BIM&RFID技術在裝配式建筑中的應用研究

◎劉光忱 車詩雨 王俊森 侯岸茹

BIM&RFID技術在裝配式建筑中的應用研究

◎劉光忱 車詩雨 王俊森 侯岸茹

隨著我國經濟社會發展的轉型升級，裝配式建筑逐漸成為建筑業關注的焦點。本文從設計、生產制造、現場施工、運營維護等階段闡述了BIM&RFID技術在裝配式建筑中的應用，同時指出BIM&RFID技術在裝配式建筑中應用的困難并提出相應的對策。

裝配式建筑 BIM技術 RFID技術 對策建議

隨著我國經濟社會發展的轉型升級，特別是城鎮化戰略的快速推進，建筑業在改善人民居住環境、提升生活品質中的地位凸顯。裝配式建筑具備綠色施工、節能環保、建造速度快等優點，它可以提高能源的利用率，還可以降低對生態環境的破壞。因此，大力發展裝配式建筑正當其時。

一、BIM&RFID技術原理

（一）BIM技術原理

BIM（buildingin formation modeling），建筑信息模型，是建設項目同時具備物理特性和功能特性的數字化模型。BIM有如下的優勢：一是BIM的3D模型為修改和交流提供了方便。以建筑師為例，其能夠運用3D平臺直接進行建筑的設計和修改。建筑師可以通過3D模型與業主進行溝通交流。二是BIM模型中建筑構件的參數信息包含了任意一個建筑構件所有的實時信息和動態信息。三是BIM模型將建筑、結構、設備等系統緊密地聯系到了一起，各系統間的矛盾沖突能夠在實際施工開始前的設計階段得以解決。

（二）RFID技術原理

RFID（Radio Frequency Identification），無線射頻識別，是一種與生產生活緊密相關的無線電波通信技術，它提供了一種非接觸的方法來自動識別貼有標簽的人或物。RFID有如下優勢：一是RFID標簽的標識具有唯一性，避免了重復識別的問題，同時也保證了構件在生產制造、施工吊裝、運營維護等階段信息的準確性。二是非接觸式的信息讀取，方便快捷。不受覆蓋物遮擋的干擾，可以遠程通訊，具有很強的穿透性。三是多個電子標簽所包含的信息能夠同時被接收，操作方便快捷。

二、BIM&RFID技術的應用過程分析

（一）設計階段

1.模型構建及圖紙繪制。利用BIM軟件建立相關建筑物的BIM模型，它可以將包括建筑、結構、設備在內的各個專業的設計成果通過BIM平臺進行有效的整合，形成一個完整的可視化建筑模型。BIM模型中所有構件都是由相關參數控制的，當修改模型中某個構件參數信息時，與之相同的所有該構件的信息都會發生相應變化，隨之相應的視圖也會更新。

2.設計沖突檢查。傳統方式往往用2D圖紙通過空間想象來表達一個3D的立體圖，易發生錯誤。BIM模型中各系統間信息都是流通的，當設備工程師進行設計時，若水電管線與結構造成設計沖突時，沖突能在BIM模型中立刻顯示出來。

（二）生產制造階段

1.RFID標簽置入。從BIM數據庫中讀取構件的相關設計數據后，構件廠開始進行制造。構件廠對預制構件制造完成后，將構件置入含生產信息、質量檢測等信息的RFID標簽，RFID標簽編碼的唯一性原則方便構件管理，同時也確保了每個構件在各階段信息的準確無誤。

2.構件的生產運輸規劃。將RFID標簽中的信息傳送到BIM數據庫中進行處理和判別，以便合理安排施工順序、規劃構件運輸次序等。此外，施工現場的實際進度等即時信息也會反饋到構件廠，構件廠根據實際進度調整構件的生產計劃，這樣便可減少待工待料情況的發生。

