基于全生命周期的裝配式建筑中BIM的應用策略

胡瑛

摘要：全生命周期管理環境下裝配式建筑BIM技術應用對解決裝配式建筑建設設計及施工管理等問題具有重要意義，是現代裝配式建筑設計發展的主要技術應用方向。本文將以全生命周期的裝配式建筑BIM技術應用為基礎，對其技術應用特點以及與全生命周期管理模式產生的實際共鳴深入解析，進而為裝配式建筑的BIM技術合理化運用提出部分實際性參考內容。

Abstract： The application of BIM technology in full life cycle management environment is of great significance to solve the problems of construction design and construction management of assembly architecture， and it is the main technical application direction of the development of modern assembly architecture design. Based on the application of the full life cycle BIM technology， this paper will deeply analyze the characteristics of its technology application and the actual resonance with the full life cycle management model， and then put forward some practical reference content for the rationalization of the BIM technology for the assembly architecture.

關鍵詞：全生命周期；裝配式；建筑；BIM；策略

Key words： life cycle；assembly；architecture；BIM；strategy

中圖分類號：TU71；TU17 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2019）02-0012-03

0 引言

在科學技術的帶動下，我國建筑業迎來了新的高速發展時期，建筑業呈現出一片蓬勃生機的發展局面，各種科學技術在建筑行業中的應用，使建筑水平得以不斷提高。相比于其他科學技術，BIM技術是通過三維建模的方式與建筑工程聯系起來，從而使工程人員能夠實現對建筑工程的可視化管理，大大提高了建筑工程的管理效率，實現了對建筑工程進度、成本和安全三大目標的有效控制。眾所周知，在建筑工程中，進度、成本與安全是貫穿于其全生命周期的核心三大管理目標，因此，BIM技術也同樣是貫穿于建筑工程全生命周期的新型技術。為此，有必要對基于全生命周期的裝配式建筑中BIM的應用策略進行深入的探討。

1 BIM技術的概念、特征及應用現狀

1.1 BIM技術的概念

所謂BIM技術，其實質是根據實際工程來構建建筑信息模型，將實際工程中所有的工程信息全部關聯到建筑信息模型中，這些工程信息主要包括進度信息、成本信息、構件尺寸信息、材料信息等，通過建筑信息模型的應用，來達到信息共享的目的，同時還能幫助工程人員對實際工程進行數字化、信息化、可視化的管理。

1.2 BIM技術在裝配式建筑全生命周期管理中的基本特征

近年來，我國建筑行業的興起，使裝配式建筑成為一種新的發展趨勢，這也使人們對裝配式建筑的工程質量越來越關注。在裝配式建筑的全生命周期管理中，通過BIM技術的應用，能夠為裝配式建筑的設計、施工、運維及拆除等所有環節提供巨大的幫助。在裝配式建筑全生命周期管理中，BIM技術主要具備以下基本特征，分別是數字化、可模擬、全面化、可協同、可視化和可優化，BIM技術是將所有工程信息與建筑模型相關聯，以此構建出相應的建筑信息模型，工程人員可從建筑信息模型中調用工程信息，并根據這些工程信息來進行相應的管理，從而達到數字化管理的目的。此外，BIM技術還能夠對裝配式建筑的施工過程進行模擬，使工程人員能夠從中找出施工過程中存在的不足之處，并針對這些不足之處提出相應的解決措施。在建筑信息模型中，當設計人員需要對某個工程信息進行修改時，其他與之相關聯的工程信息也會隨之發生變動，進而減少了大量的重復修改操作，最大限度的避免了因人工修改造成的失誤和錯誤。BIM技術還可在同一平臺中實現多部門的信息共享，不同部門都能夠在同一平臺中獲取到所需的信息，進而大大提高了信息利用效率的同時，也大大提高了各部門間的協同能力。BIM技術還可進行碰撞檢測，使工程人員能夠直觀的了解到裝配式建筑中構件的匹配情況，并根據碰撞檢測結果進行相應的調整?？偠灾?，正是這些BIM技術的應用優勢，使其在裝配式建筑全生命周期管理中有著無比廣闊的發展前景。

1.3 BIM技術在裝配式建筑全生命周期管理的應用現狀

現階段，BIM技術已經逐漸開始在建筑行業中所應用，其發展前景更是吸引了更多專業人士的關注，并已經成為施工企業發展的核心技術。在裝配式建筑的全生命周期管理工作中，BIM技術的應用條件正變得日益標準化和規范化，使裝配式建筑項目能夠在各種業務上實現高效的信息共享，大大降低了管理工作的難度，并進一步完善了施工企業的信息化管理。雖然BIM技術在裝配式建筑全生命周期管理中有著極為顯著的應用效果，但由于施工企業在整體規劃能力上較為薄弱，致使其在應用過程中并沒有得以充分應用，在實際工程中仍舊存在一定的信息斷層和信息不對稱現象，相比于其他發達國家，我國在BIM技術的應用水平仍舊存在很大差距。因此，進一步提高BIM技術在裝配式建筑全生命周期管理中的應用水平，加大BIM技術的宣傳力度，并通過BIM技術來加強施工企業中信息的共享效率，提高各個部門之間的配合默契，已經成為建筑領域未來主要的研究方向?？偠灾?，在不久的將來，施工企業必將通過BIM技術來建立更加科學的全生命周期管理體系。

