閆斌 王宇 趙雨 陸躍東

摘?要：當(dāng)前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷提升，BIM技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域和范圍越來(lái)越廣。而裝配式建筑構(gòu)件以其低碳、環(huán)保、工業(yè)化批量生產(chǎn)、可持續(xù)發(fā)展等順應(yīng)了時(shí)代要求，迎來(lái)了空前的發(fā)展時(shí)機(jī)。BIM技術(shù)作為數(shù)字化信息技術(shù)，與裝配式建筑技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，能夠更高效智能地完成建造任務(wù)，將我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展推向新的高度。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);裝配式建筑;全生命周期

在科學(xué)技術(shù)逐步更新的過(guò)程當(dāng)中，BIM技術(shù)漸漸產(chǎn)生，此項(xiàng)技術(shù)對(duì)促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展有著關(guān)鍵性的意義?？茖W(xué)、合理地應(yīng)用BIM技術(shù)，不僅能夠大大提高建筑工程的施工效率，加快建設(shè)進(jìn)度，同時(shí)還能夠降低施工成本。因此，也就使其在建筑行業(yè)當(dāng)越來(lái)越受到高度的重視。

一、BIM技術(shù)概述

（一）發(fā)展的歷史進(jìn)程

從結(jié)構(gòu)方式的角度來(lái)看，建筑行業(yè)的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個(gè)階段，在二十世紀(jì)八十年代之前，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要采用手工的方式進(jìn)行計(jì)量，并繪制出板化施工圖，這樣不但效率較低，且精確性也相對(duì)較差。步入八十年代后，尤其從九十年代開始，越來(lái)越多的建筑設(shè)計(jì)開始使用計(jì)算機(jī)來(lái)完成，盡管通過(guò)使用CAD繪圖軟件，使得傳統(tǒng)的手作設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向了電信信息化，大大提高了設(shè)計(jì)的效率，但仍需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)畫圖。而在應(yīng)用了BIM技術(shù)之后，使得建筑物當(dāng)中的每一個(gè)模塊和構(gòu)件都極有可能實(shí)現(xiàn)成圖、聯(lián)動(dòng)修改以及三維可視化預(yù)設(shè)與操作，在有效提升設(shè)計(jì)的效率與精準(zhǔn)度。

（二）BIM技術(shù)定義

BIM實(shí)際上就是建筑的信息模型，其基于三維數(shù)字的相關(guān)技術(shù)，與建筑工程信息相結(jié)合形成了工程的數(shù)據(jù)模型。要想充分發(fā)揮出BIM技術(shù)的作用，就一定要具備較為完善的數(shù)字資源共享技術(shù)及相應(yīng)的共享機(jī)制，同時(shí)將其作用于建筑的全壽命周期當(dāng)中，包括建筑信息的全面匯總，從而更加充分的體現(xiàn)出整個(gè)工程以及與其相關(guān)的設(shè)施和模塊的功能特征。就現(xiàn)階段而言，BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而且已漸漸涉足到了建筑施工與運(yùn)維階段，在此項(xiàng)技術(shù)日益完善以及經(jīng)濟(jì)效益越來(lái)越突出的形勢(shì)下，BIM技術(shù)也必然會(huì)在裝配式建筑的全壽命周期中發(fā)揮出更大優(yōu)勢(shì)。

