基于BIM的装配式建筑全生命周期管理问题研究

姓名：吴铁男 身份证号码：432503198309102238

摘要：随着建筑工业化和信息化的发展，“BIM+装配式”成为近年来建筑业发展的新动向。然而，BIM在实践中的应用价值却一直存在争议，针对装配式建筑的BIM应用效益的研究就更加缺乏，这也制约了BIM技术在装配式建筑中的应用推广。因此，本文通过质性研究的方式，构建一个具有两级指标的装配式建筑BIM技术应用效益指标体系。

关键词：BIM；装配式建筑；全生命周期管理

引言

装配式建筑作为新兴的一类建筑，与传统建筑相比，极大地减少了对劳动力的需求，缓解了建筑业因劳动力老龄化扩大而导致的人工减少的问题。

1相关技术简介

1.1 BIM

随着建筑工程项目生产需要的日益增多,传统的2D图纸和文件已成为制约效率提升的瓶颈。为解决这一问题,在上世纪六七十年代诞生了一系列基于3D模型的协同工作平台概念。伴随着相关技术在90年代的逐渐成熟,BIM(BuildingInformationModeling)这一概念由Autodesk公司在2002年首次提出,其定义为:BIM技术是开拓性的思维方式与工作方法,达到设计与施工管理方法的创新性集成,改变以文本和图纸为主要信息传递载体的传统建设模式。

1.2云计算

根据美国国家标准与技术研究院的定义,云计算是分布式处理、并行处理和网格计算的发展,是一种利用互联网实现随时随地、按需、便捷地访问共享资源池的计算模式。按照部署方式可分为私有云、公有云和混合云。其中,私有云可以作为独立的信息化平台,为使用方提供资源的虚拟整合和弹性调度等服务,其数据安全性能高,但是投资大。公有云即第三方为用户提供的云,用户将其所有的应用都部署于公有云上,优点是用户对云计算的投资低,缺点是数据存储在第三方,且无法确保公有云的可用性,数据存在安全风险。

2 BIM技术在装配式建筑中应用的优势

2.1 BIM技术用于明确责任制

BIM技术与装配式建筑都是以构建体系为基础，在装配式建筑的智慧管理中利用BIM技术，将会有效地提高管理效果。在装配式智慧建筑的施工中，通过将BIM技术与先进的人工智能技术、物联网技术等相互连接，进而对现场相关设备、材料等详细信息进行记录分析，比如通过条形码等智能化手段，对施工现场的各个构件进行处理，满足现代装配式建筑智能化的需求，最大程度地降低了人为因素的干扰，明确了质量责任。在所建立的数据共享平台查询所需的数据信息，并制定科学合理的管理方案，通过BIM技术对建筑中加工厂与施工现场相互结合，帮助各个参建方的现场施工管理，提高建筑施工的效率。

2.2 BIM技术增强了管理的效率

在现代装配式建筑的智能化施工过程中，利用BIM技术进行深入分析，对施工项目的运行进行维护，将设计方案与施工效果图相比较，并将实际施工效果与BIM技术相对比，保证现场施工与设计方案的一致性。同时，营造一个BIM技术的应用环境，提升建筑管理的智能化，进一步强化装配施工过程。基于BIM技术建立模型数据共享库，相关管理人员对建筑材料、相关设备的采购时间和渠道进行收集，将建筑施工的相关信息共享在数据平台中。在建筑装配式施工中，如果施工现场出现变化时，相关人员应及时对数据共享平台信息进行更改，同时根据建筑相关信息建立最新的建筑模型。在建筑装配式后期运维阶段，通过BIM技术的可视化优势，对建筑尺寸等相关信息参数进行收集储存，并根据所收集的数据在建筑模型体现出来。

3 BIM技术在装配式建筑全生命周期管理中的应用

3.1 三维建模

在该项目中，设计人员需要先结合工程实际设计出二维平面图纸，而后经由 BIM 中心，建立设备、管线等模型，这里主要使用的是 Revit Architecture 和 Revit MEP。在实际构建模型的过程，需要明确建模顺序。首先，需要建构出建筑结构模型，包括整体轮廓、出入口、通风口等重点区域。其次，构建管道、设备模型，按照二维图纸的要求，将管道和设备布置在对应的位置上。最后，呈现出三维整体模型效果。在 BIM 技术作用下，可以通过虚拟模型实现工程整体可视化，有助于实现建筑整体的任意角度分析，对相关人员挖掘隐蔽工程具有重要作用。与此同时，在三维可视化模型基础上，也促进了业主、设计、施工等各方的参与、沟通，对工程项目设计效果起到积极影响。

