趙培莉

BIM技術(shù)在裝配式建筑工程項(xiàng)目全壽命周期成本管理中的應(yīng)用研究

趙培莉

（廣西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530007）

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步及經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)在近年獲得了明顯的成績，這也讓我國裝配式建筑工程得到了較好的發(fā)展。裝配式建筑相較于傳統(tǒng)建筑而言，不僅在較大程度上使成本費(fèi)用有效降低，還能夠讓建筑施工更加便捷，所以社會(huì)各界越來越關(guān)注和看重裝配式建筑的發(fā)展。目前，由于科學(xué)技術(shù)持續(xù)更新和發(fā)展，裝配式建筑中結(jié)合了BIM技術(shù)這種數(shù)字化信息技術(shù)，且BIM技術(shù)在裝配式建筑全壽命周期成本管理中起到非常重要的作用，讓建筑行業(yè)進(jìn)入了智能化發(fā)展期。本文對(duì)BIM技術(shù)在裝配式建筑工程項(xiàng)目全壽命周期成本管理的應(yīng)用進(jìn)行了研究，分析出BIM技術(shù)在裝配式建筑工程項(xiàng)目中運(yùn)用的優(yōu)勢，旨在幫助裝配式建筑工程項(xiàng)目提升施工效率和質(zhì)量。

BIM技術(shù)；裝配式建筑；工程項(xiàng)目；全壽命周期；成本管理

近年，隨著科學(xué)技術(shù)不斷的更新和提升，BIM技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并逐步發(fā)展起來，這項(xiàng)數(shù)字技術(shù)對(duì)我國建筑行業(yè)的發(fā)展有著十分重要的意義。在裝配式建筑中科學(xué)合理的使用BIM數(shù)字化信息技術(shù)，既可以大幅度提升建筑工程項(xiàng)目的施工效率，加快工程速度，又能夠合理有效的控制建筑施工的成本費(fèi)用，幫助建筑企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)利益，因此，建筑行業(yè)非常看重BIM技術(shù)在裝配式建筑工程項(xiàng)目全壽命周期成本管理中的應(yīng)用，這不僅能夠幫助建筑企業(yè)更加高效智能的完成工程項(xiàng)目，還可以促進(jìn)我國建筑行業(yè)的良性發(fā)展，將其推向發(fā)展的新高度。

1 概述

1.1 BIM技術(shù)

BIM技術(shù)本質(zhì)上就是建筑的信息模型，是應(yīng)用于建筑工程中的一種新工具，其主要是在三維數(shù)字技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建虛擬的建筑工程模型，提供與現(xiàn)實(shí)情況相同且非常完整的建筑工程信息庫[1]。為完全發(fā)揮BIM技術(shù)的作用，必須配備齊全的數(shù)字資源共享技術(shù)及機(jī)制，并在建筑工程項(xiàng)目的全壽命周期中使用，進(jìn)而更加充分的將整個(gè)工程、相關(guān)設(shè)施模塊的功能特征呈現(xiàn)出來。目前，BIM技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中，且逐步涉及到建筑施工、建筑運(yùn)維等階段，隨著這項(xiàng)技術(shù)不斷的發(fā)展及經(jīng)濟(jì)效益作用逐漸突出，其將會(huì)在裝配式建筑工程項(xiàng)目全壽命周期中發(fā)揮出更強(qiáng)的優(yōu)勢。

1.2 裝配式建筑

裝配式建筑是指以工業(yè)化生產(chǎn)方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)建造方式，在工廠內(nèi)預(yù)先制作好建筑所需的各種構(gòu)件和配件，然后在現(xiàn)場利用合理可靠的連接方式將構(gòu)件裝在一起，以此構(gòu)成建筑體[2-3]。預(yù)制的構(gòu)件主要有木構(gòu)件、鋼構(gòu)件、玻璃構(gòu)件和混凝土構(gòu)件等，當(dāng)這些構(gòu)建被送到施工現(xiàn)場后，相應(yīng)的鋼筋混凝土需要進(jìn)行澆筑和搭接，并利用相關(guān)的連接技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，這一步不僅要保證整體結(jié)構(gòu)具備較強(qiáng)抗震性，還要采用標(biāo)準(zhǔn)而模式化的方式進(jìn)行搭接，才能從根本上對(duì)建筑成本、進(jìn)度和質(zhì)量進(jìn)行有效控制，進(jìn)而促進(jìn)建筑方式不斷朝著智能化方向發(fā)展。