二、裝配式建筑全壽命周期BIM技術(shù)的應(yīng)用

（一）裝配式建筑設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)的應(yīng)用

由于BIM模型包含了構(gòu)件中的所有參數(shù)信息，如構(gòu)件尺寸、生產(chǎn)單位、質(zhì)量負(fù)責(zé)人、構(gòu)建材質(zhì)和性能等，項(xiàng)目設(shè)計(jì)單位、施工單位、構(gòu)件生產(chǎn)單位等都使用相同的BIM模型，這樣就能避免各單位間信息不對(duì)稱或不一致而出現(xiàn)問題。裝配式建筑BIM模型是一個(gè)數(shù)字化的智能模型，任何一個(gè)單位對(duì)模型中的任何一個(gè)參數(shù)進(jìn)行更改，相關(guān)聯(lián)的參數(shù)都會(huì)自動(dòng)跟著調(diào)整，避免人工調(diào)整產(chǎn)生失誤或各單位因溝通不及時(shí)產(chǎn)生返工現(xiàn)象等。在裝配式建筑設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)各類構(gòu)件進(jìn)行預(yù)埋和對(duì)各類孔洞進(jìn)行預(yù)留，設(shè)計(jì)師們?cè)诠蚕淼腂IM模型上交流、設(shè)計(jì)或修改，通過(guò)BIM技術(shù)的碰撞檢查功能和篩選分析功能，在3D狀態(tài)下顯示不同專業(yè)設(shè)計(jì)上存在的沖突并進(jìn)行修改調(diào)整。施工單位、建設(shè)單位、構(gòu)建生產(chǎn)單位等利用BIM模型能夠?qū)崿F(xiàn)一鍵出圖、一鍵出工程量、模擬施工等強(qiáng)大功能，根據(jù)各單位自身特點(diǎn)和項(xiàng)目定位等，對(duì)設(shè)計(jì)方案、施工組織方案、構(gòu)配件供應(yīng)方案等進(jìn)行溝通、協(xié)調(diào)和優(yōu)化。BIM技術(shù)將項(xiàng)目可能出現(xiàn)的問題消滅在萌芽階段，最大限度地避免了設(shè)計(jì)錯(cuò)誤造成的施工成本增加、資源浪費(fèi)、工期耽誤。由于可以實(shí)現(xiàn)一鍵出圖和一鍵出工程量，這樣就大大提高了圖紙和工程量的準(zhǔn)確性和效率。BIM技術(shù)是開放、共享的數(shù)字化、信息化技術(shù)，設(shè)計(jì)師們可以利用“云端”的族庫(kù)裝配式構(gòu)件大數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行門、窗、設(shè)備等對(duì)比、篩選和預(yù)裝，豐富云端族庫(kù)裝配式構(gòu)件并確定裝配式構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)和參數(shù)模數(shù)。族庫(kù)的建立，可以大大提高設(shè)計(jì)師們的設(shè)計(jì)效率及效果，拓展設(shè)計(jì)師們的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)出更加美觀、宜居、生態(tài)、耐久的裝配式建筑。利用BIM技術(shù)精細(xì)化、數(shù)字化的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)師能夠精確、直觀地計(jì)算出裝配式構(gòu)件中預(yù)埋鐵件等的參數(shù)，避免裝配式預(yù)制構(gòu)件施工中出現(xiàn)偏差而返工。

（二）裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件階段BIM技術(shù)的應(yīng)用

利用無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)對(duì)裝配式預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行識(shí)別、讀取管理。按照施工單位或采購(gòu)合同的要求，為了保證裝配式構(gòu)件的唯一、可靠性，對(duì)裝配式構(gòu)件進(jìn)行編碼，并將包含有裝配式構(gòu)件全套信息的RFID芯片植入裝配式構(gòu)件中，便于項(xiàng)目相關(guān)人員清楚地掌握裝配式構(gòu)件的詳細(xì)信息，并根據(jù)實(shí)際需要將裝配式構(gòu)件的使用情況上傳到BIM信息系統(tǒng)中，項(xiàng)目相關(guān)單位根據(jù)構(gòu)件使用情況及時(shí)采取相應(yīng)措施，避免等待材料等產(chǎn)生窩工現(xiàn)象。設(shè)計(jì)師將項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案及裝配式構(gòu)件信息上傳到信息庫(kù)中，便于構(gòu)件生產(chǎn)商將裝配式構(gòu)件信息（如，預(yù)埋鐵件、鋼筋、模數(shù)、材質(zhì)等）輸入成加工參數(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。設(shè)計(jì)師和生產(chǎn)廠商通過(guò)BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)裝配式構(gòu)件信息參數(shù)共享，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)信息與生產(chǎn)系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接，進(jìn)而提高裝配式預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的智能化。另外，利用BIM技術(shù)的模擬仿真功能，在項(xiàng)目建造之前進(jìn)行模擬施工，進(jìn)而消除裝配式建筑項(xiàng)目建造過(guò)程中出現(xiàn)的問題。

