淺談BIM技術(shù)在裝配式建筑全生命周期的管理

文/ 張晟 上海奉賢建筑安裝有限公司 上海 201499

為了滿足節(jié)能減排及可持續(xù)發(fā)展的要求，國家大力發(fā)展裝配式建筑，但是由于產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)不完善以及建筑各行業(yè)的不同步發(fā)展，極大的限制了裝配式建筑的發(fā)展。建筑信息模型（Building Information Modeling）技術(shù)的引入有望改善這一情況。將BIM技術(shù)運用到裝配式建筑當(dāng)中，將相對獨立的幾個專業(yè)緊密結(jié)合在一起，改進傳統(tǒng)的建筑方式，是建筑業(yè)的一次重大變革；另外，BIM技術(shù)的引入對裝配式結(jié)構(gòu)的設(shè)計、生產(chǎn)、施工以及運維等各個階段都將會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。

1、BIM技術(shù)優(yōu)勢

1.1 可視性

BIM技術(shù)在實際應(yīng)用中還具有可視性的特點，這主要是相對于傳統(tǒng)建筑工程平面圖紙設(shè)計模式而言的。工作人員只需通過操作計算機設(shè)備，就能夠?qū)崿F(xiàn)對線條的拼接組合，將裝配式建筑工程設(shè)計以三維立體模型的形式展示出來。這樣一來，就使得工程設(shè)計更加直觀生動、更加立體可視，便于工作人員后續(xù)使用。同時，可視性也是BIM技術(shù)商業(yè)應(yīng)用價值的重要體現(xiàn)。

1.2 協(xié)調(diào)性

BIM技術(shù)在裝配式建筑工程中的應(yīng)用還具有較強的協(xié)調(diào)性，這是因為顧此失彼是當(dāng)前工程設(shè)計較為常見的問題之一，不論是工程某一節(jié)點設(shè)計環(huán)節(jié)存在分歧，還是在不同專業(yè)施工方面存在的設(shè)計分歧，都是工程設(shè)計環(huán)節(jié)應(yīng)重點解決的問題。而通過對BIM技術(shù)的充分運用，就能夠在工程施工前，構(gòu)建建筑信息模型，并對其進行碰撞試驗，生成報告與協(xié)調(diào)方案，為設(shè)計施工的優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。

2、BIM技術(shù)在裝配式建筑全生命周期管理中的應(yīng)用

2.1 項目規(guī)劃階段的應(yīng)用

2.1.1 環(huán)境融入與選址

場地的分析與選擇直接影響工程項目的定位。在傳統(tǒng)的全生命周期管理中，場地的分析與選擇受主觀因素影響較多，不能通過科學(xué)有效的方式處理信息，導(dǎo)致對場地的定量分析不充分，進而影響項目定位。將B工M技術(shù)應(yīng)用在裝配式建筑工程的場地分析與選擇后，能將地理信息技術(shù)作為基礎(chǔ)，模擬在場地構(gòu)建過程中特別是處理土石方平衡，場地邊界問題時，可更加準確地分析場地的合理性，確保建筑工程能夠定位準確。

2.1.2 節(jié)點設(shè)計與優(yōu)化

繪制圖紙與建模在構(gòu)建完成的BIM模型中，每一個圖源都代表著具體的涵義，包括空間尺寸、金屬材料等。如果在管理工作中，改變某一構(gòu)件的參數(shù)，則與之相關(guān)的部件通常會發(fā)生變化，進而可對模型修改進行全面控制。使用BIM技術(shù)模型能準確模擬施工中的難點，如新結(jié)構(gòu)、新形式與節(jié)點等，一旦發(fā)現(xiàn)工程設(shè)計存在問題，則可在第一時間優(yōu)化方案，從根本上保障裝配式建筑質(zhì)量。另外，建筑工程的設(shè)計人員能以BIM為基礎(chǔ)，利用其可視化功能，與業(yè)主、施工單位及構(gòu)建供應(yīng)商共同商討設(shè)計方案，全面提高管理工作效率。

2.1.3 碰撞沖突與糾偏

在傳統(tǒng)的全生命周期管理工作中，常根據(jù)管理人員的主觀意識來構(gòu)建空間立體模型，因此難以避免地產(chǎn)生施工與設(shè)計之間的人為誤差，尤其在管道施工環(huán)節(jié)，易因不同專業(yè)設(shè)計人員對各類管道空間關(guān)系認識的不深入，造成不同管道間的碰撞，影響建筑工程施工推進，更有甚者會返工等而增加施工成本。針對此類問題，為保障建筑工程質(zhì)量，需對各專業(yè)管道進行深化設(shè)計。因此可將BIM管理系統(tǒng)應(yīng)用在工程中，工作人員在設(shè)計工程項目模型時可通過BIM系統(tǒng)模擬各類管道施工時的狀態(tài)，以分析管道間的關(guān)系，一旦檢測出問題，系統(tǒng)會將具體的內(nèi)容、位置展現(xiàn)出來，便于工作人員及時修改，進而在施工前找出問題，避免發(fā)生延誤竣工時間等問題。

