基于BIM的裝配式建筑全生命周期管理問題研究

魏朝霞 司馬新立 王煥錦 高繼霞 任鵬飛

摘 要：近年來，隨著我國經濟快速的發展，也帶動到了建筑行業的發展，但這同時也對建筑的質量提出了更高的要求。裝配式建筑在建筑工程中受到了廣泛的應用，但其自身存在著一些還沒有解決的問題，而且在管理方面也有所欠缺，這會給我國建筑行業的發展帶來了一定的負面影響。為此，文章對建筑信息模型以及全生命周期管理進行了講解，同時對全生命周期管理中建筑信息模型的技術應用進行了一個全面的分析。

關鍵詞：裝配式建筑;建筑信息模型;全生命周期管理

1、前言

裝配式建筑的發展帶動了我國建筑行業的發展。BIM技術在其管理中的應用充分的體現出了裝配式建筑的優勢，也為施工工程帶來一定的便利，有效地推進了建筑工程的整體質量。文章主要是針對BIM技術在裝配式建筑全生命后期階段管理中存在的問題進行了分析，并且提出了一些可行性的建議。

2、建筑信息模型及全生命周期管理

2.1、建筑信息模型

建筑信息模型（BIM），是利用計算機等數字化技術，構建一個建筑信息模型，從而將維護信息、建造信息和設計數據等諸多信息保存于BIM。它的基礎模型是建筑工程中的相關參數，它可應用于成本核算、資料管理、工程設計和施工管理等。目前，BIM已經被廣泛應用于項目建設，如濟南大劇院、成都金融城等。

2.2、全生命周期管理

建筑全生命周期是指建筑工程的整個建設過程。包括拆除后利用、生產、設計、運營維護與建造。信息管理是全生命周期管理的重要思想，它是通過構建建筑信息模型，集成了管理、施工和設計過程，有效的避免在信息交流過程中出現交流障礙。主要包括兩個方面，一是對項目全生命過程中的信息管理、共享，以促進項目獲利能力及質量和建造效率的提升。二是在項目實施期間構建與建設工程相關的信息。

3、全生命周期管理中建筑信息模型技術的應用

3.1、全生命周期管理實現過程

在我國，關于建筑工程信息管理和共享問題已經研究很多年，但因缺乏有效的技術支撐，故使研究多停留在理論方面。BIM技術的誕生，給全生命周期管理帶來準確的技術支持，有利于全生命周期管理進行實踐。BIM技術的基本元素，是項目中的單構件，融合基本元素的施工要求、質量性能、成本數據和設備性能等有關信息，構建一個具備數據化特征的建筑信息模型。各個數據間維持著建筑物整體的空間關系與組織關系，從而形成一個有層次、完整性的信息管理系統。BIM技術改變了建設信息原有的創建方式和創建過程，使項目從開始階段利用數字化信息形式，進行信息管理與共享，真正實現了全生命周期管理。

3.2、以建筑信息模型為技術核心

建筑信息模型，融合了多種與建筑相關的信息，使得設計資料與建筑信息儲存于相同的數據庫中，有效的防止出現因管理、施工和設計軟件不兼容，造成溝通障礙等問題，實現了不同專業間的信息共享。不同專業在全生命周期中，可以依據自身實際需求情況，選擇BIM中的有關數據信息，以滿足施工、設施、 管理和決策需求。除獲取信息外，不同專業可以在BIM中創建與本專業相關的新信息，實現了與其他專業間的信息共享，緊密聯系建設工程的各個環節，確保各個專業協同配合工作。

4、裝配式建筑的優越性

裝配式建筑具有諸多優勢特點，能夠滿足建筑建設行業發展的需要。（1）裝配式建筑建設時間較普通建筑短，可充分提升建筑工期。（2）裝配式建筑建設過程中，可以打破氣候條件的約束，能夠規避氣候條件不佳導致工期延誤的問題。（3）可以減少勞動力和節約建筑資源，與環保節能型的時代主題理念相適應。（4）建筑質量能夠得到保障，有利于維護人們的生命財產安全和社會的和諧穩定。

