BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用研究

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，建筑業(yè)也迎來了相應(yīng)的改革，裝配式建筑作為建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要部分，其自身具有較強的節(jié)能環(huán)保性能，將BIM技術(shù)運用到裝配式建筑的各個階段，可以降低環(huán)境污染，提高施工效率，確保施工質(zhì)量，解決裝配式施工過程中所存在的各類問題。

關(guān)鍵詞：BIM；裝配式建筑

中圖分類號：TU756 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）04-0176-02

Abstract：With the development of the economy in our country，the construction industry has welcomed the reform，as an important part of sustainable development of construction industry，the assembly building has strong energy saving and environmental protection，the application of the BIM technology to various stages of an assembly building，can reduce environmental pollution，improve construction efficiency，ensure construction quality and solve various problems in the process of assembly construction.

Keywords：BIM；assembly building

0 引 言

隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，建筑業(yè)在提高我國城鎮(zhèn)化水平的過程中發(fā)揮著重要的作用，但傳統(tǒng)建筑業(yè)給環(huán)境帶來巨大壓力，不利于行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。起源于國外的裝配式建筑模式正在我國迅速流行開來，其將建筑的主要構(gòu)件在工廠事先預(yù)制好，然后運輸?shù)浆F(xiàn)場就地組裝，所以擁有施工工期快、工程質(zhì)量穩(wěn)定、建筑能耗低、環(huán)境友好等特點，得到了眾多學(xué)者和專家的認可。

裝配式建筑雖然有明顯的好處，但對技術(shù)和管理的要求也高得多，工業(yè)化制造至少要經(jīng)過設(shè)計制圖、工廠制造、運輸存儲、現(xiàn)場裝配等主要環(huán)節(jié)，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會導(dǎo)致工期延誤和成本上升，出錯概率大。特別是在施工現(xiàn)場管理中，容易出現(xiàn)構(gòu)件堆放混亂、安裝技術(shù)落后、易出現(xiàn)施工碰撞等問題，裝配式建筑施工組織會受到施工單位與預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)單位相互間銜接性差、各因素相互之間的連接性不高、預(yù)制構(gòu)件堆放不合理、多余的二次搬運等因素的制約。

近年來隨著建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱BIM）的出現(xiàn)，有望改變這種現(xiàn)狀，可以用BIM技術(shù)對施工組織各方面進行模擬、優(yōu)化、管理，提高信息化、可視化在施工組織的應(yīng)用程度。通過參數(shù)化的工程數(shù)據(jù)模型，集成建筑物的幾何信息、拓撲關(guān)系，以及各種屬性信息，并在全生命周期內(nèi)對這些數(shù)據(jù)信息進行管理。

1 BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用價值

1.1 設(shè)計階段

裝配式的建筑構(gòu)件生產(chǎn)來源于工廠，這對設(shè)計圖紙的準確性要求非常高，在設(shè)計階段，涉及各個專業(yè)之間的銜接，設(shè)計圖紙在定稿之前需要經(jīng)過很多次的修改與調(diào)整，但一個數(shù)據(jù)的改變可能引起其他很多構(gòu)件的尺寸變更，如果用傳統(tǒng)的制圖方法，需要一一進行調(diào)整，難免會出現(xiàn)疏漏之處。如果利用BIM模型進行設(shè)計，就可以減少設(shè)計方案中出現(xiàn)信息不一致甚至沖突的問題，因為BIM模型中的所有構(gòu)件都由相應(yīng)的參數(shù)進行控制，模型中的每一個構(gòu)件的屬性，如尺寸、材質(zhì)等，以及模型之間的銜接都是相互關(guān)聯(lián)的。一個參數(shù)改變，其他構(gòu)件的參數(shù)也會自動做出相應(yīng)的變化。

另外在設(shè)計階段，由于裝配式建筑的特殊性，需要對預(yù)制構(gòu)件的預(yù)埋跟預(yù)留進行準確的設(shè)計，這需要很多專業(yè)設(shè)計人員攜手合作，利用BIM模型，設(shè)計人員可以在BIM平臺進行信息溝通和信息修改，還可以利用BIM平臺進行碰撞檢查，找出設(shè)計中存在的問題。這樣，各個專業(yè)人士之間還可以相互調(diào)動設(shè)計資料，做到了有效溝通，避免因溝通不及時造成圖紙誤差等問題，有利于設(shè)計方案的及時調(diào)整以及設(shè)計人員之間的高效溝通，節(jié)省了時間，提高了設(shè)計效率。

