基于BIM的裝配式建筑全生命周期管理問題研究

魏朝霞 司馬新立 王煥錦 高繼霞 任鵬飛

摘 要：近年來，隨著我國經(jīng)濟快速的發(fā)展，也帶動到了建筑行業(yè)的發(fā)展，但這同時也對建筑的質(zhì)量提出了更高的要求。裝配式建筑在建筑工程中受到了廣泛的應(yīng)用，但其自身存在著一些還沒有解決的問題，而且在管理方面也有所欠缺，這會給我國建筑行業(yè)的發(fā)展帶來了一定的負面影響。為此，文章對建筑信息模型以及全生命周期管理進行了講解，同時對全生命周期管理中建筑信息模型的技術(shù)應(yīng)用進行了一個全面的分析。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;建筑信息模型;全生命周期管理

1、前言

裝配式建筑的發(fā)展帶動了我國建筑行業(yè)的發(fā)展。BIM技術(shù)在其管理中的應(yīng)用充分的體現(xiàn)出了裝配式建筑的優(yōu)勢，也為施工工程帶來一定的便利，有效地推進了建筑工程的整體質(zhì)量。文章主要是針對BIM技術(shù)在裝配式建筑全生命后期階段管理中存在的問題進行了分析，并且提出了一些可行性的建議。

2、建筑信息模型及全生命周期管理

2.1、建筑信息模型

建筑信息模型（BIM），是利用計算機等數(shù)字化技術(shù)，構(gòu)建一個建筑信息模型，從而將維護信息、建造信息和設(shè)計數(shù)據(jù)等諸多信息保存于BIM。它的基礎(chǔ)模型是建筑工程中的相關(guān)參數(shù)，它可應(yīng)用于成本核算、資料管理、工程設(shè)計和施工管理等。目前，BIM已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于項目建設(shè)，如濟南大劇院、成都金融城等。

2.2、全生命周期管理

建筑全生命周期是指建筑工程的整個建設(shè)過程。包括拆除后利用、生產(chǎn)、設(shè)計、運營維護與建造。信息管理是全生命周期管理的重要思想，它是通過構(gòu)建建筑信息模型，集成了管理、施工和設(shè)計過程，有效的避免在信息交流過程中出現(xiàn)交流障礙。主要包括兩個方面，一是對項目全生命過程中的信息管理、共享，以促進項目獲利能力及質(zhì)量和建造效率的提升。二是在項目實施期間構(gòu)建與建設(shè)工程相關(guān)的信息。

3、全生命周期管理中建筑信息模型技術(shù)的應(yīng)用

3.1、全生命周期管理實現(xiàn)過程

在我國，關(guān)于建筑工程信息管理和共享問題已經(jīng)研究很多年，但因缺乏有效的技術(shù)支撐，故使研究多停留在理論方面。BIM技術(shù)的誕生，給全生命周期管理帶來準(zhǔn)確的技術(shù)支持，有利于全生命周期管理進行實踐。BIM技術(shù)的基本元素，是項目中的單構(gòu)件，融合基本元素的施工要求、質(zhì)量性能、成本數(shù)據(jù)和設(shè)備性能等有關(guān)信息，構(gòu)建一個具備數(shù)據(jù)化特征的建筑信息模型。各個數(shù)據(jù)間維持著建筑物整體的空間關(guān)系與組織關(guān)系，從而形成一個有層次、完整性的信息管理系統(tǒng)。BIM技術(shù)改變了建設(shè)信息原有的創(chuàng)建方式和創(chuàng)建過程，使項目從開始階段利用數(shù)字化信息形式，進行信息管理與共享，真正實現(xiàn)了全生命周期管理。

3.2、以建筑信息模型為技術(shù)核心

建筑信息模型，融合了多種與建筑相關(guān)的信息，使得設(shè)計資料與建筑信息儲存于相同的數(shù)據(jù)庫中，有效的防止出現(xiàn)因管理、施工和設(shè)計軟件不兼容，造成溝通障礙等問題，實現(xiàn)了不同專業(yè)間的信息共享。不同專業(yè)在全生命周期中，可以依據(jù)自身實際需求情況，選擇BIM中的有關(guān)數(shù)據(jù)信息，以滿足施工、設(shè)施、 管理和決策需求。除獲取信息外，不同專業(yè)可以在BIM中創(chuàng)建與本專業(yè)相關(guān)的新信息，實現(xiàn)了與其他專業(yè)間的信息共享，緊密聯(lián)系建設(shè)工程的各個環(huán)節(jié)，確保各個專業(yè)協(xié)同配合工作。

4、裝配式建筑的優(yōu)越性

裝配式建筑具有諸多優(yōu)勢特點，能夠滿足建筑建設(shè)行業(yè)發(fā)展的需要。（1）裝配式建筑建設(shè)時間較普通建筑短，可充分提升建筑工期。（2）裝配式建筑建設(shè)過程中，可以打破氣候條件的約束，能夠規(guī)避氣候條件不佳導(dǎo)致工期延誤的問題。（3）可以減少勞動力和節(jié)約建筑資源，與環(huán)保節(jié)能型的時代主題理念相適應(yīng)。（4）建筑質(zhì)量能夠得到保障，有利于維護人們的生命財產(chǎn)安全和社會的和諧穩(wěn)定。

