BIM技術(shù)在裝配式建筑全壽命周期中的應(yīng)用研究

楊亮

【摘要】近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的裝配式建筑的發(fā)展也日新月異。BIM技術(shù)是現(xiàn)代建筑領(lǐng)域公認(rèn)的高效技術(shù)手段，在建筑施工中對(duì)其展開(kāi)應(yīng)用，將會(huì)對(duì)建筑全壽命周期管理產(chǎn)生積極影響，能夠達(dá)到有效提高企業(yè)施工質(zhì)量與效率的目標(biāo)，對(duì)于企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益提升而言，極為有利。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);裝配式建筑全壽命周期;應(yīng)用

十九大指出，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期努力，中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入了新時(shí)代，我國(guó)經(jīng)濟(jì)已由高速增長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段。建筑業(yè)作為我國(guó)重要的行業(yè)之一，也有著轉(zhuǎn)型升級(jí)到高質(zhì)量發(fā)展的迫切需要，而推動(dòng)建筑工業(yè)化就是實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型與技術(shù)升級(jí)的重要手段。2013年，《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)展改革委住房城鄉(xiāng)建設(shè)部綠色建筑行動(dòng)方案的通知》（國(guó)辦發(fā)〔2013〕1號(hào)）指出要推動(dòng)建筑工業(yè)化，推廣預(yù)制裝配式的建筑體系。近幾年，國(guó)家陸續(xù)出臺(tái)了推動(dòng)裝配式建筑發(fā)展的政策，各地也出臺(tái)了相應(yīng)的指標(biāo)要求，促進(jìn)了裝配式建筑發(fā)展。裝配式建筑具有生產(chǎn)效率高、減少資源浪費(fèi)、保護(hù)環(huán)境、質(zhì)量有保證等優(yōu)點(diǎn)，但為實(shí)現(xiàn)工廠加工、現(xiàn)場(chǎng)裝配，也對(duì)建造各階段標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化、多專業(yè)集成提出了要求。在實(shí)際推廣中，就發(fā)現(xiàn)存在設(shè)計(jì)按現(xiàn)澆形式進(jìn)行設(shè)計(jì)再拆分為裝配式建筑、精細(xì)化不滿足加工要求，生產(chǎn)廠家無(wú)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件、按項(xiàng)目單獨(dú)配模加工，施工不規(guī)范、現(xiàn)場(chǎng)改造切割多等問(wèn)題;各承建單位配合度差、信息交流不暢通、需要多層級(jí)的深化設(shè)計(jì)，造成綜合成本上升、質(zhì)量監(jiān)管困難。因此，裝配式建筑的關(guān)鍵要求，就是各專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)、各系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌策劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工和運(yùn)營(yíng)全過(guò)程。而對(duì)應(yīng)的建筑信息模型BIM技術(shù)，正好具有很強(qiáng)的協(xié)同性特點(diǎn)。如果應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)裝配式建筑進(jìn)行全壽命周期的信息化管理，就能夠?qū)崿F(xiàn)全專業(yè)、全過(guò)程的統(tǒng)籌的目的。

1、BIM技術(shù)實(shí)施原理

BIM技術(shù)，即建筑信息模型在建筑工程施工過(guò)程中，會(huì)以相關(guān)數(shù)據(jù)為依據(jù)展開(kāi)數(shù)據(jù)模型建設(shè)，通過(guò)數(shù)據(jù)信息仿真技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)各類型信息、數(shù)據(jù)的及時(shí)收集與處理，為工程建設(shè)全過(guò)程提供直觀、精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持與指導(dǎo)。BIM技術(shù)發(fā)展具備以下幾方面性質(zhì)：第一，此技術(shù)是工程項(xiàng)目重要的數(shù)據(jù)集合，運(yùn)用BIM技術(shù)建設(shè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)所有數(shù)據(jù)應(yīng)保持高度統(tǒng)一，且應(yīng)具備良好的分享性，從而為工程建設(shè)提供更加全面的服務(wù);第二，此技術(shù)是多種形式的信息集合，信息單元數(shù)據(jù)信息較為豐富;第三，信息模型動(dòng)態(tài)化特征較為明顯，可以相互進(jìn)行轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)信息更新更加高效，可自動(dòng)生成相關(guān)圖片以及文檔資料，整體操作更加智能。

2、優(yōu)化措施分析

2.1推廣工程總承包EPC模式

裝配式建筑的難點(diǎn)就是需要全環(huán)節(jié)統(tǒng)籌，利用BIM技術(shù)可以將建筑規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、裝修、運(yùn)行維護(hù)全過(guò)程集成起來(lái)。而現(xiàn)有的項(xiàng)目承包模式，多為設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工單獨(dú)發(fā)包，全環(huán)節(jié)統(tǒng)籌的難度較大。而工程總承包EPC模式，將設(shè)計(jì)階段、施工階段一并打包，項(xiàng)目總承包單位一體化管理，將能有效解決上述問(wèn)題，促解BIM技術(shù)在實(shí)現(xiàn)裝配式建筑項(xiàng)目全生命周期數(shù)據(jù)共享和信息化管理中的應(yīng)用難題。建議政府投資的裝配式建筑都采用EPC模式+BIM技術(shù)來(lái)建造，使工程碎片化管理轉(zhuǎn)向集成化管理、精細(xì)化管理。