2.1.4 工程量統(tǒng)計

傳統(tǒng)的建設(shè)項目由于使用CAD軟件計算構(gòu)建相關(guān)的建筑信息，很難自動完成數(shù)量統(tǒng)計，所以通常會消耗大量的人工時間來完善。若將BIM應(yīng)用于建筑工程中，系統(tǒng)能自動整合構(gòu)件工程量、材料種類信息，管理者能隨時查閱。從而大幅縮短工作時間，且能保障計算結(jié)果的準確性，為裝配式建筑的造價管理、進度管理等工作提供依據(jù)。

2.2 在生產(chǎn)制造階段的應(yīng)用

①對裝配式建筑模型制作更加有利。完成設(shè)計方案之后設(shè)計人員會把相關(guān)的信息上傳至云端平臺，以便于各廠家之間對構(gòu)件的信息實時共享，主要共享產(chǎn)品的尺寸和使用的原材料以及構(gòu)件制作過程中原材料的配比等等。如此一來，裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的各種相關(guān)信息就可以進行有效的對接，了解其設(shè)計信息以及其生產(chǎn)信息，使生產(chǎn)效率大大提高。除此之外，可以將預(yù)制構(gòu)件的模型利用3D打印的方式打印出來，確保模型的試制過程順利完成。

②有利于優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)流程。整個建筑工程的施工質(zhì)量的好壞預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量的高低起到?jīng)Q定性的作用。利用BIM技術(shù)，在BIM模型中預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)商可以挑選需要的預(yù)制構(gòu)件尺寸，進行生產(chǎn)的合理安排，同時確保合理的構(gòu)件尺寸。

2.3 建筑施工階段的應(yīng)用

BIM技術(shù)能將施工現(xiàn)場技術(shù)、構(gòu)件吊裝、材料管理、資金安排、質(zhì)量管理、進度控制等方面達到準確無誤的管控。特別對一些新穎的、復(fù)雜的新技術(shù)新設(shè)備運用，利用BIM可視化技術(shù)模擬施工工藝以進行技術(shù)交底，可視化技術(shù)模擬施工工藝以進行技術(shù)交底，避免現(xiàn)場技術(shù)人員因主觀因素造成的錯裝、漏裝、碰損構(gòu)件；為避免材料的二次搬運和現(xiàn)場堆放混亂，BIM能快速測算不同施工階段的材能快速測算不同施工階段的材料需求量并制定采購及管理計劃；運用各種數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖表對計劃進度和實際進度的差異進行精準統(tǒng)計，并針對現(xiàn)場實際情況調(diào)整工程計劃；特別重要的是BIM能實現(xiàn)管理人員和現(xiàn)場作業(yè)人員之間無障礙的信息溝通，把控安全和質(zhì)量的最前線信息。

2.4 運營階段的應(yīng)用

工程項目竣工后，為了達到物業(yè)管理自動化、資源管理自動化以及財務(wù)管理自動化，BIM技術(shù)將預(yù)制構(gòu)件管線預(yù)埋和設(shè)備的信息存儲到一個管理系統(tǒng)中，并且使得這個BIM管理平臺擁有所有的信息。在施工完成后，建筑物的施工情況、經(jīng)濟情況和容量的承載度等信息都會在BIM系統(tǒng)中得到保存，物業(yè)管理人員可以通過BIM系統(tǒng)對各種被存儲信息進行隨時的監(jiān)測。基于BIM的裝配式建筑全生命周期管理問題研究，能夠隨時、準確地分析和監(jiān)測建筑結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性，確保在對應(yīng)的房間內(nèi)安裝上內(nèi)閣墻、管線、廚衛(wèi)設(shè)施等預(yù)制構(gòu)件，避免因為安全的不合理導(dǎo)致?lián)p壞主體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)施。當(dāng)然還可以利用BIM數(shù)據(jù)庫存儲信息來判斷當(dāng)建筑物的預(yù)定壽命時是否還能循環(huán)使用，這種方法既節(jié)約能源達到綠色環(huán)保的同時，還做到了可持續(xù)發(fā)展。

結(jié)語：

目前來看，裝配式建筑以及成為我國建筑業(yè)的主流趨勢，為了更好的發(fā)展裝配式建筑就要利用高科技為其提供技術(shù)支持，BIM技術(shù)的應(yīng)用在整個裝配式建筑的全部施工過程中都能夠為其服務(wù)，并且發(fā)揮巨大作用。BIM要落實到具體的日常管理當(dāng)中，未來BIM技術(shù)的發(fā)展將圍繞以BIM技術(shù)為核心的大數(shù)據(jù)、智能化、云計算、移動通信等新科技的運用，實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級，生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變與管理方式的變革、打造智能化、工業(yè)化、綠色化的新興建筑業(yè)態(tài)。