BIM技术在装配式建筑工程全生命周期中的应用研究

BIM技术在装配式建筑工程全生命周期中的应用研究

梅琦枫

深圳市昊源建设监理有限公司 广东省深圳市518000

摘要：随着我国建筑业的工业化和信息化的迅速发展，国家已颁布多项政策支持装配式建筑发展，将BIM技术与装配式建筑的相结合已成为建筑业发展必然趋势。借助BIM技术在装配式全生命周期的应用，可以有效地提高装配式建筑的设计、生产和施工水平，使装配式建筑从设计、施工、运维及管理的生产链条更加智能、一体化，促进我国建筑业项目经济化和行业标准化，利于建筑行业向着智能化、信息化转型。基于此，本文主要分析了BIM技术在装配式建筑工程全生命周期中的应用。

关键词：BIM技术；装配式建筑；应用

中图分类号：TU17；TU71文献标识码：A

引言

近几年BIM技术在装配式建筑的应用进展，可以看出我国建筑行业已充分意识到BIM技术在装配式建筑的优势。在实际施工中，施工团队需将BIM技术全面融入施工前期工作、施工过程与运维管理等环节，制订完善的融合方案，以此全面赋能BIM技术，助力装配式建筑朝着现代化、节能化、高效化方向发展。

1.BIM技术的概念

BIM技术就是“建筑信息模型”，其应用了最新、最尖端的建筑软件设计思想，“建筑信息”是对建筑工程空间和工程设计提供数据，而“模型”则是在工程开工前，对工程过程进行描述、施工工作仿真，这是由于BIM技术可以事先知道工程的设计状况，被称为“一种基于多个学科合作的建筑生命周期的信息模型”。因此，BIM设计是一种综合、信息化的设计模型，它包括整个项目的设计与建模、建筑的数字化建模、项目的整个生命周期的管理，能将建筑在施工中的状况完全展现出来，让施工人员对工程的具体规划、目标、成果、时间预算等有清晰的认识[1]。

2基于BIM技术的装配式建筑全寿命周期管理优势

2.1实现施工过程模拟化

BIM技术主要是以装配式建筑技术参数为依据，在电脑中实现建筑建造全过程，为建筑团队营造虚拟化的施工环境，全方位模拟装配式建筑的建设周期。同时，建设团队可在模拟情境下及时发现装配式建筑施工中潜在的问题，强化技术人员、设计人员以及施工人员等建设参与主体间的沟通与交流，全面优化工程设计、工程施工与后续运营，从而减少项目建设中的质量隐患，降低建设成本，提高装配式建筑的施工质效。

2.2优化场地布置与工程管理

装配式建筑施工过程中，大量的大型机械使用、预制构件及材料等的进出场，使施工现场管理难度加大。合理的机械设备选型、构件及材料的进出场时间及堆放位置等，对现场施工的缩短工期、节约成本、施工安全等方面均有益处。利用BIM技术的模拟性、可视化、优化性等特性，根据施工现场信息进行模拟，指定最优化的机械设备选型及布置位置、构件及材料等的堆放位置等，在优化场地布置的同时也降低施工现场管理难度[2]。

2.3提升建筑设计效率

通常情况下，建设部门和施工单位在开展装配式建筑设计作业期间，对于类型不一预制构件彼此间的预留、预埋等项目而言，需要多个部门设计工程师结合实际情况开展协调配合。然而在BIM技术的有效运用背景下，设计人员可以在此阶段中合理运用现代化BIM技术，进而对设计信息和数据资源展开全面化检验与摸索，并对最终完成的设计方案展开一系列优化调整。

3.BIM技术在装配式建筑工程全生命周期中的应用

3.1构建标准化族库

将BIM技术应用到装配式建筑设计环节前，设计人员需结合建筑中的各个构件搭设三维仿真模型，精准设计预埋件埋设、孔洞预留、钢筋下料长度等参数。在构件组装拼接前，施工团队需开展模型碰撞检验，发现构件设计中的不当之处，制订修改方案。以上工作的顺利进行，均离不开相应的数据支撑。因此，施工团队需以BIM技术为基础，构建装配式标准化族库，有效设计不同规格、型号、用途的构件。此外，设计人员可结合设计需求从标准化族库中调用组件，顺利完成参数调整与构件拼装，高效构建装配式建筑三维实体模型。