最后，BIM模型還可以導(dǎo)出需要的圖紙和構(gòu)件的型號及數(shù)量表，這樣設(shè)計單位可以利用這些數(shù)據(jù)和施工方、建設(shè)方、構(gòu)件生產(chǎn)廠家進行實時的溝通，各個合作方可以根據(jù)實際情況在BIM平臺上調(diào)整設(shè)計方案，實現(xiàn)了各個參與方之間的協(xié)同工作。除此之外，利用BIM平臺還可以快速地計算出工程量，最大限度地減少了傳統(tǒng)計算的誤差。

1.2 構(gòu)件預(yù)制階段

還可以利用RFID對構(gòu)件進行編碼，RFID芯片中包含每個構(gòu)件的屬性，包括類型、尺寸、材質(zhì)等信息，這些編碼都是唯一的，從而保證了構(gòu)件信息的準確性。然后將RFID芯片植入構(gòu)件中，構(gòu)件使用方也可以根據(jù)實際施工的構(gòu)件使用情況，將構(gòu)件的使用情況上傳至BIM平臺中，各合作方根據(jù)BIM平臺中的相關(guān)信息，可針對方案相關(guān)問題進行商討并提出相應(yīng)調(diào)整策略，從而避免了待工、待料等情況。

另外，在設(shè)計方案完成后，設(shè)計人員將構(gòu)件的信息上傳至BIM信息平臺，構(gòu)件生產(chǎn)廠商可以通過BIM平臺直接查看構(gòu)件的相關(guān)信息，然后通過條形碼的形式將構(gòu)件的尺寸、材料及鋼筋信息參數(shù)轉(zhuǎn)化成加工參數(shù)，實現(xiàn)設(shè)計信息與構(gòu)件生產(chǎn)信息系統(tǒng)對接，提高了裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)效率。

1.3 構(gòu)件運輸階段

首先，在構(gòu)件運輸過程中，也可以在運輸?shù)能囕v中采用植入RFID芯片的方法，通過BIM信息平臺，可以方便準確地追蹤到運輸車輛的信息數(shù)據(jù)；另外在運輸工具選擇、運輸路線優(yōu)化以及運輸順序的安排上，也可以利用BIM技術(shù)的模擬功能，實現(xiàn)路程最短、時間最短，合理安排運輸工具和運輸順序，從而降低運輸費用，加快工程進度。

其次，在物流配送和存儲驗收的過程中，雙方人員都可以通過BIM平臺直接讀取該批預(yù)制構(gòu)件的相關(guān)信息，實現(xiàn)構(gòu)件信息的自動對照，從而減少了傳統(tǒng)驗收模式下出現(xiàn)的驗收數(shù)量偏差、堆放位置偏差以及構(gòu)件出庫記錄不準確等問題。

1.4 構(gòu)件安裝階段

裝配式建筑不同于傳統(tǒng)建筑，它最大的優(yōu)點在于機械化與自動化。所以，裝配式建筑在構(gòu)件安裝過程中，對施工工藝與進度等方面的要求較高，需要很高的精確度，要求構(gòu)件定位精確，以及有高質(zhì)量的安裝技術(shù)做支持。而BIM技術(shù)可以很好地實現(xiàn)這一點，在BIM模型屬性中，可以輸入構(gòu)件的時間屬性，從而滿足施工進度要求，還可以通過4D模型對工程進度進行可視化管理，這樣給項目各參與方制定出了統(tǒng)一明了的進度要求，有利于項目的進度管理工作順利實施；另外通過BIM技術(shù)的模擬功能，可以優(yōu)化施工現(xiàn)場的平面布置，制定合理的施工方案，確定預(yù)制構(gòu)件的堆放、安裝順序以及吊裝方案等。通過可視化模擬，讓各參與方可以更高效地協(xié)調(diào)工作，讓建造方能夠進行直觀的技術(shù)交底，業(yè)主方也可以通過BIM平臺隨時對項目進度進行監(jiān)督。

