基于BIM技術的裝配式建筑信息化應用研究

張越 鐘煒

摘要：目前，我國建筑業正處在轉型升級的重要時刻。裝配式建筑是一種節能環保的建造方式，具有施工周期短、對環境污染小等優點，但目前仍然存在著建筑設計標準不一致、各個環節之間脫節嚴重以及參與方之間信息溝通不到位等問題，很大程度上影響了我國建筑業的發展。本文將BIM 技術這種信息化手段應用于裝配式建筑中，可推動裝配式建筑向著信息化方向發展，為建筑業的轉型升級保駕護航。

Abstract： At present， China's construction industry is in an important moment of transformation and upgrading. Prefabricated building is a kind of energy-saving and environmental protection construction method， which has the advantages of short construction period and small environmental pollution. However， there are still some problems， such as inconsistent building design standards， serious disconnection between various links and information communication between participants， which greatly affects the development of China's construction industry. In this paper， BIM Technology is applied to the prefabricated building to promote the development of prefabricated building towards the direction of information， and escort the transformation and upgrading of the construction industry.

關鍵詞：BIM技術;裝配式建筑;信息化

Key words： BIM technology;prefabricated buildings;informatization

中圖分類號：TU208;TU17? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）29-0169-02

0? 引言

阻礙裝配式建筑發展的并不是技術上的問題，而是在資源的整合方面，想要進行更好的資源整合必須依靠現代的信息技術，而BIM技術可以將來自各方面的信息資源進行高度整合。如果不能把裝配式建筑各階段的資源整合起來，就不能形成一個完整的體系，會造成大量重復的投入，造成返工與資源浪費的問題。將BIM技術應用在裝配式建筑中，各個參與方可以共享共用建筑數據模型，很多工作可以同步進行，進而提高效率、降低錯誤率，極大地減少工程建造過程中的錯、漏、碰、缺，形成一體化的管理模式。

1? BIM技術與裝配式建筑結合的優勢分析

1.1 有利于實現裝配式建筑的系統化管理

利用BIM技術對裝配式建筑進行整體建造和管理時，裝配式建筑項目的設計、運維管理、施工、安全、生產等環節的工作都是由總承包單位統籌安排，總承包單位從整體角度出發進行統籌管理、規劃協調，進而提出建設方案并監督實施。在保證總目標可以實現的前提下，總承包單位對各個建設環節的工作提出要求，并監督其達成要求，可真正地實現裝配式建筑系統化的管理。

1.2 有利于降低成本、縮短工期

成本過高一直是裝配式建筑存在的問題，在BIM技術與裝配式建筑結合的這種建筑管理模式下，承包單位是從整體目標考慮去協調建設工作，合理的配置項目資源，很大程度上避免了分階段管理過程中項目各參與方因為信息溝通不暢而發生的費用浪費的情況。

利用BIM技術，可以對設計管理、構件生產及運輸、裝配等環節進行模擬，在資源配置合理的情況下工作可以交叉進行，有利于進度控制，縮短建設周期。同時，各個環節的信息集中在一個平臺上共享，各個參與方可以隨時進行交流，便于及時的發現并解決問題，可極大的縮短工程建設的時間。

2? 設計階段信息化管理應用

設計工作是所有建設項目活動的起點，也是后續所有工作環節的基礎和信息數據的來源，若在設計階段出現問題，不但會導致后續工作無法順利進行，還會產生無法估計的后果。在傳統的設計工作中，各個專業相對獨立地進行設計，會出現各種各樣的問題。采用BIM技術，可避免“碎片化”設計，提高建筑設計的準確性，全面提升建筑設計水平。因此，在裝配式建筑建設過程中設計階段的信息化管理也顯得尤為重要。

2.1 方案設計階段

在裝配式建筑方案設計階段，利用Revit建立形成裝配式建筑各類不同預制構件的“族”庫，統一裝配式預制構件的設計標準，利用這些構件組成不同的戶型，戶型單元可以組合形成多樣化的建筑平面布局。通過采用不同的方式對構件進行組裝，找尋高重復利用率、高標準化的裝配式建筑方案設計，再根據業主對建筑不同的要求、建筑結構安全以及戶型樣式等多方面的分析比較進行方案的選擇。

2.2 初步設計階段

在裝配式建筑初步設計階段，利用BIM協同設計平臺，各個不同的專業可及時的進行信息交流及數據交互、高效快捷的細化和落實具體方案。BIM協同平臺可以快速準確地對預制裝配率指標統計、建筑質量管理、預制構件拆分、建筑安全管理、建設成本評估等環節進行專業協同和指標分析。