1.3 BIM 技術(shù)與裝配式建筑的結(jié)合

一般的裝配式建筑構(gòu)建流程主要分為三個(gè)階段，分別是建筑設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)裝配式構(gòu)建和現(xiàn)場組裝，每個(gè)階段之間都是相對(duì)獨(dú)立的，便容易出現(xiàn)一些影響建筑工程項(xiàng)目整體進(jìn)展的因素，譬如信息交流出現(xiàn)障礙。當(dāng)人們沒有及時(shí)溝通，信息出現(xiàn)不順暢的現(xiàn)象時(shí)，就會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)返工的情形，造成成本增加、資源浪費(fèi)和工期拖延等嚴(yán)重問題。但如果在裝配式建筑工程項(xiàng)目全壽命周期成本管理中引入BIM技術(shù)，便能夠在建筑設(shè)計(jì)到項(xiàng)目運(yùn)營管理期間較好的提升效率、降低成本，真正實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑設(shè)計(jì)、預(yù)制裝配式構(gòu)建、組裝構(gòu)建成型等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)，能夠在最大程度上將可能出現(xiàn)的問題排除掉。

2 BIM技術(shù)在裝配式建筑全壽命周期成本管理中的應(yīng)用

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

BIM模型中包括了生產(chǎn)單位、質(zhì)量負(fù)責(zé)人、構(gòu)建的數(shù)量、構(gòu)建的尺寸及材質(zhì)性能等眾多參數(shù)信息，因此，無論是建筑施工單位，還是項(xiàng)目設(shè)計(jì)單位，或是構(gòu)件生產(chǎn)單位，都必須使用同樣的BIM模型，才能夠有效避免單位相互之間信息不同而出現(xiàn)問題。BIM模型屬于智能化、數(shù)字化的裝配式建筑模型，無論是哪個(gè)單位更改或刪除掉模型中的某個(gè)參數(shù)，相關(guān)的各種參數(shù)也會(huì)隨之自行進(jìn)行調(diào)整，這樣能夠防止和避免由于人工調(diào)整而產(chǎn)生失誤，或是因?yàn)榍啡睂?shí)時(shí)溝通而發(fā)生返工現(xiàn)象等問題[4]。施工方、建設(shè)方和構(gòu)件生產(chǎn)方在考慮自身單位的特點(diǎn)和項(xiàng)目定位的基礎(chǔ)上，同時(shí)利用BIM模型的一鍵出圖、一鍵出工程量和模擬施工等各種功能，可以對(duì)設(shè)計(jì)、施工和構(gòu)件供應(yīng)等方案進(jìn)行實(shí)時(shí)的溝通協(xié)調(diào)及優(yōu)化改進(jìn)。BIM技術(shù)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑項(xiàng)目中可能會(huì)發(fā)生的問題，并快速進(jìn)行扼制，在一定程度上避免了由于設(shè)計(jì)階段的錯(cuò)誤而導(dǎo)致的后期資源浪費(fèi)、工期延誤和成本增高等問題。同時(shí)，裝配式建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于各種類別的構(gòu)件和孔洞，設(shè)計(jì)師可以利用BIM技術(shù)準(zhǔn)確直觀的計(jì)算出構(gòu)建預(yù)埋和預(yù)留的參數(shù)，防止裝配式構(gòu)件在施工中出現(xiàn)偏差。設(shè)計(jì)師們可以利用BIM模型對(duì)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)、交流和修改，并通過其篩選分析、碰撞檢查等功能修改和調(diào)整各種專業(yè)設(shè)計(jì)上存有的沖突矛盾。另外，由于BIM技術(shù)的開放性和共享性等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)師們可以通過“云端”的族庫裝配式構(gòu)件大數(shù)據(jù)信息進(jìn)行篩選、對(duì)比和預(yù)裝門、窗、相關(guān)設(shè)備等，以此確定裝配式構(gòu)件的參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，及豐富“云端”族庫的各種構(gòu)件。有了族庫的支持，不僅能夠讓設(shè)計(jì)師們的思維得到拓展，還可以極大提升其設(shè)計(jì)效率及效果，從而設(shè)計(jì)出更加精美耐用、生態(tài)宜居的裝配式建筑。

