基于全生命周期的裝配式建筑中BIM的應(yīng)用策略

朱曉杰 孫宏科

[摘 要]裝配式建筑作為建筑領(lǐng)域未來發(fā)展的一大趨勢，通過融入全生命周期管理模式，可以最大程度上發(fā)揮裝配式建筑的優(yōu)勢。BIM技術(shù)是專門為建筑工程服務(wù)的工程模型軟件，隨著軟件技術(shù)不斷發(fā)展，BIM技術(shù)的功能也愈加完善，可以深入到建筑全生命周期的各個領(lǐng)域。文章對BIM技術(shù)和裝配式澆筑進行介紹，提出BIM技術(shù)在全生命周期的裝配式建筑中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]裝配式建筑;BIM技術(shù);全生命周期

[中圖分類號]G267

1 引 言

在我國市場經(jīng)濟不斷發(fā)展的背景下，建筑行業(yè)也進入到了高速發(fā)展階段。新時期，裝配式建筑由于具備施工便捷、污染小等特點，逐漸成為建筑市場的主流形式。但我國裝配式建筑發(fā)展時間短，如何全面提升裝配式建筑全生命周期管理質(zhì)量是需要重點考慮的問題。BIM技術(shù)可以模擬出建筑模型，是一種基于計算機軟件所開發(fā)的工程軟件，可以深入到裝配式建筑全生命周期的每個管理環(huán)節(jié)，提升建筑資源利用率、降低工程成本，從而有效提升裝配式建筑的管理質(zhì)量。積極利用BIM技術(shù)優(yōu)勢，保證工程建設(shè)效益、降低管理風(fēng)險，這樣才能夠提升建筑企業(yè)在市場中的競爭力。

2 概念闡述

2.1 BIM技術(shù)相關(guān)闡述

BIM（Building Information Modeling）是建筑信息模型，是建筑學(xué)、工程學(xué)及土木工程的新工具。通過收集裝配式建筑工程相關(guān)闡述，將各類參數(shù)數(shù)據(jù)集成，從而實現(xiàn)建筑施工、設(shè)計、運行的全生命周期管理。同時，憑借BIM平臺，可以加強業(yè)主、施工單位、設(shè)計單位、運營單位之間的協(xié)調(diào)性，提高工作效率、降低成本。

之所以BIM軟件可以實現(xiàn)裝配式建筑全生命周期管理，主要是因為BIM的模型仿真功能，在裝配式工程建設(shè)中，BIM軟件不僅可以提供三維模型，還可以在三維基礎(chǔ)上增加時間維度，構(gòu)建思維模型，可以更加直觀地呈現(xiàn)出工程建設(shè)流程，減少人為因素影響。此外，BIM平臺可以獲取工程建設(shè)、運營信息，確保工程建設(shè)與運營信息的完整性，避免工程信息不對稱造成的施工管理問題。

2.2 裝配式建筑

裝配式建筑也被稱之為產(chǎn)業(yè)化建筑，利用工業(yè)流水線的生產(chǎn)模式，在車間生產(chǎn)建筑工程所需的構(gòu)件，將構(gòu)件運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進行拼裝即可完成施工。從現(xiàn)階段應(yīng)用情況來看，裝配式建筑主要是應(yīng)用在戶型重復(fù)率較高的經(jīng)濟房、保障房中，也被行業(yè)稱之為“產(chǎn)業(yè)化住宅”。裝配式建筑具有生產(chǎn)效率高、資源浪費少、污染低、質(zhì)量有保障等優(yōu)勢，符合當(dāng)代我國建筑行業(yè)的發(fā)展進程。

為了能夠充分發(fā)揮裝配式建筑的積極作用，需要對每個建設(shè)環(huán)境把好關(guān)，確保裝配式建筑建設(shè)能夠達(dá)到建設(shè)方、業(yè)主要求。而BIM軟件當(dāng)中也加入了裝配式建筑的模型建設(shè)功能，可以為裝配式建筑提供安裝指導(dǎo)。在裝配式建筑不斷發(fā)展背景下，良好的設(shè)計與管理軟件必不可少，將BIM應(yīng)用到全生命周期的裝配式建筑當(dāng)中，可以起到積極作用，降低裝配式建筑全生命周期的安全隱患問題。

3 裝配式建筑全生命周期管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)如今，在裝配式建筑全生命周期管理當(dāng)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用也更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，使得裝配式建筑項目可以在各個領(lǐng)域當(dāng)中實現(xiàn)信息共享，降低了工程管理難度，完善了裝配式建筑信息化管理方案。雖然BIM在裝配式建筑全生命周期管理中的應(yīng)用效果十分明顯，但由于建筑企業(yè)整體規(guī)劃層面上較為薄弱，無法充分發(fā)揮BIM技術(shù)的效益，在實際應(yīng)用中存在著信息不對稱、信息斷層問題，可見相比發(fā)達(dá)國家，BIM技術(shù)應(yīng)用依然有一定的差距。

