基于BIM的裝配式建筑全生命周期管理問題探討

祖金豐

【摘? 要】近年來，我國建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展，其中裝配式建筑得到了廣泛應(yīng)用，與此同時，裝配式建筑的管理水平不斷提升。將BIM技術(shù)應(yīng)用到裝配式建筑全生命周期管理中，可以彰顯裝配式建筑的優(yōu)越性，同時，也極大地方便了施工，有助于提升裝配式建筑的質(zhì)量。論文分析了基于BIM技術(shù)的裝配式建筑的優(yōu)勢，并結(jié)合裝配式建筑的全生命周期管理過程，提出了BIM技術(shù)的應(yīng)用實踐。

【Abstract】In recent years， China's construction industry is booming， in which prefabricated building has been widely used. At the same time， the management level of prefabricated building is constantly improving. The application of BIM technology to the whole life cycle management of prefabricated building can highlight the advantages of prefabricated building， at the same time， it also greatly facilitates the construction and helps to improve the quality of prefabricated building. This paper analyzes the advantages of prefabricated building based on BIM technology， and combined with the whole life cycle management process of prefabricated building， puts forward the application practice of BIM technology.

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);裝配式建筑;全生命周期管理;應(yīng)用

【Keywords】BIM technology; prefabricated building; whole life cycle management; application

【中圖分類號】TU17;TU71? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）02-0019-02

1 引言

BIM技術(shù)主要指的就是一種建筑信息模型，被建筑行業(yè)廣泛應(yīng)用，該技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效提升建筑技術(shù)水平，在我國建筑建設(shè)事業(yè)發(fā)展中起到重要作用。而將其應(yīng)用到裝配式建筑中，發(fā)揮BIM技術(shù)優(yōu)勢，有助于對裝配式建筑進行全生命周期管理，不僅保障了建筑質(zhì)量，同時，也可以在很大程度上降低工程成本，助推我國建筑行業(yè)健康發(fā)展，促進社會不斷進步。

2 基于BIM技術(shù)的裝配式建筑的優(yōu)勢

2.1 集成性強

在裝配式建筑中，涉及了很多系統(tǒng)、專業(yè)、功能以及模塊單元，而這些內(nèi)容相互之間存在較多集成點，非常容易發(fā)生碰撞或者遺漏，這會直接影響到建筑工程施工，提高問題發(fā)生概率。而應(yīng)用BIM技術(shù)后，可以促使裝配式建筑各個環(huán)節(jié)相互串聯(lián)，其中包含設(shè)計、生產(chǎn)、施工、裝修、管理等，呈現(xiàn)出集成化服務(wù)模式[1]。

2.2 工業(yè)化程度高

裝配式建筑的工業(yè)化特點較為突出，工廠化方式生產(chǎn)、裝配化方式施工，管理方面也主要采用的是信息化方式。其中，設(shè)計以及生產(chǎn)是實現(xiàn)工業(yè)化的基礎(chǔ)，而BIM技術(shù)可以與CAM等進行有機結(jié)合，在共同作用下，可以使得裝配式部品構(gòu)件的設(shè)計更加精細(xì)，實現(xiàn)產(chǎn)品化加工。

2.3 施工精度高

目前，建筑行業(yè)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的誤差，主要計算單位為厘米，而裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的尺寸、預(yù)埋鋼筋位置的精度則為毫米。在BIM技術(shù)的作用下，可以結(jié)合裝配實際過程，構(gòu)建模型，進行預(yù)演示，能夠較高水平地保證建造精度，實現(xiàn)精密化裝配施工，進而確保施工質(zhì)量[2]。

3 BIM技術(shù)在裝配式建筑全生命周期管理中的應(yīng)用

本文主要以某裝配式建筑工程項目為例進行分析，為實現(xiàn)節(jié)約資源、保護環(huán)境、順利完成工期，在工程項目設(shè)計初期引入BIM技術(shù)，希望可以有效發(fā)揮出BIM技術(shù)的優(yōu)勢，實現(xiàn)從設(shè)計、施工到運維的全生命周期信息化管理。

