王正，邱國林

（吉林建筑大學(xué)）

1 引言

建筑業(yè)一直是我國的重要經(jīng)濟(jì)支柱之一。如今裝配式混凝土建筑已經(jīng)成為建筑業(yè)發(fā)展的主流方向，相比傳統(tǒng)施工，我們不需要在復(fù)雜的施工環(huán)境中現(xiàn)場澆筑，而是把施工所需要的建筑材料在工廠制作成成品，運(yùn)到現(xiàn)場進(jìn)行構(gòu)件間的組合、安裝，因此，裝配式產(chǎn)業(yè)對建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等各專業(yè)的模塊化設(shè)計(jì)、制作、施工等各個環(huán)節(jié)工作的協(xié)調(diào)性要求更高，如果某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，則需從多個方面進(jìn)行檢查修改，會影響項(xiàng)目的進(jìn)程，從而造成項(xiàng)目的損失。若能合理運(yùn)用好BⅠM技術(shù)則可以有效避免或盡可能減少銜接環(huán)節(jié)上的技術(shù)錯誤，在項(xiàng)目的各個階段為裝配式混凝土建筑構(gòu)件的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營維護(hù)等環(huán)節(jié)提供依據(jù)，加強(qiáng)各方協(xié)同，提高整體施工的質(zhì)量和管理效率。

2 BIM技術(shù)與裝配式混凝土建筑

2.1 BIM技術(shù)

BⅠM英文全稱“BuildingⅠnformation Modeling”，我們通常把它稱作“建筑信息化模型”。BⅠM技術(shù)通過手動繪制二維和三維模型，能夠避免傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中信息和數(shù)據(jù)無法協(xié)同的問題。通過變量三維模型的建設(shè)，可以結(jié)合實(shí)際的建設(shè)設(shè)計(jì)需求，建立起施工方面的立面圖，保證實(shí)際施工工作的開展。構(gòu)建使用BⅠM環(huán)節(jié)需要大量的數(shù)據(jù)，通過對建筑工程的三維立體建模，可以使工程人員更好地理解工程的具體進(jìn)展；在傳統(tǒng)的長、寬、高基礎(chǔ)上加入了時間和成本的考量，可以確保提高工程的實(shí)際工作效果。

隨著BⅠM技術(shù)的蓬勃發(fā)展，我國的學(xué)者也對BⅠM技術(shù)做了很多深入研究，如郭烽仁分析了BⅠM技術(shù)的應(yīng)用價值，并結(jié)合BⅠM技術(shù)在裝配式建筑各個階段的實(shí)際應(yīng)用，為建筑行業(yè)人士提供了參考依據(jù)[1]；陳野平通過分析BⅠM技術(shù)在混凝土裝配式建筑全生命周期中的應(yīng)用，找出了使用BⅠM技術(shù)的優(yōu)勢，通過開發(fā)BⅠM設(shè)計(jì)通用軟件并結(jié)合其他部分的開發(fā)工具或其他專用設(shè)計(jì)軟件快速提高設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)效率，降低建設(shè)維護(hù)成本[2]。通過仔細(xì)閱讀大量文獻(xiàn)，我們還發(fā)現(xiàn)國內(nèi)不少專業(yè)學(xué)者均對未來BⅠM模式在中國混凝土裝配式建筑工程中可能的商業(yè)應(yīng)用模式感興趣，學(xué)者們的深入研究無疑直接促進(jìn)推動了建筑BⅠM管理技術(shù)模式與國內(nèi)混凝土裝配式建筑應(yīng)用的深度協(xié)同發(fā)展。

2.2 裝配式混凝土建筑

裝配式混凝土建筑是以預(yù)制鋼筋混凝土預(yù)制塊和預(yù)制塊組合而成的組合建筑。這種工程具有快速、勞動強(qiáng)度低、便于冬季作業(yè)、提高生產(chǎn)率、提高制品品質(zhì)、降低材料消耗等優(yōu)點(diǎn)。組裝水泥結(jié)構(gòu)的部件均可拆卸下來并重新裝配使用，整個安裝過程中機(jī)械化操作的標(biāo)準(zhǔn)化程度極高。裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)作為一種住宅工程產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營的實(shí)施方式也已經(jīng)開始成為整個建筑行業(yè)中的未來技術(shù)發(fā)展趨勢，是我國應(yīng)對傳統(tǒng)建筑業(yè)勞動力資金匱乏現(xiàn)狀和環(huán)境污染提出的一條重要解決方案，因此，在現(xiàn)代化的發(fā)展和建設(shè)中，推動裝配式混凝土建筑建設(shè)是社會發(fā)展與建設(shè)所迫切需要的。

但是，目前我國工程實(shí)踐中尚有一些問題，比如：施工技術(shù)不夠先進(jìn)，抗震性能和結(jié)構(gòu)的承載力和抗震性能都很低，在設(shè)計(jì)圖紙和工程實(shí)踐中出現(xiàn)矛盾的情形并不少見。尤其是預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)施工等環(huán)節(jié)沒有數(shù)據(jù)的支撐，無法使構(gòu)件的生產(chǎn)與施工有效銜接，BⅠM技術(shù)是一種重要的技術(shù)方法，它可以使裝配式混凝土建筑設(shè)計(jì)和建造的關(guān)系得到有效統(tǒng)一，并在不同過程中增強(qiáng)了信息的傳輸和回饋，從而促進(jìn)了整個裝配式建筑的全生命周期建設(shè)。