所以，要進一步提升BIM技術(shù)在裝配式建筑全生命周期管理中的應(yīng)用與研究，加強BIM技術(shù)的宣傳力度，通過構(gòu)建BIM平臺，加強裝配式建筑信息的共享率，讓各個部門協(xié)調(diào)運作、默契配合，這樣才能夠發(fā)揮BIM技術(shù)的效益?？傊ㄟ^BIM技術(shù)構(gòu)建更加規(guī)范、科學(xué)的裝配式建筑全生命周期管理體系是需要重點關(guān)注的問題。

4 裝配式建筑中全生命周期管理的模型構(gòu)建

4.1 建筑信息模型

構(gòu)建建筑信息模型，要采用計算機測算技術(shù)、數(shù)字化運算技術(shù)，從而呈現(xiàn)裝配式建筑工程模型，將建筑信息數(shù)據(jù)輸入到BIM模型軟件中，采用系統(tǒng)指令傳輸，BIM系統(tǒng)即可獲取信息輸出數(shù)據(jù)，對現(xiàn)有數(shù)據(jù)進行深度分析和處理，從而實現(xiàn)建筑信息的一體化整合。

在BIM技術(shù)應(yīng)用中，還需要考慮工程成本、工程資料、工程設(shè)計等內(nèi)容，從眾多方案當(dāng)中選擇最優(yōu)的設(shè)計方案、施工方案，以可視化建筑模型為主，可以更好地呈現(xiàn)出裝配式建筑設(shè)計思路，為建筑信息管理提供有效信息，這樣才能為全生命周期的裝配式建筑管理提供信息技術(shù)支持。

4.2 構(gòu)建全生命周期的裝配式建筑BIM模型

構(gòu)建全生命周期裝配式建筑BIM模型，需要重點關(guān)注工程建設(shè)中的過程性控制，提出成本、質(zhì)量、進度等數(shù)據(jù)信息，并將這些信息作為全生命周期管理的基礎(chǔ)，解決全生命周期管理效率低的情況。同時，還要優(yōu)化裝配式建筑建模核心技術(shù)，積極采用數(shù)據(jù)信息整合和數(shù)據(jù)共享等功能，提升數(shù)據(jù)信息的利用率和應(yīng)用效益，讓裝配式建筑建設(shè)方案和BIM模型方案保持一致。從本質(zhì)上來說，全生命周期中蘊含準(zhǔn)備多個層次技術(shù)模塊，具有高時效性、高管理效益的特性，對建筑信息模型創(chuàng)設(shè)信息進行實時反饋與共享，幫助技術(shù)人員第一時間掌握裝配式建筑的動態(tài)信息。

5 全生命周期的裝配式建筑中BIM技術(shù)的應(yīng)用

5.1 規(guī)劃設(shè)計

規(guī)劃設(shè)計作為全生命周期管理的起始階段，保證規(guī)劃內(nèi)容的合理性、有效性，對確保后續(xù)工程建設(shè)效益有著重要影響，這就要對各個施工項目加強規(guī)劃調(diào)整，對前期裝配式建筑施工設(shè)計進行安排，去掉不合理的工程項目，對小型工程、同類工程合并處理，這樣不僅可以降低工程成本，還能夠避免各個子項目沖突問題。其主要表現(xiàn)如下。

5.1.1 場地分析與選址

場地分析與選址過程需要對工程潛在風(fēng)險、意外事件進行評估，而利用BIM技術(shù)結(jié)合地理信息系統(tǒng)，選擇環(huán)境穩(wěn)定區(qū)域開展施工，避免意外事件對工程進度、質(zhì)量造成影響。還需要判定工程建設(shè)地的交通情況、地質(zhì)結(jié)構(gòu)，便于后續(xù)裝配式材料的運輸和設(shè)備使用，創(chuàng)設(shè)良好的施工條件、提升施工效率，這樣才能夠發(fā)揮全生命周期管理的效益。

5.1.2 繪制圖紙與建設(shè)模型

由于建筑工程建設(shè)中涉及多方利益構(gòu)成，在繪制工程圖紙中，設(shè)計單位要與建設(shè)單位、施工單位、業(yè)主商議施工方案，如業(yè)主對建筑工程的功能要求、外觀要求等。同時，要積極和施工單位進行溝通，組織開展研討會，提出多個建筑工程施工方案，并采用BIM技術(shù)對各個方案進行模擬，判定各個設(shè)計方案的可行性。利用BIM的三維模型技術(shù)，構(gòu)建完善的三維模型體系，并對建筑三維模型進行調(diào)整，讓全生命周期管理變得更加靈活。