5、裝配式建筑全生命周期管理的必要性

對裝配式建筑加強全生命周期管理具有必要性。隨著人們生活水平的不斷提高，對建筑質量有著更高的要求，只有加強全生命周期管理，才能確保建筑質量;加強全生命周期的管理，有助于控制建筑施工成本，實現施工企業經濟利益的最大化，對裝配式建筑行業實現可持續發展具有重要作用。

6、建筑信息模型在裝配式建筑全生命周期管理中的應用

裝配式建筑的預制構件需要在工廠生產，所以，需要將其列入生命周期管理范圍。

6.1、規劃設計

規劃設計階段，BIM起到關鍵作用，能夠實現各個項目方共同參與協同工作，從而解決了傳統模式中，因業主主觀原因或者不同專業存在設計沖突引發的設計變更等問題。在規劃設計中的應用，包括以下幾個部分：一是分析場地和規劃選址。它直接影響到建設項目的定位。傳統方法存在主觀因素過多、無法科學處理信息數據及定量分析不充足等問題。利用BIM技術，并與地理信息系統結合，能夠模擬建造建筑物空間信息及場地條件，兩者間相互補充，可對場地使用特點及條件進行評估，以實現場地規劃最優。二是檢查設計沖突。傳統方式在建筑物立體圖恢復過程中，往往以主觀想象為主，這樣極易造成設計與施工不符，尤其是在設計設備時，增加管道相互碰撞風險，進而影響正常施工。在這種情況下，需要對設計方案重新修改設計，不僅延誤施工工期，還大大增加了建設成本。結構師運用BIM設計結構時，一旦水電管線與設計出現沖突，那么BIM模型能夠及時顯示，結構師對設計進行及時修改，從而解決設計沖突問題。三是造價管理與工程量統計，因CAD軟件在計算構件信息時，難以讓計算機自行統計，所以，統計工程量時，需要耗費大量時間。BIM作為一個信息庫，整合了大量的建筑信息，造價管理者可以實時查閱所需的工程量信息，并利用計算機計算和統計各個構件，減少了人工操作時間，防止因計算錯誤，造成設計方案與工程量統計數據存在偏差。

6.2、生產制造

生產制造構件過程中，將BIM技術與RFID技術結合，在RFID標簽中置入構件，保證每個RFID標簽中又與之對應的構件信息，有利于管理構件運輸、生產、吊裝和存儲過程。利用構件生產管理子系統，可以在BIM數據庫中獲取與構件設計有關的數據，還可在BIM數據庫中添加預制構件的存儲信息、質量監測信息和生產信息。唯一性是RFID標簽編碼的主要原則，它可以保證構件在各個過程中的信息具備較高的準確性。BIM技術與RFID技術結合，不僅可以達到零缺陷、零庫存目標，還可依據實際進度情況，把信息及時反饋至生產管理子系統，從而避免出現待料、待工等問題。

6.3、建造施工

在控制工程質量和進度過程中，應用BIM技術，能夠實際模擬分析施工方案計劃，把時間與3D模型緊密聯系起來，構建4D施工模型，從而實時跟蹤施工質量和施工進度。比較原計劃數據與實際統計數據，計算出兩者存在的偏差。這樣，可以優化配置空間與資源，有效地解決沖突問題，確保施工組織設計和施工方案達到最優。最后，利用調整系統，調整施工質量。實際施工現場中普遍存在構件錯誤或未找到構件問題，為避免該問題，需要加強施工現場管理。

7、結束語

我國科學技術水平的不斷上升帶動了BIM技術的發展，使其在建筑行業中的應用范圍不斷變大，其不僅能有效提升到我國建筑工程的質量而且也符合到了我國推出的環保節能型建筑建設的觀念。為此，技術人員應當進一步增強對BIM技術的探究，從而帶動到我國建筑建設行業的可持續發展。

參考文獻

[1]牛艷， 吳婷婷. 基于BIM的裝配式建筑全生命周期安全管理研究[J]. 中華建設， 2019（6）.