BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)與運(yùn)維管理中的應(yīng)用

謝娜

關(guān)鍵詞：BIM建模技術(shù);裝配式建筑設(shè)計(jì);運(yùn)維管理;共享參數(shù)

隨著B(niǎo)IM技術(shù)在建筑行業(yè)中的普及，Autodesk公司的Revit軟件作為BIM技術(shù)的核心建模軟件在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的推廣與重視，Revit軟件不同于以往的建模軟件，對(duì)構(gòu)件的參數(shù)信息及共享信息的傳遞、提取、管理具有可操作性。BIM技術(shù)具有模型化、可視化、參數(shù)化、集成化等特征，在國(guó)內(nèi)外項(xiàng)目中被廣泛應(yīng)用，也是目前建設(shè)項(xiàng)目信息化管理的重要技術(shù)手段，在許多城市地標(biāo)性建筑項(xiàng)目中使用。

住建部在2015年出臺(tái)《建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展綱要》指出：計(jì)劃到2020年裝配式建筑占新建建筑比例為20%以上，到2025年后這個(gè)數(shù)據(jù)要達(dá)到50%以上。在此基礎(chǔ)上全國(guó)多個(gè)省市發(fā)布相關(guān)政策，推進(jìn)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。由于在傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中，施工圖紙以設(shè)計(jì)階段的信息為主，然而包含構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸和裝配的參數(shù)信息較少，因而設(shè)計(jì)工作需要多層次深化、修改以滿(mǎn)足施工裝配需要，并且對(duì)后期的運(yùn)維管理信息共享性較差，在反復(fù)的設(shè)計(jì)變更及數(shù)據(jù)重整理的過(guò)程中還會(huì)造成效率降低成本追加。在此趨勢(shì)下，借助BIM技術(shù)的共享參數(shù)信息實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目模型信息的協(xié)同管理顯的尤為重要。

1BIM技術(shù)的概述

BIM技術(shù)最早是由美國(guó)的查克伊土曼博士提出的，他認(rèn)為BIM技術(shù)集成了建設(shè)項(xiàng)目所有的幾何形狀、工程和結(jié)構(gòu)的信息，將這些信息都儲(chǔ)存在一個(gè)信息模型中，這樣信息模型就包漢了建設(shè)項(xiàng)目從規(guī)劃設(shè)計(jì)階段到運(yùn)營(yíng)階段全壽命周期的所有信息。

BIM技術(shù)是一個(gè)通過(guò)模型傳遞項(xiàng)目物理信息和數(shù)字信息的表達(dá)。BIM是一個(gè)共享的數(shù)據(jù)資源，在項(xiàng)目不同階段，不同專(zhuān)業(yè)，通過(guò)運(yùn)用BIM技術(shù)的物理信息或數(shù)據(jù)參數(shù)即可插入、提取、更新并修改，以達(dá)到數(shù)據(jù)共享的管理目標(biāo)。由此可以看出BIM技術(shù)是以模型表達(dá)傳遞數(shù)字共享信息的，將數(shù)字信息賦予模型構(gòu)件集成項(xiàng)目，其特點(diǎn)涵蓋以下兩個(gè)方面：

1）基于BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)的建筑信息，包含了三維模型構(gòu)件的幾何信息、物理化學(xué)信息、建筑構(gòu)件功能信息等，并以模型的表達(dá)在項(xiàng)目各階段中共享傳遞。

2）基于BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)的建筑信息的數(shù)據(jù)、參數(shù)是可以計(jì)算和運(yùn)算的，在不同項(xiàng)目階段的數(shù)據(jù)參數(shù)可實(shí)時(shí)調(diào)整。

2BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法

2.1建構(gòu)預(yù)制模型及屬性參數(shù)