2.2 BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段中的質(zhì)量管理

在每一個(gè)項(xiàng)目的建造之前都會(huì)進(jìn)行圖紙的構(gòu)造，在設(shè)計(jì)裝配式的建筑時(shí)要不同于以往的設(shè)計(jì)，裝配式建筑可以算是新型的建筑，在多方面都要求裝配式建筑的新穎例如構(gòu)件的尺寸，配件以及裝配的檢查等。這時(shí)才是BIM的展現(xiàn)時(shí)間，將所有數(shù)據(jù)全部輸入到這個(gè)BIM數(shù)據(jù)中，只要有一項(xiàng)數(shù)據(jù)的變化就會(huì)將所有數(shù)據(jù)全部整改。不會(huì)像傳統(tǒng)的方式一樣，當(dāng)圖紙中繪制的某一數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，要重新對(duì)其他的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，會(huì)影響圖紙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也會(huì)造成項(xiàng)目建造的時(shí)間延長(zhǎng)。采用BIM技術(shù)可以解決這一系列問(wèn)題，從而提高工作質(zhì)量以及項(xiàng)目進(jìn)。除此之外，BIM技術(shù)還有很多可以便于建筑的方法，對(duì)于一項(xiàng)工程的建造最需要的就是互相探討互相交流，尤其是對(duì)于裝配式建筑這種新研究的建筑。BIM技術(shù)提供這樣平臺(tái)可以方便各專業(yè)各部門(mén)人員一同探討，也可以快速查看其它相關(guān)資料，解決了無(wú)法溝通而引發(fā)圖紙出現(xiàn)誤差等一系列難題，解決設(shè)計(jì)人員的后顧之憂。BIM技術(shù)只有人們想不到的，沒(méi)有它做不到的。BIM技術(shù)正是根據(jù)現(xiàn)在的大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代實(shí)行云端操作，在這個(gè)平臺(tái)可以共享方案，同時(shí)可以幫助設(shè)計(jì)師們?cè)谧约旱脑O(shè)計(jì)方向?qū)ふ异`感，將所有數(shù)據(jù)整合為裝配式建筑提供更有利的信息并且提高裝配式建筑的規(guī)范性。

2.3拆除階段應(yīng)用

拆除階段應(yīng)用主要體現(xiàn)為兩點(diǎn)：①選擇拆除方案。在數(shù)據(jù)模型支持下，拆除施工人員可快速、準(zhǔn)確展開(kāi)拆除前期準(zhǔn)備工作，做好資料收集與施工工藝、過(guò)程模擬，可通過(guò)模型將操作難度較大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的內(nèi)容直觀地呈現(xiàn)出來(lái)，從而有效地輔助拆除方案的制訂與選擇[6]。同時(shí)在確定拆除方案后，也可運(yùn)用技術(shù)進(jìn)行拆除方案仿真模擬，進(jìn)一步優(yōu)化拆除流程與具體施工，為后續(xù)拆除工作的開(kāi)展提供可靠的保障。②構(gòu)件處理。數(shù)據(jù)模型可準(zhǔn)確讀取構(gòu)件維修記錄、形狀大小以及配筋情況等參數(shù)，工作人員可在參數(shù)的支持下對(duì)構(gòu)件進(jìn)行精準(zhǔn)評(píng)估，明確其剩余價(jià)值。在確定價(jià)值后，按照構(gòu)件價(jià)值對(duì)構(gòu)件進(jìn)行科學(xué)的處理，實(shí)現(xiàn)資源的高效再利用，在保證構(gòu)件處理科學(xué)性的同時(shí)，做好預(yù)制構(gòu)件制作成本的控制。

3＼BIM技術(shù)在裝配式建筑領(lǐng)域的發(fā)展前景

BIM+互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一個(gè)重要的發(fā)展方向，BIM軟件本身具有數(shù)據(jù)的高共享性，將BIM軟件產(chǎn)生的精密數(shù)據(jù)依托互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)直接導(dǎo)入裝配式工廠的數(shù)據(jù)端，使裝配式生產(chǎn)機(jī)器能夠自動(dòng)生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件，減少了傳統(tǒng)形式上的繁瑣和缺陷。由裝配式工廠自動(dòng)生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件將被自動(dòng)附上獨(dú)一無(wú)二的“身份證”，通過(guò)移動(dòng)端，施工人員、戶主、物業(yè)等都可以直接了解該預(yù)制構(gòu)件在設(shè)計(jì)時(shí)的所有信息，為施工、管理、維護(hù)都提供了重要保障。

結(jié)語(yǔ)：

利用BIM技術(shù)，可以通過(guò)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)直接傳遞生產(chǎn)數(shù)據(jù)，生產(chǎn)管理系統(tǒng)直接接收設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，構(gòu)件設(shè)計(jì)信息即生產(chǎn)任務(wù)信息。運(yùn)用信息化方式生成物料清單、3D圖紙以及其他數(shù)據(jù)基本上是準(zhǔn)確無(wú)誤的，同時(shí)，能有效輔助預(yù)制件在生產(chǎn)過(guò)程中的技術(shù)交底，安排生產(chǎn)計(jì)劃，物料采購(gòu)準(zhǔn)備，管理堆放場(chǎng)地與成品物流計(jì)劃，提前避免和解決在整個(gè)生產(chǎn)流程中出現(xiàn)的異常情況，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工之間共享同一個(gè)模型信息，檢查和解決各專業(yè)各環(huán)節(jié)間存在的沖突更加直觀。通過(guò)BIM技術(shù)，可以有效避免或減少碰撞、疏漏的現(xiàn)象，同時(shí)，提前對(duì)生產(chǎn)和施工進(jìn)行準(zhǔn)確的模擬和優(yōu)化，減少工期和降低成本。但BIM技術(shù)目前也存在一些不足，包括現(xiàn)有模塊是否滿足使用方的需求;復(fù)雜構(gòu)件在三維軟件中包括鋼筋都需要手動(dòng)輸入，使用起來(lái)耗時(shí)耗力等。如何解決上述問(wèn)題，也是將來(lái)需要探索的內(nèi)容。

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