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

在裝配式建筑預(yù)先制作構(gòu)件階段，通過BIM技術(shù)可以利用RFID（無線射頻識(shí)別）技術(shù)來識(shí)別、讀取和管理預(yù)制構(gòu)件[5]。根據(jù)施工方或是采購合同的具體要求，為確保裝配式構(gòu)件的的可靠性和唯一性，不僅需要對(duì)其進(jìn)行編碼，還要在裝配式構(gòu)件中植入含有裝配式構(gòu)件尺寸、形態(tài)、材質(zhì)和性能等參數(shù)信息的RFID 芯片，方便相關(guān)工作人員能夠了解并掌握裝配式構(gòu)件的具體信息，并可以在BIM信息系統(tǒng)中上傳裝配式構(gòu)件實(shí)際的出入庫情況，讓相關(guān)采購或使用單位能夠?qū)崟r(shí)了解裝配式構(gòu)件的使用情況，并及時(shí)采取購買措施，防止等待材料而出現(xiàn)的怠工等現(xiàn)象。同時(shí)，設(shè)計(jì)師通過BIM技術(shù)可以在信息庫中上傳本次工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案及所需裝配式構(gòu)件的信息，接收到裝配式構(gòu)件信息的生產(chǎn)商，可以將需要的構(gòu)件信息，譬如構(gòu)件材質(zhì)、預(yù)埋鋼筋、鐵件等輸入成加工參數(shù)，以便進(jìn)行生產(chǎn)。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，在預(yù)制裝配式構(gòu)件階段，設(shè)計(jì)師和生產(chǎn)商能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)件信息參數(shù)共享，智能化的方式讓設(shè)計(jì)信息與生產(chǎn)系統(tǒng)的無縫銜接得到實(shí)現(xiàn)，這極大的提升了預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)效率。同時(shí)，在建筑項(xiàng)目工程開始建造之前，可以利用BIM技術(shù)的仿真功能進(jìn)行模擬施工，能夠有效避免裝配式建筑項(xiàng)目建筑過程中大量的問題。

2.3 BIM技術(shù)在裝配式建筑采購階段的應(yīng)用

在裝配式建筑采購階段應(yīng)用BIM技術(shù)，可以將RFID芯片植入到裝配式構(gòu)件運(yùn)輸工程車上，便于對(duì)運(yùn)輸車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)的定位和跟蹤，及時(shí)了解構(gòu)件被運(yùn)輸?shù)侥膫€(gè)位置，從而進(jìn)行調(diào)配和安排。譬如，可以按照裝配式構(gòu)件的大小、存儲(chǔ)位置和條件對(duì)運(yùn)輸?shù)穆肪€、運(yùn)輸時(shí)間等進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃，盡可能的減少不必要的運(yùn)輸費(fèi)用，避免大量庫存積壓。當(dāng)采購?fù)瓿?，施工單位?duì)裝配式構(gòu)件材料進(jìn)行接收時(shí)，通過系統(tǒng)自動(dòng)分析和對(duì)照，能夠直接對(duì)構(gòu)件信息進(jìn)行電子讀取，有效避免了人工點(diǎn)數(shù)驗(yàn)收的誤差，提升了驗(yàn)收的質(zhì)量和效率。