（三）裝配式建筑采購(gòu)階段BIM技術(shù)的應(yīng)用

在裝配式構(gòu)件運(yùn)輸?shù)墓こ誊嚿现踩隦FID芯片，可以對(duì)運(yùn)輸車輛進(jìn)行跟蹤定位，掌握構(gòu)件運(yùn)輸?shù)奈恢眯畔ⅲ阌跇?gòu)件調(diào)配安排。如根據(jù)裝配式構(gòu)件的存儲(chǔ)位置、裝配式構(gòu)件的大小、是否是特大構(gòu)件等，合理規(guī)劃構(gòu)件的運(yùn)輸路線及運(yùn)輸時(shí)間，降低運(yùn)輸費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)裝配式構(gòu)件的“零庫(kù)存”。裝配式建筑構(gòu)件的施工方在接收材料時(shí)，可以直接電子讀取構(gòu)件信息，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行對(duì)照分析，避免人工驗(yàn)收的信息誤差，提高了驗(yàn)收效率。

（四）裝配式建筑施工階段BIM技術(shù)的應(yīng)用

充分利用BIM技術(shù)的施工仿真技術(shù)，在項(xiàng)目開工之前進(jìn)行模擬施工，對(duì)不合理的施工方案進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化和合理安排施工程序。例如，對(duì)于不同的裝配式構(gòu)件的吊裝效果可能會(huì)有差異，根據(jù)構(gòu)件吊裝效果的不同制定不同的吊裝方案，以期實(shí)效最佳的吊裝效果。在BIM技術(shù)的施工管理中增加時(shí)間和成本兩個(gè)因素，實(shí)現(xiàn)BIM施工5D管理，實(shí)時(shí)掌握項(xiàng)目的時(shí)間和費(fèi)用，在保證施工質(zhì)量的前提下，實(shí)現(xiàn)施工時(shí)間和施工成本的最佳組合，進(jìn)一步優(yōu)化裝配式建筑構(gòu)件的施工方案。而在裝配式構(gòu)件安裝階段，施工員可以利用無(wú)線射頻技術(shù)自動(dòng)調(diào)出構(gòu)件信息，以便確認(rèn)構(gòu)件的安裝位置及安裝方式，提高預(yù)制裝配式構(gòu)件的施工質(zhì)量和管理水平。對(duì)影響工程施工安全的安全事件進(jìn)行模擬，并有針對(duì)性地制訂相應(yīng)的施工安全方案，減少或杜絕裝配式建筑構(gòu)件施工過(guò)程中安全事件的發(fā)生，通過(guò)模擬仿真施工技術(shù)，對(duì)施工過(guò)程中優(yōu)化調(diào)整材料場(chǎng)地和加工場(chǎng)地，優(yōu)化調(diào)整施工現(xiàn)場(chǎng)道路及車輛行駛路線，避免構(gòu)件的二次搬運(yùn)，提高施工的自動(dòng)化程度和機(jī)械施工效率，縮短施工時(shí)間。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，裝配式建筑越來(lái)越受到人們的廣泛關(guān)注。而要想真正提高裝配式建筑的施工效率和整體質(zhì)量，就必須將BIM技術(shù)科學(xué)、合理地應(yīng)用于裝配式建筑的全壽命周期中，并不斷改進(jìn)BIM技術(shù)及其應(yīng)用的方式，使其能夠在裝配式建筑全壽命周期中發(fā)揮出更大的作用。以此進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)整體的發(fā)展。

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