1.5 運營維護階段

在BIM技術(shù)的前期運用過程中，各個構(gòu)件的信息建立完成，并且與實際信息相一致，這也是運營維護階段通過BIM模型進行維護的基礎(chǔ)，項目的使用方或管理人員可以通過BIM模型來對項目進行構(gòu)件的維護、管道設(shè)備檢測，實現(xiàn)建筑的智能化管理等。另外還能加強建筑的質(zhì)量與能耗管理，BIM技術(shù)可以利用前期在構(gòu)建中植入的RFID芯片，檢測建筑物的能耗情況，并對其進行分析，通過分析找出建筑高能耗的地方，從而實現(xiàn)維護裝配式建筑綠色運營的目的。

2 BIM技術(shù)在裝配式建筑運用中存在的問題

2.1 軟件間的數(shù)據(jù)格式差異

在BIM技術(shù)的實際運用中，在BIM軟件之間經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送過程中信息數(shù)據(jù)丟失或由于格式問題導(dǎo)致無法進行數(shù)據(jù)的讀取等情況，這就導(dǎo)致設(shè)計人員在使用過程中經(jīng)常要進行查改，不僅降低了工作效率，還打擊了設(shè)計人員使用BIM軟件的積極性，為BIM技術(shù)的推廣運用帶來困難。

2.2 BIM技術(shù)人員缺乏

BIM技術(shù)作為一種全新的設(shè)計及輔助管理軟件，由于推出時間不長，目前掌握這門技術(shù)的人員還比較缺乏。即使有些項目要求使用BIM技術(shù)，但由于項目的各參與方?jīng)]有系統(tǒng)地對BIM進行培訓(xùn)與了解，導(dǎo)致對BIM技術(shù)的理解不夠，對軟件的使用也不熟練，在使用過程中難免會產(chǎn)生新技術(shù)還不如傳統(tǒng)方法來得便利的質(zhì)疑，或者即使使用了BIM技術(shù)，也可能由于操作不熟練或操作失誤，從而影響整個項目的進行，反而降低了工作效率。

2.3 BIM運用還不夠全面

首先是因為在國內(nèi)BIM軟件不夠齊全，BIM技術(shù)起源于國外，與國外的BIM軟件相比，我國的BIM相關(guān)軟件的開發(fā)還處于起步階段，目前只有廣聯(lián)達、魯班等少數(shù)軟件有相應(yīng)的開發(fā)研究，總體來說，我國的BIM軟件還達不到應(yīng)用要求。

其次，目前在國內(nèi)，項目的BIM技術(shù)應(yīng)用還只停留在設(shè)計建模階段，在后期的施工管理、信息化管理以及后期運營中的應(yīng)用還不夠，BIM技術(shù)的真正優(yōu)勢并沒有發(fā)揮出來。

最后，我國的BIM標準也不夠完善，包括數(shù)據(jù)的格式、規(guī)范、標準等，沒有統(tǒng)一的國家標準，格式不規(guī)范，在使用過程中很難體現(xiàn)出BIM的應(yīng)用價值。

3 結(jié) 論

BIM技術(shù)作為新興的設(shè)計及施工管理應(yīng)用技術(shù)，有其獨特的優(yōu)勢。特別是在裝配式建筑項目中，能夠很好地發(fā)揮出BIM技術(shù)的價值，將BIM技術(shù)應(yīng)用到裝配式建筑的各個環(huán)節(jié)，可以提升施工效果和施工質(zhì)量，同時還能解決資源浪費以及環(huán)境污染等問題。

參考文獻：

[1] 戴文瑩.基于BIM技術(shù)的裝配式建筑研究 [D].武漢：武漢大學(xué)，2017.

[2] 趙霞.建筑工業(yè)4.0視角下基于BIM的建筑集成設(shè)計方法研究 [D].北京：北京交通大學(xué)，2015.

[3] 李俊杰，楊暉.基于BIM技術(shù)的建筑工業(yè)化發(fā)展研究 [J].建筑經(jīng)濟，2016，37（11）：10-14.

作者簡介：戴海香（1986.01-），女，江西萍鄉(xiāng)人，講師。研究方向：工程管理。