基于BIM在裝配式建筑全生命周期管理的運用探究

袁燕

摘 要：隨著科技的不斷發展，BIM技術也逐漸成熟，其在建筑行業的應用范圍也逐漸擴大。本文基于BIM在裝配式建筑全生命周期管理的運用進行了闡述與分析。

關鍵詞：BIM;裝配式建筑;全生命周期管理

一、裝配式建筑全生命周期管理概述

（一）裝配式建筑

裝配式建筑的另一個名稱也可以為預制裝配式建筑。是通過工廠化批量生產后進行組裝構成建筑。在對預制組件按照設計要求進行裝配之前，在工廠中需要完成部分組件的預制，在工廠中制作完成組件之后，就需要將其運送到建筑施工現場。目前，預制建筑結構的主要構件較為普遍。到達施工現場后，與傳統建筑結構相同。除了連接電源和電話系統外，為了便于增加其他功能，還應該與別的設備連接上如設置好的水道，連接過程可使用起重機。因此，這種建筑的實用性和外觀與傳統建筑基本并沒有本質上的差別。

裝配式建筑的特點主要包括提工期短、施工效率高、節省材料、施工速度快，這些與傳統建筑有很大不同，再加上隨著施工環境和勞動強度的加強，傳統建筑逐漸被邊緣化。裝配式建筑可以根據用戶各自的需求，提前設計出多種方案，在保證質量的前提下，實現車間流水線生產，這樣既可以對材料避免浪費，又可以節省人力，這種特征對裝配式建筑非常顯著。裝配式建筑作為適應經濟發展需要的一種形式，其產業模式應該得到優化。

（二）全生命周期管理

對于建設工程而言，全生命周期主要包括設計階段、生產階段、建造與運行維護階段等。信息管理在全生命周期的管理過程中是極其重要的內容。它包含信息模型的建立，將設計階段、生產階段、建造與運行維護階段等工作集于一體，避免在施工交底過程中發生信息誤差，使管理工作質量下降，影響整個建筑工程的質量。有兩方面的主要內容體現在全生命周期管理中，首先實現建筑工程的信息化管理和信息化工程，提高工程質量、施工效率和盈利能力;其次對于管理建筑工程施工過程中的所有信息進行收集整理。

二、基于BIM在裝配式建筑全生命周期管理的運用的重要性

為了新時代的發展要求一種新型建筑模式隨之正在興起——裝配式建筑。這種模式的建筑減少傳統施工過程中產生的垃圾、粉塵和污水的排放，并且還能有效降低噪聲，這樣提高建筑質量的同時又使成本下降。裝配式建筑按照字面解釋就是對加工好的組件進行重新安裝。這種安裝方法不但能使施工效率大大提高，而且對生產成本的控制非常明顯，從而產生巨大的經濟效益。另外，施工不受外部環境如惡劣的氣候等條件的制約，極大縮短了工期。此模式可以避免墻體裂縫、樓板滲漏等質量通病，使建筑整體的安全性和耐久性提高。

綜上所述，可以看出裝配式建筑模式的優勢非常明顯，但裝配式建筑的全生命周期管理也面臨多方面的問題。第一方面，建筑產業化的發展非常迅速，這使得預制組件和項目參與施工過程的方式多樣化，而信息卻分散在不同的參與者手中，這使得預制的各個過程包括運輸和裝配等涉及到施工過程中容易出現混亂，造成延誤甚至返工。第二方面，在裝配式建筑施工過程中，對各種信息及時進行收集和歸檔是非常困難的，項目參與人員對信息的交流和共享極其艱難，使得施工主體難以及時掌握施工進度情況。第三，對于裝配完成的混凝土結構建筑，各構件的信息很難進行及時、準確地歸檔，這使得整個建筑會因為一個構件受到影響。BIM技術的應用很好地解決了以上裝配式建筑模式中產生的問題。近年來，生命周期理論應用于各行各業，基于BIM的裝配式建筑全生命周期研究逐漸受到重視。

在BIM技術的作用下，裝配式建筑的設計階段、生產階段、建造與運行維護階段等各個環節都可以串聯起來，讓服務模式實現集成化。BIM技術可以與計算機輔助制造技術相結合，在兩種技術聯合作用下可以使裝配件的設計更加精確，并實現裝配件的制造。通過軟件建模后可以模仿實際情況進行裝配演示，可以讓施工精度提高，實現精密裝配施工，保證施工質量。

三、基于BIM在裝配式建筑全生命周期管理的運用探究

（一）三維可視化設計

設計人員需要根據工程實際數據利用AutoCAD軟件設計出二維平面圖，在BIM軟件中應用Revit Architecture 模塊和 Revit MEP模塊，建立三維實體模型包括設備、管線等部件。在建模過程中，一定要分清楚先后順序并與實際相符合。第一步，我們在Revit Architecture界面中建立一個建筑結構的三維實體模型。第二步，根據二維圖紙的位置和尺寸，利用拉伸、旋轉等命令建立管道和設備模型。第三步，對模型細節進行修飾，最終形成整體的建筑結構三維模型。