5.1.3 工程量統(tǒng)計

保證工程量統(tǒng)計的科學(xué)性可以控制建筑工程建設(shè)成本和施工周期，確保工程可以按照合同標(biāo)準(zhǔn)完工。應(yīng)用BIM技術(shù)通過輸入工程構(gòu)件、材料價格信息，即可得到每個子項目的成本，并且成本核算精度較高。在工程計量方面，BIM技術(shù)統(tǒng)計細(xì)節(jié)化控制能力非常強，各項工程內(nèi)容都可以納入到計量范圍內(nèi)，得出子工程、總工程的工程量，為后續(xù)造價管理奠定基礎(chǔ)。

5.2 生產(chǎn)制造

生產(chǎn)制造是裝配式工程建設(shè)中不可或缺的環(huán)節(jié)。很多裝配式建筑工程存在的常見問題有：前期階段承包單位預(yù)設(shè)的建筑構(gòu)件數(shù)量不準(zhǔn)確，有關(guān)構(gòu)件信息不完善，沒有按照最終設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)選擇適宜的建筑構(gòu)件參數(shù)信息，最終造成在構(gòu)件裝配中出現(xiàn)了很多缺陷問題。通過采用BIM技術(shù)，構(gòu)建全生命周期的裝配式建筑模型，在BIM平臺上分析小規(guī)格構(gòu)件數(shù)據(jù)，并對每個構(gòu)件選用、生產(chǎn)、施工提出標(biāo)準(zhǔn)。還可以結(jié)合RFID射頻技術(shù)，加強構(gòu)件、零部件管理，做好構(gòu)件、材料出入庫記錄，這樣即可確保構(gòu)件生產(chǎn)和裝配式建筑使用需求保持一致。

5.3 建造施工

5.3.1 造價管理方面

應(yīng)用BIM技術(shù)能夠有效提升全生命周期造價管理效率和質(zhì)量，對每個管理環(huán)節(jié)進行成本控制。在裝配式工程建設(shè)當(dāng)中，BIM軟件可以計算每個子工程的發(fā)生成本，確保計算精度，并且在BIM平臺上可以實現(xiàn)信息共享，第一時間掌握造價信息。隨著裝配式建筑工程建設(shè)進程不斷推移，BIM模型造價信息也會不斷變化。在成本計劃環(huán)節(jié)中，BIM平臺可以為造價管理人員提供數(shù)據(jù)信息，從大數(shù)據(jù)中獲取相似工程信息，并進行信息對比，估算子工程、整個工程成本，避免人為因素造成的成本誤差問題。

5.3.2 進度管理方面

進度管理水平直接影響工程造價，通過BIM軟件建模，模仿四維模型建設(shè)過程，從而計算出每個施工環(huán)節(jié)所需時間。軟件自動計算工程數(shù)據(jù)，包括建材量、套用項目定額、構(gòu)件投入量、建材成本，根據(jù)BIM軟件估算采購建材、確定構(gòu)件量，為工程建設(shè)作好充足準(zhǔn)備，這樣即可滿足工程進度需求。

5.3.3 質(zhì)量管理方面

BIM軟件平臺中會自動生成工程施工方案以及施工流程，督促施工單位開展工作，并將工程實際情況和BIM平臺施工方案對比，規(guī)范裝配式建筑建設(shè)流程，從而保障工程整體質(zhì)量。構(gòu)建BIM質(zhì)量管理模型，結(jié)合大數(shù)據(jù)、專家系統(tǒng)，對各個施工方案進行對比、評估，從中找出最優(yōu)方案，施工單位參考BIM模型施工，從而降低施工失誤率。

5.4 運營維護

運營維護是在裝配式工程建設(shè)完畢后的管理環(huán)節(jié)。將BIM技術(shù)應(yīng)用到運營維護當(dāng)中，可以讓運營維護和前期工程施工項目開展有效銜接，使得后續(xù)階段工程維護、物業(yè)管理能夠滿足全生命周期裝配式建筑使用要求，更好地開展運營維護管理，結(jié)合BIM軟件提供的施工數(shù)據(jù)信息，對建筑設(shè)計當(dāng)中存在的漏洞情況開展處理，從而提升裝配式建筑運營維護階段的社會效益和經(jīng)濟效益。

6 結(jié) 論

綜上所述，裝配式建筑全生命周期管理的要求非常高，應(yīng)用相關(guān)技術(shù)的內(nèi)容要與工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)相匹配，這就需要不斷對BIM軟件進行優(yōu)化，加強技術(shù)探索，不斷總結(jié)BIM技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗，充分發(fā)揮BIM在全生命周期裝配式建筑管理中的作用，保證裝配式建筑的整體效益。

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