3.2 优化施工设计方案

在完成项目三维模型构建基础上，项目设计人员可以应用 Revit 软件，将对应的项目信息加入其中，例如，结构构件的材质、详细尺寸、具体位置等，而后需要针对其他的安装口、人防密闭门、通风口、通风设备、应急逃生出口等方案内容，构建相应的模型，实施仿真分析，并演示出实施后的效果，进一步分析、优化设计方案。

3.3 设计冲突检测

在该工程项目施工图设计中，其中涉及了很多设备管线，如果设计不合理，管线之间或管线与结构构件之间，则会非常容易发生碰撞，导致施工受到影响，造成返工等情况。对此，相关管理人员可以将 BIM 三维模型导入 Navisworks 中，通过当中的 Clash Detective 模块实施碰撞检查，通过检查后生成报告，直接反馈至设计单位，相关设人员对图纸进行进一步优化，防止出现管线碰撞而返工，增加施工成本的情况。经过全面的检查，施工设计合理，从而使得工程项目可以有效降低成本、提高成效，在规定工期内尽早完工。

3.4 可视化施工技术交底

在以往的工程施工中，无法深入分析、设计一些复杂、危险的施工节点，而引入 BIM 技术后，可以构建出三维可视化模型，利用 Navisworks 软件的 Animator 模块，能够针对危险、复杂的施工方案进行深化设计，实施预演，这样可以更好地明确具体的施工顺序，实现施工交底可视化，同时，结合当中一些潜在的危险问题，制定出安全预防控制措施，从根源上防止出现施工危险。此外，在工程管线安装时，在施工现场对应点位可以粘贴基于 BIM 系统自动生成的二维码信息，当工程管理、施工人员到达现场时，可以通过扫码获取施工信息，并结合实际信息实施现场施工指导，有效评估具体安装情况，及时发现问题及时纠正纠偏，有效提高工程施工质量与安全性。

3.5VR 虚拟漫游

借助虚拟现实平台 Fuzor 软件，导入 BIM 模型，而后借助 VR、AR 技术进行模型渲染，将具体的人物对象放置其中，并进行人物高度、活动属性的具体定义，运用第三人行走模式，最终呈现出模拟后的真实工作情景，管理人员只要手持终端设备，在室内就可以进行实景漫游，全面地检查工程实况，检查其与工程后期运营、维修等方面的需求是否相符。除此之外，设计单位可以提前与建筑应用方进行预先沟通，对一些大型的设备安装过程进行模拟，从规定的间距要求、设备安装空间等方面查看是否符合实际需求，确保管线布置合理，做好管线位置预留工作。

3.6 施工信息化管理

工程相关人员可以利用 BIM 模型分解工作结构，利用Project 软件编制具体的工程施工进度计划，而后将二者导入工程施工可视化分析平台 Navisworks 中，经过空间信息与时间信息的整合，最终可以得到 4D 模型，在此模型中，可以更加直观、精确地反映出具体施工过程虚拟进度。4D 施工模拟技术的应用，能够从施工计划、施工进度方面进行合理调控，通过设置“实际开始”和“实际结束”日期，随着工程施工状态的变化，对应的施工进度条就会表现出不同的颜色。如果实际施工早于计划开始日期，以蓝色状态显示，而实际结束晚于计划日期，则以红色状态显示，在正常日期区间，以绿色状态显示。当实际进度与计划进度出现较大差距时，会发出预警提示，此时，管理人员需要及时采取相应的措施。

3.7 施工项目协调

项目组织协调涉及了施工单位内部，还有与业主、设计单位、监理等外部单位的项目协调。以 BIM 模型为中心，可以促使业主方、设计方、监理方、施工方等，经由统一的平台实施协同管理，分析 BIM 模型情况，并作为工程进度、结算、工程变更等情况的主要参考依据，增加有效沟通，在短时间内解决问题，减少信息不对称造成的损失，确保工程项目得以顺利推进。

结语

通过基于BIM的一体化信息管理平台，EPC工程建造一体化管理可以实现对装配式建筑设计、生产、装配全过程的采购、成本、进度、合同、物料、质量和安全的信息化管理，最终实现项目资源全过程的有效配置。

参考文献

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