3.1 三維建模

在該項目中，設(shè)計人員需要先結(jié)合工程實際設(shè)計出二維平面圖紙，而后經(jīng)由BIM中心，建立設(shè)備、管線等模型，這里主要使用的是Revit Architecture和Revit MEP。在實際構(gòu)建模型的過程，需要明確建模順序。

首先，需要建構(gòu)出建筑結(jié)構(gòu)模型，包括整體輪廓、出入口、通風(fēng)口等重點區(qū)域[3]。

其次，構(gòu)建管道、設(shè)備模型，按照二維圖紙的要求，將管道和設(shè)備布置在對應(yīng)的位置上。

最后，呈現(xiàn)出三維整體模型效果。在BIM技術(shù)作用下，可以通過虛擬模型實現(xiàn)工程整體可視化，有助于實現(xiàn)建筑整體的任意角度分析，對相關(guān)人員挖掘隱蔽工程具有重要作用。與此同時，在三維可視化模型基礎(chǔ)上，也促進了業(yè)主、設(shè)計、施工等各方的參與、溝通，對工程項目設(shè)計效果起到積極影響。

3.2 優(yōu)化施工設(shè)計方案

在完成項目三維模型構(gòu)建基礎(chǔ)上，項目設(shè)計人員可以應(yīng)用Revit軟件，將對應(yīng)的項目信息加入其中，例如，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材質(zhì)、詳細(xì)尺寸、具體位置等，而后需要針對其他的安裝口、人防密閉門、通風(fēng)口、通風(fēng)設(shè)備、應(yīng)急逃生出口等方案內(nèi)容，構(gòu)建相應(yīng)的模型，實施仿真分析，并演示出實施后的效果，進一步分析、優(yōu)化設(shè)計方案。

3.3 設(shè)計沖突檢測

在該工程項目施工圖設(shè)計中，其中涉及了很多設(shè)備管線，如果設(shè)計不合理，管線之間或管線與結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間，則會非常容易發(fā)生碰撞，導(dǎo)致施工受到影響，造成返工等情況。對此，相關(guān)管理人員可以將BIM三維模型導(dǎo)入Navisworks中，通過當(dāng)中的Clash Detective模塊實施碰撞檢查[4]，通過檢查后生成報告，直接反饋至設(shè)計單位，相關(guān)設(shè)人員對圖紙進行進一步優(yōu)化，防止出現(xiàn)管線碰撞而返工，增加施工成本的情況。經(jīng)過全面的檢查，施工設(shè)計合理，從而使得工程項目可以有效降低成本、提高成效，在規(guī)定工期內(nèi)盡早完工。

3.4 可視化施工技術(shù)交底

在以往的工程施工中，無法深入分析、設(shè)計一些復(fù)雜、危險的施工節(jié)點，而引入BIM技術(shù)后，可以構(gòu)建出三維可視化模型，利用Navisworks軟件的Animator模塊，能夠針對危險、復(fù)雜的施工方案進行深化設(shè)計，實施預(yù)演，這樣可以更好地明確具體的施工順序，實現(xiàn)施工交底可視化，同時，結(jié)合當(dāng)中一些潛在的危險問題，制定出安全預(yù)防控制措施，從根源上防止出現(xiàn)施工危險。此外，在工程管線安裝時，在施工現(xiàn)場對應(yīng)點位可以粘貼基于BIM系統(tǒng)自動生成的二維碼信息，當(dāng)工程管理、施工人員到達現(xiàn)場時，可以通過掃碼獲取施工信息，并結(jié)合實際信息實施現(xiàn)場施工指導(dǎo)，有效評估具體安裝情況，及時發(fā)現(xiàn)問題及時糾正糾偏，有效提高工程施工質(zhì)量與安全性[5]。