以某框架結(jié)構(gòu)項(xiàng)目為例，在設(shè)計(jì)階段創(chuàng)建BIM模型的同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)建參數(shù)信息的關(guān)聯(lián)。圖1為框架項(xiàng)目的部分柱網(wǎng)平面圖，在此項(xiàng)目中有3種預(yù)制混凝土柱的類(lèi)型尺寸分別是600mmx350mm、400mmx250mm、800mmx500mm。所有預(yù)制混凝土柱底標(biāo)高F1為+0.000m，頂標(biāo)高F2為4.000m。在創(chuàng)建3種預(yù)制混凝土柱模型的同時(shí)將預(yù)制柱的尺寸信息、材料信息、位置信息等相關(guān)屬性添加。運(yùn)用BIM技術(shù)核心建模軟件Revit可以實(shí)現(xiàn)在創(chuàng)建模型構(gòu)件可視化的進(jìn)程中，將模型構(gòu)件本身賦有的參數(shù)屬性實(shí)時(shí)添加，即構(gòu)件尺寸、構(gòu)件材質(zhì)、構(gòu)件強(qiáng)度、位置關(guān)系等，便于后期進(jìn)行項(xiàng)目深化設(shè)計(jì)、處理設(shè)計(jì)變更、項(xiàng)目管理和運(yùn)營(yíng)維護(hù)等階段的數(shù)據(jù)參考，形成統(tǒng)一完備的數(shù)據(jù)庫(kù)信息并且方便提取。

2.2建構(gòu)預(yù)制共享參數(shù)信息

在裝配式建筑設(shè)計(jì)建模中，針對(duì)預(yù)制構(gòu)件不僅需要在建模時(shí)添加構(gòu)件的材質(zhì)、尺寸、位置等信息，還需要添加預(yù)制構(gòu)件廠商、構(gòu)件編碼、構(gòu)件安裝單位、構(gòu)件每平米出廠價(jià)格及構(gòu)件總成本等，有助于后期管理的相關(guān)共享參數(shù)信息。在設(shè)計(jì)建模時(shí)添加共享信息參數(shù)能夠?yàn)楹笃谑┕?、運(yùn)維管理帶來(lái)很大的便捷，減少不必要的人力資源輸出及財(cái)力的浪費(fèi)并且大大縮短了施工周期，有效地提高管理效率，真正實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的信息化管理意義。

運(yùn)用Revit軟件的“族”功能，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件共享參數(shù)信息功能。在公制結(jié)構(gòu)柱族樣板中創(chuàng)建3種尺寸的預(yù)制結(jié)構(gòu)柱類(lèi)型，并通過(guò)族類(lèi)型屬性自行添加預(yù)制結(jié)構(gòu)柱的共享參數(shù)，如構(gòu)件廠、構(gòu)件安裝單位、構(gòu)件編碼、構(gòu)件每平米出廠價(jià)格等信息。將創(chuàng)建好的一組帶有共享參數(shù)信息的預(yù)制柱構(gòu)件載入到需要運(yùn)行的項(xiàng)目中，在此項(xiàng)目中預(yù)制構(gòu)件就賦有共享參數(shù)信息，運(yùn)用同樣的方法將3種不同尺寸預(yù)制柱構(gòu)件分別載入到項(xiàng)目中，均可在構(gòu)件類(lèi)型屬性中查看到之前自主添加的構(gòu)件共享參數(shù)信息。在創(chuàng)建族共享參數(shù)的同時(shí)軟件系統(tǒng)會(huì)將之前創(chuàng)建的共享參數(shù)所生成的組文件形成共享參數(shù)的信息文本文件，便于后期對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)管理使用。

3 BIM技術(shù)在裝配式建筑運(yùn)維管理中的應(yīng)用方法

在已有BIM項(xiàng)目模型的基礎(chǔ)上，對(duì)裝配構(gòu)件共享模型參數(shù)的管理及數(shù)據(jù)的輔助運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)，可大大提高裝配式建筑項(xiàng)目的運(yùn)維管理效率，節(jié)約項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間成本。以上述裝配式框架項(xiàng)目為例，在預(yù)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)柱模型基礎(chǔ)上，運(yùn)用Revit軟件的分析功能。

在Revit軟件預(yù)制結(jié)構(gòu)柱模型項(xiàng)目的樓層平面中，創(chuàng)建賦有共享參數(shù)信息模型的構(gòu)件信息表，在項(xiàng)目中添加構(gòu)件的標(biāo)高、類(lèi)型、族、結(jié)構(gòu)材質(zhì)、體積等構(gòu)件屬性參數(shù)和構(gòu)件廠、構(gòu)件編碼、構(gòu)件安裝單位等共享參數(shù)字段，在后期項(xiàng)目管理中遇到設(shè)計(jì)變更、施工工藝調(diào)整、編制施工組織方案、項(xiàng)目信息集成等問(wèn)題，可以第一時(shí)間調(diào)用項(xiàng)目構(gòu)件明細(xì)表查詢(xún)并進(jìn)行管理，因此創(chuàng)建項(xiàng)目明細(xì)表，生成數(shù)據(jù)庫(kù)文件對(duì)項(xiàng)目運(yùn)維管理非常必要。然而提取準(zhǔn)確、有效的“字段”信息又是生成構(gòu)件明細(xì)表的核心內(nèi)容，在構(gòu)件參數(shù)管理中所提取的字段如下：