5、裝配式建筑全生命周期管理的必要性

對裝配式建筑加強全生命周期管理具有必要性。隨著人們生活水平的不斷提高，對建筑質(zhì)量有著更高的要求，只有加強全生命周期管理，才能確保建筑質(zhì)量;加強全生命周期的管理，有助于控制建筑施工成本，實現(xiàn)施工企業(yè)經(jīng)濟利益的最大化，對裝配式建筑行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。

6、建筑信息模型在裝配式建筑全生命周期管理中的應(yīng)用

裝配式建筑的預(yù)制構(gòu)件需要在工廠生產(chǎn)，所以，需要將其列入生命周期管理范圍。

6.1、規(guī)劃設(shè)計

規(guī)劃設(shè)計階段，BIM起到關(guān)鍵作用，能夠?qū)崿F(xiàn)各個項目方共同參與協(xié)同工作，從而解決了傳統(tǒng)模式中，因業(yè)主主觀原因或者不同專業(yè)存在設(shè)計沖突引發(fā)的設(shè)計變更等問題。在規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用，包括以下幾個部分：一是分析場地和規(guī)劃選址。它直接影響到建設(shè)項目的定位。傳統(tǒng)方法存在主觀因素過多、無法科學(xué)處理信息數(shù)據(jù)及定量分析不充足等問題。利用BIM技術(shù)，并與地理信息系統(tǒng)結(jié)合，能夠模擬建造建筑物空間信息及場地條件，兩者間相互補充，可對場地使用特點及條件進行評估，以實現(xiàn)場地規(guī)劃最優(yōu)。二是檢查設(shè)計沖突。傳統(tǒng)方式在建筑物立體圖恢復(fù)過程中，往往以主觀想象為主，這樣極易造成設(shè)計與施工不符，尤其是在設(shè)計設(shè)備時，增加管道相互碰撞風(fēng)險，進而影響正常施工。在這種情況下，需要對設(shè)計方案重新修改設(shè)計，不僅延誤施工工期，還大大增加了建設(shè)成本。結(jié)構(gòu)師運用BIM設(shè)計結(jié)構(gòu)時，一旦水電管線與設(shè)計出現(xiàn)沖突，那么BIM模型能夠及時顯示，結(jié)構(gòu)師對設(shè)計進行及時修改，從而解決設(shè)計沖突問題。三是造價管理與工程量統(tǒng)計，因CAD軟件在計算構(gòu)件信息時，難以讓計算機自行統(tǒng)計，所以，統(tǒng)計工程量時，需要耗費大量時間。BIM作為一個信息庫，整合了大量的建筑信息，造價管理者可以實時查閱所需的工程量信息，并利用計算機計算和統(tǒng)計各個構(gòu)件，減少了人工操作時間，防止因計算錯誤，造成設(shè)計方案與工程量統(tǒng)計數(shù)據(jù)存在偏差。

6.2、生產(chǎn)制造

生產(chǎn)制造構(gòu)件過程中，將BIM技術(shù)與RFID技術(shù)結(jié)合，在RFID標(biāo)簽中置入構(gòu)件，保證每個RFID標(biāo)簽中又與之對應(yīng)的構(gòu)件信息，有利于管理構(gòu)件運輸、生產(chǎn)、吊裝和存儲過程。利用構(gòu)件生產(chǎn)管理子系統(tǒng)，可以在BIM數(shù)據(jù)庫中獲取與構(gòu)件設(shè)計有關(guān)的數(shù)據(jù)，還可在BIM數(shù)據(jù)庫中添加預(yù)制構(gòu)件的存儲信息、質(zhì)量監(jiān)測信息和生產(chǎn)信息。唯一性是RFID標(biāo)簽編碼的主要原則，它可以保證構(gòu)件在各個過程中的信息具備較高的準(zhǔn)確性。BIM技術(shù)與RFID技術(shù)結(jié)合，不僅可以達到零缺陷、零庫存目標(biāo)，還可依據(jù)實際進度情況，把信息及時反饋至生產(chǎn)管理子系統(tǒng)，從而避免出現(xiàn)待料、待工等問題。

6.3、建造施工

在控制工程質(zhì)量和進度過程中，應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠?qū)嶋H模擬分析施工方案計劃，把時間與3D模型緊密聯(lián)系起來，構(gòu)建4D施工模型，從而實時跟蹤施工質(zhì)量和施工進度。比較原計劃數(shù)據(jù)與實際統(tǒng)計數(shù)據(jù)，計算出兩者存在的偏差。這樣，可以優(yōu)化配置空間與資源，有效地解決沖突問題，確保施工組織設(shè)計和施工方案達到最優(yōu)。最后，利用調(diào)整系統(tǒng)，調(diào)整施工質(zhì)量。實際施工現(xiàn)場中普遍存在構(gòu)件錯誤或未找到構(gòu)件問題，為避免該問題，需要加強施工現(xiàn)場管理。

7、結(jié)束語

我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷上升帶動了BIM技術(shù)的發(fā)展，使其在建筑行業(yè)中的應(yīng)用范圍不斷變大，其不僅能有效提升到我國建筑工程的質(zhì)量而且也符合到了我國推出的環(huán)保節(jié)能型建筑建設(shè)的觀念。為此，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)進一步增強對BIM技術(shù)的探究，從而帶動到我國建筑建設(shè)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]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（6）.