2 裝配式建筑BIM應用的信息模型及全生命周期管理

全生命周期的裝配式建筑BIM技術應用對于建筑使用經濟效益、節能效益及周期效益等要求較為嚴苛，在信息技術模型的構建方面，需要重視建筑信息的分析整合及全生命周期的規范管理，以便使裝配式建筑BIM技術應用符合全生命周期建筑管理使用特點。

2.1 建筑信息模型

建筑信息模型的建立，需要運用計算機測算及數字化運算技術，實現對基礎建筑模型的構建，并將相關的數據信息內容輸入計算機管理系統，通過系統指令傳輸，使BIM系統接收到相關的信息輸出數據，并對其進行數據解密處理，根據數據處理結構將有關的信息內容做一體化整合（圖1）。

通過結合工程成本、資料管理及工程設計要求，選擇出最優的工程建設設計、施工與管理方案，可視化的建筑體結構信息，更為清晰的呈現出具體的設計構思，對于建筑信息管理具有支持作用，以此為裝配式建筑全生命周期管理體系有效的現代化信息技術處理支持。

2.2 全生命周期管理

全生命周期管理主要指建筑施工的生產、設計與運營管理等相關內容，通過將多種工程項目進行集約化處理，實現單元結構的多體系管理運用，提高綜合性建筑管理及建設設計水平，從建筑的技術、成本及維護等相關角度為基礎，對建筑使用社會效益做更深層次的提升。傳統意義上的全生命周期管理，僅注重建筑建設的使用年限，未能充分的將多種建筑設計管理內容相融合，在BIM技術應用管理條件下，全生命周期管理涵蓋了建筑維護管理設計的各個方面，使裝配式建筑應用更符合現代城市建設及社會發展的基本需求。

2.3 全生命周期裝配式建筑BIM應用中信息模型的建立

全生命周期裝配式建筑BIM技術信息模型建立，首先要重視對全生命周期管理實現過程的控制，采用質量性能、成本數據及施工要求等相關標準，作為實際的管理實現方向，進而解決全生命周期管理效益低下問題。其次要注重裝配式建筑信息建模核心技術優化，利用數據共享及數據信息整合管理優勢，提高技術應用有效性，使全生命周期裝配式建筑的BIM信息模型與工程施工設計方案步調一致。

全生命周期管理實現是一種多層次的技術管理模塊，具備時效性較高及管理效益較好的基本特征，按照各數據內容的不同，實現整體空間信息管理應用，并對建筑信息模型創建過程中的問題進行實時共享與反饋，幫助技術人員及時的掌握全生命周期管理動態信息。

3 BIM技術在裝配式建筑全生命周期管理中的應用

3.1 規劃設計

規劃設計是全面生命周期管理的起始階段，規劃設計內容有效性及合理性，直接影響后續階段工程作業的順利進行，需要對不同施工項目做好規劃設計調整，選擇工程量較少及基礎性工程項目進行前期的工程施工設計安排，及時的對不合理的工程項目內容進行排除，并將部分小型工程項目與同類工程項目類別進行合并處理，以此在降低工程成本的同時，各項工程項目產生沖突問題。

3.1.1 分析場地和規劃選址

場地分析及規劃選址，要求工程施工單位，能夠對工程施工階段，可能發生的潛在風險及意外事件問題進行預估，運用BIM技術結合地理信息系統，選擇地區環境穩定及自然環境良好的區域進行施工作業，進一步避免意外事件等對于工程施工質量及進度的影響。同時也要將工程建設交通情況、地質結構等做出判斷，以便為后續階段工程材料運輸與大型機械設備的使用，創設有利的施工條件，提高綜合性施工效率，使全生命周期管理切實的在裝配式建筑施工方面發揮實際作用。

3.1.2 繪制圖紙和建立模型

工程建筑施工由多方利益構成，在圖紙繪制前期階段，首先要與相關的工程施工合作單位及有關委托方商議工程施工設計方案，如委托方對于建筑工程使用功能性及美觀度要求等。而后要積極的做好與工程施工人員的實際溝通，開展建筑工程設計研討會，通過會議討論選擇多套符合工程建設標準的相關方案，并運用BIM技術將有關方案內容進行建模模擬實驗，利用BIM技術試驗驗證相關施工設計方案及圖紙繪制的可行性。BIM技術具備良好的可視化特點，技術內容豐富，在技術應用上可在短期內形成完善的技術模型控制體系，方便技術人員通過計算機對建筑模型進行調整，使BIM技術運用在全生命周期管理下更為靈活。