2.4 BIM技術(shù)在裝配式建筑施工階段的應(yīng)用

在裝配式建筑工程項(xiàng)目施工階段應(yīng)用BIM技術(shù)，可以在項(xiàng)目開工前利用施工仿真技術(shù)進(jìn)行模擬施工，以此對(duì)施工方案中不夠合理的地方進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，讓施工程序更加完善。譬如，不相同的裝配式構(gòu)件的組裝效果會(huì)存在較大差異，因此，為了達(dá)到最優(yōu)的組裝效果，應(yīng)當(dāng)按照構(gòu)件組裝效果的不同，而制定出不相同的組裝方案[6-7]。同時(shí)，在應(yīng)用BIM技術(shù)的建筑工程項(xiàng)目中，可以將成本和時(shí)間兩個(gè)因素增加到項(xiàng)目管理中，利用5D管理和BIM施工同步掌握建筑工程花費(fèi)的時(shí)間和費(fèi)用，在確保施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上讓施工成本和施工時(shí)間得到完美配合。從而讓裝配式構(gòu)件的施工方案得到進(jìn)一步優(yōu)化。施工員可以在裝配式構(gòu)件的組裝階段通過無線射頻技術(shù)將構(gòu)件信息調(diào)撥出來，以此更好的確認(rèn)構(gòu)件組裝的位置和方法，提升施工的整體質(zhì)量。通過BIM技術(shù)的使用，不僅可以模擬那些影響建筑工程項(xiàng)目施工的安全事件，從而制定出有針對(duì)性的安全施工方案，預(yù)防和減少在裝配式建筑施工過程中會(huì)發(fā)生的安全事故，還可以在施工過程中對(duì)現(xiàn)場道路、施工地點(diǎn)、車輛行進(jìn)路線和材料加工地點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，保證構(gòu)件一步到位，杜絕二次搬運(yùn)的現(xiàn)象，這樣既能夠節(jié)約相應(yīng)的人力和時(shí)間，還可以極大提升建筑工程項(xiàng)目施工的效率。

2.5 BIM技術(shù)在裝配式建筑運(yùn)維管理階段的應(yīng)用

在裝配式建筑運(yùn)營維護(hù)管理的階段，針對(duì)特定的裝配式建筑項(xiàng)目，可以將BIM技術(shù)和RFID技術(shù)結(jié)合在一起建立運(yùn)營維護(hù)系統(tǒng)，以此對(duì)預(yù)制構(gòu)件及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測。譬如，當(dāng)裝配式建筑著火時(shí)，滅火人員通過運(yùn)營維護(hù)管理系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確定位火情點(diǎn)，并了解到該部分建筑所用的建筑材質(zhì)、性能、燃點(diǎn)等，然后按照材質(zhì)、性能的差異采取針對(duì)性的滅火措施，可以在第一時(shí)間對(duì)火情進(jìn)行控制。另外，經(jīng)過長時(shí)間的使用，裝配式建筑物可能會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的問題，這時(shí)便能夠在BIM模型信息庫中準(zhǔn)確調(diào)出裝配式構(gòu)件的生產(chǎn)商，維修所需要的構(gòu)件性能、型號(hào)等信息，既可以縮短維修時(shí)間，又能夠有效提升維修效率。通過結(jié)合裝配式建筑構(gòu)建中安裝的RFID芯片與BIM技術(shù)，可以監(jiān)測并讀取裝配式建筑構(gòu)件的能耗，利用大數(shù)據(jù)能夠?qū)δ芎妮^高的構(gòu)件進(jìn)行分析和定位，這對(duì)于裝配式建筑健康運(yùn)營管理有著不小的幫助。

3 結(jié)語

BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑工程項(xiàng)目中，可以充分發(fā)揮出其“集成”的優(yōu)勢，促使裝配式建筑從最初的設(shè)計(jì)、工業(yè)化生產(chǎn)構(gòu)件、現(xiàn)場組裝構(gòu)建到后期的運(yùn)營維護(hù)管理都印上數(shù)字信息化和工業(yè)化的屬性。BIM技術(shù)的信息共享、協(xié)同設(shè)計(jì)、仿真模擬等功能為裝配式建筑工程項(xiàng)目的開展發(fā)揮了重要作用，并將裝配式建筑的發(fā)展推向了智能化的新高度。在裝配式建筑中結(jié)合BIM技術(shù)，不僅順應(yīng)了時(shí)代和社會(huì)的發(fā)展需求，還在節(jié)約資源、避免人力浪費(fèi)、環(huán)保高效等方面有著積極效用?，F(xiàn)在廣大技術(shù)人員仍然在不斷的改進(jìn)和實(shí)踐BIM技術(shù)，相信在未來社會(huì)里，裝配式建筑將迎來快速發(fā)展的高潮。

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2020年度廣西高校中青年教師科研基礎(chǔ)能力提升項(xiàng)目+裝配式鋼筋砼部分疊合板抗彎性能研究（2020KY35019)項(xiàng)目資助。

趙培莉（1976.06- ），女，漢族，廣西桂林人，碩士，高級(jí)工程師，研究方向：土木與建筑工程、建設(shè)工程全過程項(xiàng)目管理。

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1007-6344（2021）04-0208-02