3.5 VR虛擬漫游

借助虛擬現(xiàn)實平臺Fuzor軟件，導(dǎo)入BIM模型，而后借助VR、AR技術(shù)進行模型渲染，將具體的人物對象放置其中，并進行人物高度、活動屬性的具體定義，運用第三人行走模式，最終呈現(xiàn)出模擬后的真實工作情景，管理人員只要手持終端設(shè)備，在室內(nèi)就可以進行實景漫游，全面地檢查工程實況，檢查其與工程后期運營、維修等方面的需求是否相符。除此之外，設(shè)計單位可以提前與建筑應(yīng)用方進行預(yù)先溝通，對一些大型的設(shè)備安裝過程進行模擬，從規(guī)定的間距要求、設(shè)備安裝空間等方面查看是否符合實際需求，確保管線布置合理，做好管線位置預(yù)留工作。

3.6 施工信息化管理

工程相關(guān)人員可以利用BIM模型分解工作結(jié)構(gòu)，利用Project軟件編制具體的工程施工進度計劃，而后將二者導(dǎo)入工程施工可視化分析平臺Navisworks中，經(jīng)過空間信息與時間信息的整合，最終可以得到4D模型，在此模型中，可以更加直觀、精確地反映出具體施工過程虛擬進度。4D施工模擬技術(shù)的應(yīng)用，能夠從施工計劃、施工進度方面進行合理調(diào)控，通過設(shè)置“實際開始”和“實際結(jié)束”日期，隨著工程施工狀態(tài)的變化，對應(yīng)的施工進度條就會表現(xiàn)出不同的顏色。如果實際施工早于計劃開始日期，以藍(lán)色狀態(tài)顯示，而實際結(jié)束晚于計劃日期，則以紅色狀態(tài)顯示，在正常日期區(qū)間，以綠色狀態(tài)顯示。當(dāng)實際進度與計劃進度出現(xiàn)較大差距時，會發(fā)出預(yù)警提示，此時，管理人員需要及時采取相應(yīng)的措施。

3.7 施工項目協(xié)調(diào)

項目組織協(xié)調(diào)涉及了施工單位內(nèi)部，還有與業(yè)主、設(shè)計單位、監(jiān)理等外部單位的項目協(xié)調(diào)。以BIM模型為中心，可以促使業(yè)主方、設(shè)計方、監(jiān)理方、施工方等，經(jīng)由統(tǒng)一的平臺實施協(xié)同管理，分析BIM模型情況，并作為工程進度、結(jié)算、工程變更等情況的主要參考依據(jù)，增加有效溝通，在短時間內(nèi)解決問題，減少信息不對稱造成的損失，確保工程項目得以順利推進。

4 結(jié)語

總而言之，隨著裝配式建筑的不斷發(fā)展以及BIM技術(shù)的深入應(yīng)用，融合BIM技術(shù)的裝配式建筑已然成為建筑業(yè)發(fā)展的重要趨勢，是發(fā)展智慧城市的必經(jīng)之路。通過本文對BIM技術(shù)在裝配式項目的應(yīng)用情況的分析，不難發(fā)現(xiàn)，BIM技術(shù)的加入，有助于項目各個參與方的高效合作，為后續(xù)BIM技術(shù)的全方位、深層次應(yīng)用奠定了良好基礎(chǔ)。

【參考文獻】

【1】張敏，宋曉剛，曹聰慧.BIM技術(shù)在裝配式建筑全生命周期管理中的應(yīng)用探索[J].工程經(jīng)濟，2020，30（01）：142-144.

【2】牛艷，吳婷婷.基于BIM的裝配式建筑全生命周期安全管理研究[J].中華建設(shè)，2019，56（06）：144-145.

【3】黃浩.BIM管理系統(tǒng)構(gòu)架及其在裝配式建筑全生命周期管理中的應(yīng)用問題探討[J].四川水泥，2019，67（05）：204-205.

【4】李馳.基于BIM的裝配式建筑全生命周期管理問題研究[J].居舍，2018，56（24）：211-212.

【5】段小雨，陳卓.基于BIM的裝配式建筑全生命周期管理問題的分析研究[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2018，45（01）：113-115.