3.1.3 檢查設計沖突

設計沖突問題在裝配式建筑施工設計方面較為常見，由于工程量較大，且主要以機械安裝工程項目為主，所以工程內容較為復雜，雖然利用預期規劃可有效的對部分施工項目進行規劃，但仍無法全面避免施工方案沖突問題，對于保障施工質量及工程作業經濟效益均有不良影響。傳統技術管理模塊的沖突檢查周期較長，且檢查處理準確性較低，難以解決實際性問題，而BIM技術則能夠根據內容問題類別，在信息數據庫內選擇適宜的內容為技術人員提供相關的解決方案。BIM技術是獨立的工程施工設計管理平臺，在建筑設計模型建立階段，即可對相關的管線設計、管道設計及基礎設施施工等內容進行立體化演示，使技術人員充分了解建筑結構，有效規避建筑設計沖突風險，并在檢查階段為技術人員提供有效的技術支持，使沖突設計檢查的準確性及綜合有效性得到全面化提升。

3.1.4 造價管理與工程量統計

合理進行造價預算管理有利于控制工程施工成本，同時工程量的統計可進一步實現工程施工周期的控制，保障工程施工能夠按照預定期限完成。傳統的CAD軟件造價管理體系構建內容較為單一，且技術門檻較高，相關的造價管理項目設計所需耗費的人力資源較多，且時間較長，不利于后續階段工程造價項目的調整。BIM技術數據統計及造價核算準確性較高，單人操作即可實現對造價管理內容的控制。而在工程量統計方面，相關工程量統計管理軟件繁多，不同軟件實際功能各不相同，且軟件使用安全性較差，在信息管理安全、工程統計效率及規范性角度講，BIM技術更具有實際優勢，工程量統計細節化控制能力較強，使各項工程內容均可納入統計范圍，進而為科學的開展工程造價及相關管理工作奠定堅實的技術基礎。

3.2 生產制造

現代裝配式建筑設計構件缺陷問題的產生，主要原因是前期階段施工單位及工程承包單位提供的建筑構件數據不準確，相關信息并不全面，未能按照建筑設計標準選擇適宜的建筑構參數信息，導致后續階段的構件生產存在大量的缺陷問題，而裝配式建筑全生命周期管理環境下的BIM技術運用則可有效的通過建筑模型，對小規格部件進行詳細化的數據分析，并對不同構件材料的選用等制定完善生產標準，運用RFID技術優勢，實現對生產制造細節的管理，使構件生產能夠與裝配式建筑建設使用需求保持一致。

3.3 建造施工

建造施工環節的裝配式建筑全生命周期管理，要求采用多維度空間建筑模型設計加以實現。裝配式建筑設計內容資源種類較多，相關的建筑基礎設施建設較為完善，在為使用者提供實際便利的同時，也產生一定的空間不足及空間利用不合理問題。對此可采用RFID技術與BIM技術融合方案，對施工內容及施工細節進行充分掌握，在施工現場使用BIM對不同的施工項目進行調控，保障各項施工工程資源應用合理性，避免資源調配不合理而引發工程建設延期及質量不達標問題。

3.4 運營維護

運營維護主要指全生命周期控制環境下裝配式建筑物業管理系統控制?，F階段的裝配式建筑物業管理系統內容單一，且技術銜接性較差，無法根據工程前期施工內容對建筑結構維護管理問題進行處理。例如在某建筑結構出現結構強度質量問題后，部分物業采用混凝土施工處理方法進行建筑結構加固，未能充分的考慮裝配式建筑結構特點，雖然可在短期內解決問題，但就長期建筑管理而言，仍易出現安全質量問題。而BIM技術由于信息管理全面，且能夠與前期工程施工項目進行有效對接，使后續階段的工程維護及物業管理水平更符合工程建設使用要求，相關運營維護管理工作，可以按照BIM技術提供的施工階段工程數據，對建筑設計存在的部分漏洞問題進行處理，繼而進一步提高全生命周期管理下裝配式建筑維護管理的經濟效益與社會效益。

4 結束語

全生命周期裝配式建筑中的BIM技術應用對環境條件及管理條件要求較為苛刻，相關的技術應用內容應與工程建設標準保持一致，不斷的對現有的BIM技術內容做出優化，并積極做好技術探索，根據以往的實際經驗，對部分BIM技術應用核心問題予以解決，以此為未來階段全生命周期管理環境下的裝配式建筑建設、管理及維護提供全面性技術支持。

參考文獻：

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