此外，三維可視化模型可以使業主、設計、施工的各個參與者溝通起來更加方便，對項目的設計效果產生了積極的影響。

（二）優化設計

三維實體模型建成后，在軟件的Revit界面中，工程設計人員可以根據工程的實際參數如材質參數、尺寸數據等設置相應的數據，然后通過軟件本身干涉檢查功能，比如對安裝口、應急逃生出口、通風口、人防密閉門、通風設備等進行干涉檢查，是否符合相應的設計規范與標準。檢查完畢后，對模型進行仿真，并對結果進行分析和優化。

（三）碰撞檢查

圖紙設計過程中的大量設備管線是否合理直接影響著施工進度與質量。如果管線之間、構件之間以及管線與構件之間發生干涉碰撞，會影響施工，甚至造成返工。綜上所述，為了將BIM三維模型在導入到NavisWorks軟件中不失真技術人員可以應用專業的數據接口;通過clash detective可以進行碰撞檢測，檢測完畢生成結果，并直接反饋給該工程的設計人員。通過對碰撞結果的分析，相關設計人員可對圖紙進行進一步優化，使工程成本降低，提高效率，并在規定期限內盡快完工。

（四）VR虛擬漫游

將三維模型運用專用數據接口導入Fuzor 軟件中，然后對模型進行渲染，根據實際場景將人物放到模型中，并對人物活動情況進行定義，從而可以實現現實工作環境。相關的工作者只需控制終端的設備，何時何地都能對針對自己想要的實景進行漫游，隨時隨地的觀看工程進度狀況，針對工程后期運營和維護作出評價，更正不符合預期的相關問題。再加上，針對大型設備的安裝出現的問題，VR虛擬漫游為施工單位與設計單位的提前交流和溝通提供了條件，從而達到檢查相關的距離是否與實際安裝相符，從而保證其施工質量。

（五）施工可視化交替

在未應用BIM技術之前，對一些復雜、危險的施工節點進行深入的分析和設計是極其困難的。利用NavisWorks軟件，將危險、復雜的施工數據在animator界面進行設置并仿真，從而更好地分析出最優的施工順序，實現施工交底的可視化。同時，結合一些潛在的危險問題，制定相應的解決方案，從根本上消除施工危險。另外，施工現場安裝工程管線時，在BIM軟件可以對相應點位進行粘貼復制，同時系統會自動生成對應的二維碼，通過掃碼項目管理人員和施工人員在施工現場就能了解有關的情況，針對現場施工情況可以應用BIM技術進行評價和指導，極大方便了實時評估施工情況，進而及時找出相關的不足，從而進行糾正，最終保證了工程施工質量與可靠性。

（六）施工智能化管理

相關項目負責人對利用BIM軟件所建立的三維實體模型進行工作結構的分解，利用項目軟件Project編制具體的項目施工進度計劃，然運用專用的數據接口導入到NavisWorks軟件中，對項目施工進行可視化分析，通過對空間和時間兩方面的信息融合，最終得到更直觀、準確的4D仿真模型，呈現出具體施工過程的虛擬進度。應用4D施工仿真技術可以合理的調整并控制施工計劃和進度。通過分別設置“開始日期”和“結束日期”，在整個施工過程中，不同的施工狀態能呈現出不同的顏色。假如實際施工日期早于計劃開工日期，則以藍色顯示。假如實際結束日期晚于計劃日期，則以紅色顯示。在合理日期范圍內，它將顯示為綠色。當實際進度與計劃進度出現差距時，將發出提醒。此時，管理人員需要及時采取相應措施。

（七）項目組織協調

項目組織協調包括施工單位內部協調和外部單位協調，其中外部單位包括業主、設計、監理等。BIM軟件的三維模型是核心，業主、設計、監理、施工單位可通過統一平臺和系統進行協同管理和并對仿真模型進行分析，該模型仿真結果可作為相關方面的參考，提高溝通效率，在短時間內處理問題，降低信息不對稱影響的損失，保證工程的順利進行。

（八）深化BIM技術的運用

深化BIM技術還可以實現以下功能：第一，利用B/S架構，在瀏覽器如Web GL、Three.js等中建成BIM三維模型;第二，用revit軟件建成的模型可以存儲*.obj、*.dae、*.ply等格式的文件;第三，可以對BIM建立的模型進行保存、搜索、刪除等功能;第三，模型可以通過多個視角展示并可以向各個方向移動;第四，可以與其他系統進行數據交換。

四、結語

裝配式建筑的發展日新月異再加上BIM的仿真技術的不斷成熟，裝配式建筑與 BIM的仿真技術的協同應用已為建筑業的發展奠定了堅實的基礎，這也是智慧城市發展的必經之路。基于BIM在裝配式建筑全生命周期管理的運用與分析，BIM的仿真技術為項目各個參與方提供了高效合作平臺，為將來 BIM 技術的全方位、深層次應用開創了良好的開端。

參考文獻：

[1]祖金豐.基于BIM的裝配式建筑全生命周期管理問題探討[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2021（02）：19-20.

[2]張聚賢.BIM技術在裝配式建筑全生命周期的應用研究 [J].重慶建筑，2020，19（08）：17-19.

[3]林沙珊，陳耘國.基于BIM在裝配式建筑全生命周期管理的運用探究[J].四川水泥，2018（10）：203.

[4]紀偉寧.基于BIM的裝配式建筑全生命周期管理問題研究[J].建設科技，2017（09）：100-101.