型处理完成后，通过内墙板拆分将非砌筑内墙进行拆分(如图15所示)，并且自动对拆分好的内墙板编号。

　　图152#楼装配式内隔墙拆分模型展示图

　　(2)图纸输出及物料清单。内墙板拆分完成后，可以通过程序一键生成内墙板构件详图(如图16所示)，并且导出物料清单。导出的物料清单、生产加工数据及模型数据通过智能生产管理平台与项目进度计划关联，可进行构件生产、构件自动编码，实现一件一码，构件生产、运输、施工的实时跟踪。

　　图16预制内墙板详图

四、应用成效

（一）实现多专业同平台协同设计

　　项目通过装配式建筑深化设计平台，实现了多专业的装配式建筑设计，通过BIM技术在设计阶段将后期可能遇到的建造问题前置，如在外立面上通过协同配合，优化复杂节点构造，使得建筑整体更加适配工业化建造手段;在装配式设计时提前优化预制构件和铝模的支撑系统;提前在铝模和装配式内墙间预留压槽等一系列优化措施，很大程度上减少了设计阶段的错、漏、碰、缺，将同平台协同设计的优势在实际项目中实践。

（二）数字化设计实现装配式建筑“数字孪生”

　　项目在设计阶段利用BIM集成化应用，通过数字化设计将生产和建造场景虚拟呈现(如图17、18所示)，实现蓝光公馆项目的“数字孪生”。