2.3 施工圖設計階段

根據初步設計的BIM模型，在充分考慮預留預埋的前提下，對預留預埋以及節點的連接進行細化，對各專業進行碰撞檢查，一旦發現碰撞在一起的管線可及時進行重新排布和翻彎調整，并通過BIM 模型的自動出圖功能完成圖紙的輸出。

2.4 深化設計階段

利用BIM技術，根據建設項目的預制構件形狀要求、生產工藝要求、節點鋼筋連接要求以及施工安裝等要求，可以及時對BIM模型中預制構件的參數進行詳細調整，減小誤差。經過深化設計階段，BIM模型的精細程度足以滿足生產及施工的要求。在BIM協同設計平臺上可以生成預制構件數量清單以及所需物料清單，并且自動生成各類預制構件加工詳圖，若BIM模型發生調整變化，這些清單和構件加工詳圖也會實時自動進行調整，很大程度避免了二次變更的情況。

3? 構件生產階段信息化管理應用

利用BIM技術，可將散落各處的二維圖紙信息集中在一個模型中，通過該模型可以導出生產加工所需構件清單、單個構件物料清單、工廠鋼筋加工下料單等，而這些清單會隨著建筑模型的改變而改變，從而保證承包單位與預制工廠的工作高效對接，構件工廠對生產計劃進行合理的安排。

在構件生產階段，可以把BIM以及RFID技術結合起來，將RFID芯片植入到預制構件中，通過RFID技術可以了解這些構件的全部信息，包含構件的參數、質量和生產全過程信息，而這些信息可以通過建筑信息化在BIM平臺上顯示出來，實現信息共享。RFID標簽具有唯一性，信息提取正確率較高，可以對構件信息進行及時反饋，方便進行構件替換和生產計劃更改，可實現預制構件生產全過程管理的信息化與透明化。

4? 施工階段信息化管理應用

4.1 構件堆放管理

通過BIM平臺查看預制構件的安裝位置，再根據構件吊裝計劃和裝配順序，合理安排施工現場構件堆放位置，明確不同構件的堆放位置和堆放順序。通過RFID技術可以實時掌握構件的位置信息，在預制構件進入施工現場以后，將構件按照之前確定好的堆放位置和堆放順序進行堆放，避免了二次搬運造成構件質量的損壞。

4.2 構件吊裝及安裝流程模擬

通過BIM技術的可視化性及仿真性，對預制構件吊裝及安裝流程進行模擬，找出施工過程中可能存在的問題并及時進行調整，以便保證施工過程的順利進行。該可視化仿真主要包括以下兩個方面的工作：一是通過BIM平臺讀取每個構件的吊裝參數，根據預制構件需要裝配的數量、體積及重量，去評估施工現場塔式起重機的位置是否最優，及型號選取是否合適;二是在綜合考慮施工現場作業空間大小、塔式起重機的起重能力、構件堆放位置、施工作業安全等因素的前提下，對裝配式建筑預制構件的吊裝工作流程進行可視化模擬，提前找出問題，規避風險。

4.3 施工進度管理

利用BIM4D技術對裝配式建筑進行施工進度模擬。基于BIM技術對施工資源進行動態分配，生成合理的資源配置計劃并通過該計劃合理規劃施工場地。同時，利用物聯網檢測技術，實時監控工程項目的實際進度，一旦實際進度與計劃進度發生偏差，要及時分析偏差產生的原因，及時采取有效措施進行糾偏，實現項目進度信息化管理，保證項目按規定時間竣工。

4.4 施工質量管理

利用數字化技術對施工過程中的混凝土澆筑、灌漿流程檢測和記錄等核心環節進行實時動態監測，將監測到的結果實時傳輸到后臺，及時與構件BIM模型數據進行對比，一旦發現存在質量問題及時找出原因，以保證裝配式建筑質量的高品質。

5? 結論

裝配式建筑是我國建筑業轉型升級的必經之路，建筑信息化可以促進裝配式建筑快速發展。從本文研究介紹可以看出，BIM技術可為裝配式建筑的發展提供有效的技術支撐，減少了裝配化建設項目從設計到生產再到裝配這三個環節作業中的錯誤率。BIM技術的信息共享和可視化等特點，可以解決建筑設計標準不一致、各個環節之間脫節嚴重以及參與方之間信息溝通不到位、成本過高等問題。在未來，裝配式建筑可以與大數據、人工智能等新興技術相結合，推動建筑業向著更加智能的方向發展！

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