1）“底部標(biāo)高”字段：在創(chuàng)建結(jié)構(gòu)柱模型時(shí)將結(jié)構(gòu)柱放置的標(biāo)高參數(shù)，創(chuàng)建模型時(shí)即賦予的字段信息。

2）“族”字段：預(yù)制構(gòu)件柱是在結(jié)構(gòu)柱族樣板中創(chuàng)建的，創(chuàng)建時(shí)即賦予此字段。

3）“類(lèi)型”字段：預(yù)制構(gòu)件柱在結(jié)構(gòu)柱族樣板中創(chuàng)建時(shí)添加的類(lèi)型名稱(chēng)，一般用構(gòu)件柱的寬度×深度命名。

4）“結(jié)構(gòu)材質(zhì)”字段：在創(chuàng)建預(yù)制柱模型時(shí)添加的構(gòu)件材質(zhì)參數(shù)。

5）“體積”字段：Revit系統(tǒng)自帶的構(gòu)件計(jì)算功能，在已確定的結(jié)構(gòu)柱截面尺寸和放置標(biāo)高的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出此結(jié)構(gòu)柱的體積參數(shù)，因此體積參數(shù)在創(chuàng)建模型時(shí)就已產(chǎn)生。

6）“構(gòu)件廠”字段：在預(yù)制結(jié)構(gòu)柱族樣板中自行添加的共享參數(shù)，為后期項(xiàng)目管理儲(chǔ)備信息，可在創(chuàng)建模型時(shí)添加構(gòu)件廠信息，也可在生成明細(xì)表時(shí)添加構(gòu)件廠商信息。

7）“構(gòu)件編碼”字段：在預(yù)制結(jié)構(gòu)柱族樣板中自行添加的共享參數(shù)，可在創(chuàng)建模型時(shí)添加構(gòu)件編碼信息也可在生成明細(xì)表時(shí)添加。

8）“構(gòu)件安裝單位”字段：在預(yù)制結(jié)構(gòu)柱族樣板中自行添加的共享參數(shù)，可在創(chuàng)建模型時(shí)添加構(gòu)件安裝單位信息也可在生成明細(xì)表時(shí)添加。

9）“構(gòu)件每立方米出廠價(jià)格”字段：在預(yù)制柱族樣板中自行添加的共享參數(shù)，可在創(chuàng)建模型時(shí)添加信息也可在生成明細(xì)表時(shí)添加，但要注意此共享參數(shù)信息屬于數(shù)值屬性而非文本屬性。

10）“構(gòu)件總成本”字段：是一個(gè)計(jì)算值，通過(guò)已添加的共享參數(shù)“構(gòu)件每立方米出廠價(jià)格”與構(gòu)件屬性參數(shù)“體積”字段的一個(gè)運(yùn)算結(jié)果，可以在生成的明細(xì)表中添加。

4結(jié)語(yǔ)

裝配式建筑構(gòu)件以預(yù)制構(gòu)件為主，大部分構(gòu)件在預(yù)制加工廠完成，施工現(xiàn)場(chǎng)以裝配為主。由于工期需要，往往需要多個(gè)預(yù)制構(gòu)件廠商同時(shí)完成，所以與傳統(tǒng)現(xiàn)澆構(gòu)件相比裝配式預(yù)制構(gòu)件依賴(lài)現(xiàn)場(chǎng)需求降低，但對(duì)預(yù)制加工廠的信息要求和生產(chǎn)產(chǎn)品的精度及運(yùn)輸過(guò)程的實(shí)時(shí)情況有更高的標(biāo)準(zhǔn)要求。借助BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件共享參數(shù)信息的運(yùn)用，會(huì)使構(gòu)件信息在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工、運(yùn)維管理等階段對(duì)項(xiàng)目模型信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享，利用精準(zhǔn)統(tǒng)一的模型數(shù)據(jù)，集成完善統(tǒng)一的信息技術(shù)管理模式使項(xiàng)目效率顯著提高，快速促進(jìn)裝配式建筑信息化發(fā)展的進(jìn)程。