3.2设计阶段应用

通过BIM优化施工方案，是基于现场实际的施工情况，以图纸作为主要的参考依据，对BIM安全信息模型进行构建，利用Navisworks软件，开展现场碰撞检测，根据检测所得的结果，改进设计图纸中的不足。同时在Ruzor软件下，按施工方案，模拟并分析施工功工序，找出其中存在的问题，据此对方案内容加以优化调整。经反复多次的模拟处理后，获得最优的施工方案及措施，以此为基础，对现场施工进行指导，避免施工中产生过多的设计变更，最大限度减少安全隐患，消除危险源，避免安全事故发生，确保建筑工程顺利完成[3]。

3.3构件生产阶段应用

组件制造作为装配式建筑的重要环节，是实现产品质量达到标准的先决条件。在预制件的制造中，采用BIM技术，可以简化构件的制造流程，使零件的制造符合图纸要求，从而减少零件的无效制造。目前，制造零件普遍采用的是CNC，通过这种技术的仿真和运算，可以获得更加准确的数据，便于有关部门的设计将科学的设计方案录入到机器中，有利于制造商进行批量生产，同时也能确保构件的质量，进而保障组装施工的质量。

3.4模拟施工过程

BIM技术具有可视化特性，通过BIM技术的施工模拟，在施工前对施工工人进行可视化施工交底，以提高工人的施工作业水平，保证装配式建筑施工的质量和进度，避免因质量问题导致重复施工、施工进度缓慢等造成成本浪费。现场管理人员采用可视化交底的方式对作业人员进行可视化施工培训。针对关键施工难点部位，如节点连接、新技术或工艺使用部位等，搭建虚拟施工模型，同时结合VR技术，使管理人员和作业人员能直观的、沉浸式进行施工过程全方位互动体验，VR可视化交底技术，彻底打破了传统人员依靠图纸和想象来进行施工交底，直观观看施工过程，并获得真实体验感，提高工人操作熟练程度、劳动力生产效率和管理人员经验[4]。

3.5建筑材料管理

为了确保装配式建筑建设工作顺利进行，施工单位需紧密连接装配式建筑构件预制、运输、施工等各个环节，避免在施工场地内堆积大量的施工材料与预制构件，优化预制构件的生产与储存环境。因此，可将BIM技术与装配式建筑材料管理相融合，保障施工现场预制构件的充足性。在材料验收环节，BIM技术可为管理人员提供全面的构件信息、原材料采购方案等数据信息，帮助管理人员对比材料采购计划、构件生产计划以及现场施工计划，动态跟进材料的使用与损耗情况，确保装配式建筑原材料管理工作顺利进行。

3.6运维阶段的应用

运维阶段同样是装配式建筑全寿命周期的重要组成环节，管理人员可由基于BIM技术及RFID标签展开系统化管理，实时收集监控各种设备管线的运行情况，避免出现电梯、阀门设备超限运营问题、故障定位困难问题等，保障装配式建筑运营效率的提升。此外建筑需要改建、拆除时，同样可以基于BIM平台及RFID标签展开管理，避免违规拆除造成的承重体受损，同时提升构件回收评估准确性，减少能源的消耗支出，为装配式建筑的可持续发展保驾护航。

结束语

BIM技术基于装配式建筑全生命周期的各项相关信息数据，创建了高度集成数据化建筑信息模型，为装配式建筑设计、生产、施工全方位提供模拟和分析。打破了装配式建筑项目建造过程各阶段的割裂，衔接了全过程建造信息，建立了全面协同工作机制，保障了工程顺利实施，促进了项目提质增效，节约了建造成本等。

参考文献:

[1]王洪苹．装配式建筑工程施工过程中BIM技术应用研究［J］．砖瓦世界，2020，(16):29．

[2]储虹.BIM技术与预制装配式建筑发展与应用[J].居业，2021（3）：67-68.

[3]孙益星.探究BIM技术与装配式建筑的融合[J].科技风，2019（18）：114.

[4]周依滨.BIM技术在装配式建筑施工质量管理中的应用研究[J].工程建设与设计，2019（4）：240-241.