（三）現場施工階段

1.構件管理。在構件入場方面，經常會出現找不到構件或者找錯構件的情況，應用RFID&BIM技術有效配合，便可以隨時對構件進行追蹤和監控。

2.工程量統計及進度成本控制。BIM相關軟件可以精準的統計出模型中各個構件的工程量，不用花費大量時間進行人工統計。此外，將施工3D模型與時間、成本相聯系，建立4D及5D可視化模型。實時跟蹤施工進度和施工成本，及時找出實際施工過程中存在的問題，并盡快進行優化工期、資金調整等。

（四）運營維護階段

1.物業管理。只要將預制構件的信息輸入并儲存到BIM物業管理系統中，建筑物中所有設備的運行情況就可以實時的被掌握，能夠及時的發現和處理損壞或不合格的設備。此外，還能在設施管理、門禁系統等方面得到有效利用。

2.建筑物改擴建及拆除。在改擴建過程中，BIM&RFID技術可以分析建筑結構的安全性、耐久性，避免結構損傷。在生命周期結束時，通過RFID標簽和BIM數據庫中的信息判斷構件是否可以回收利用，從而減少材料資源的消耗。

三、BIM&RFID技術應用面臨的問題

（一）BIM軟件不夠成熟，難以實現數據傳輸

首先，我國BIM技術剛剛起步，像魯班、廣聯達等大型公司雖然一直致力于BIM軟件的開發，但技術水平有限，軟件開發效果不是很理想。其次，雖然我國引進了許多發達國家成熟的BIM軟件，但這些軟件還不能很好地滿足我國設計規范的要求。當國內外軟件進行對接時，可能會使數據的兼容性、準確性受到一定程度影響。

（二）缺乏統籌管理，難以實現信息共享

BIM模型中包含的建筑信息不是一次完成輸入的，它是隨著項目的進行通過各個參與方不斷完善的。項目不同階段、不同專業以及參與方信息缺少統籌管理，各個參與方屬于不同的利益主體，彼此之間的信任程度低，他們為了各自的利益不愿意將數據信息共享，因此不能有效地實現信息共享。

（三）規范標準欠缺，難以保證技術推廣

建設行政主管部門在國內現有的建筑行業標準、行業規范中，尚無完整的BIM標準規范。工作人員在建模過程中，對數據的處理以及應達到何等設計要求也沒有相應的標準來作為依據。雖然I F C數據標準在國際上已經越來越成熟，但在我國的應用并不理想，而且我國對國外標準的研究不夠深入。

四、解決BIM&RFID技術應用面臨問題的對策與建議

（一）推動BIM軟件的開發

在國家規劃方面，應提出基于BIM應用軟件的研究課題，并且推出有益的政策激勵更多的軟件開發商參與BIM應用軟件的開發；在產業政策方面，應體現出發展基于BIM技術的重要性，以促進我國企業在這方面技術的發展；在戰略合作方面，增強與高校和研究院所的合作，共同解決BIM技術應用的瓶頸問題。

（二）發展綜合交付模式

為了確保BIM技術的有效推進，應對我國建筑業的項目管理模式進行改革。綜合交付模式（I P D）把業主、設計方、總承包商和分包商集合在一起建立一個同盟體，這就使各參與方擁有共同的利益主體，便可有效地實現信息共享以及建立比較完善的信息模型。

（三）制定BIM相關標準

政府和行業協會應有效地開展指導和協調工作，如頒布應用指南、指導意見等，著手制定并實施與BIM相適應的規范標準，為其推廣和應用提供行業保障。行業協會也應定期舉辦BIM技術成果推廣應用經驗交流會，加快相關標準規范的編寫。

五、結語

BIM作為建筑業未來發展的重要技術，已經上升為一種新的建筑理念。如今BIM&RFID技術在裝配式建筑中的應用受到了越來越多的重視，雖然BIM&RFID技術在實施過程中仍面臨許多困難，但是隨著該技術的不斷完善和人們對此技術研究的不斷加深，一定會讓其在裝配式建筑中的應用逐步走向成熟。

（作者單位：沈陽建筑大學管理學院）

責任編輯：宋爽

注：本文系遼寧經濟社會發展立項課題（項目編號：2017lslktyb-143）；國家自然科學基金資助項目（項目編號51678375）