3 BIM技術(shù)在裝配式混凝土建筑中的應(yīng)用

3.1 BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

殷曉博指出BⅠM技術(shù)可以促使建筑設(shè)計(jì)從二維轉(zhuǎn)換為三維并實(shí)現(xiàn)資源共享，在BⅠM技術(shù)的實(shí)踐運(yùn)用過程中，統(tǒng)一數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)下的建筑模式可以大大提高建筑模式中各種信息與數(shù)據(jù)的共享，從而達(dá)到建筑信息設(shè)計(jì)與資源共享的目標(biāo)。BⅠM技術(shù)與建筑設(shè)計(jì)的協(xié)同從根本上促進(jìn)了建筑設(shè)計(jì)效率的提高，保證建筑工程質(zhì)量達(dá)到相關(guān)要求，有效提升建筑企業(yè)在市場上的競爭力[3]。

阮健航從方案形成、方案確定、任務(wù)分析、設(shè)計(jì)輸出等方面研究了BⅠM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用措施，指出在建筑設(shè)計(jì)階段采用BⅠM技術(shù)，可促使建筑行業(yè)朝著更高水平、高質(zhì)量發(fā)展，要求設(shè)計(jì)、建設(shè)單位充分熟知BⅠM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，以及相關(guān)的使用方法。同時,設(shè)計(jì)研發(fā)人員還要不斷學(xué)習(xí)，提升完善自己的專業(yè)能力，以便發(fā)揮出BⅠM技術(shù)的最大作用，提高設(shè)計(jì)圖紙的效率，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，確保建筑施工穩(wěn)定順利地完成[4]。

姚遠(yuǎn)認(rèn)為，BⅠM技術(shù)的誕生，將會給企業(yè)帶來新的技術(shù)，也會給企業(yè)提供新的工作程序和新的商業(yè)模式。在BⅠM技術(shù)的幫助下，將協(xié)作設(shè)計(jì)和BⅠM結(jié)合起來，并融入BⅠM中。然而，目前的企業(yè)生產(chǎn)過程組織和經(jīng)營都是以生成平面圖形為核心的，制約了BⅠM技術(shù)的推廣。BⅠM技術(shù)的發(fā)展必須要解決許多制約BⅠM技術(shù)推廣的難題，方能使BⅠM技術(shù)得到快速發(fā)展[5]。

通過閱讀文獻(xiàn)我們發(fā)現(xiàn)，建筑設(shè)計(jì)傳統(tǒng)方法非常復(fù)雜，對設(shè)計(jì)人員要求較高，設(shè)計(jì)周期長，易發(fā)生錯誤，若出現(xiàn)錯誤，則需要對整個設(shè)計(jì)進(jìn)行排查修改，使工期延長，影響施工進(jìn)度及施工質(zhì)量。采用BⅠM技術(shù)應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)中，可以使施工人員快速完成任務(wù)，并可以從三維立體角度全方位檢查設(shè)計(jì)圖，若發(fā)現(xiàn)錯誤，可以及時改正，降低了設(shè)計(jì)人員的工作難度，保證了施工進(jìn)度。

3.2 BIM技術(shù)在施工過程中的應(yīng)用

徐林大致從三個方面介紹了BⅠM在施工過程中的應(yīng)用，首先是對預(yù)制件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，其中涉及的構(gòu)件種類繁多，因此必須采用BⅠM技術(shù)對其進(jìn)行參數(shù)化建模，以便于對其進(jìn)行有效的管理。

①通過建立數(shù)據(jù)模型庫，方便修改構(gòu)件參數(shù)，支撐工程的精細(xì)化管理；②預(yù)制構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)，因?yàn)轭A(yù)制件之間的連接點(diǎn)是裝配式混凝土建筑最脆弱的環(huán)節(jié)，構(gòu)件深化設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度直接影響了施工的質(zhì)量，這時就要使用BⅠM模型，在軟件中對構(gòu)件連接點(diǎn)進(jìn)行模擬測試，提前檢查該點(diǎn)可否順利連接，對之后的正常施工提供數(shù)據(jù)支撐；③預(yù)制構(gòu)件管理，在使用BⅠM技術(shù)進(jìn)行裝配式混凝土建筑與構(gòu)件生產(chǎn)時，可以在構(gòu)件的電子標(biāo)簽中加入數(shù)據(jù)，以便在協(xié)同管理平臺對構(gòu)件進(jìn)行管理[6]。

呂昌祝認(rèn)為，運(yùn)用BⅠM技術(shù)構(gòu)建建筑材料資料庫，能快速準(zhǔn)確地提取建筑材料的具體數(shù)量，并能準(zhǔn)確地為工地的物料采購和定額的領(lǐng)取工作提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐，從而防止由于堆存而造成工期延誤、建筑材料申報(bào)不準(zhǔn)確等問題[7]。

黎舒婷指出，在施工過程中，應(yīng)用BⅠM技術(shù)可以對施工過程中產(chǎn)生的各類信息進(jìn)行整理，并且合理保存這些信息，通過BⅠM技術(shù)能夠?qū)κ┕さ恼w情況有全面了解，只有對施工的信息了解更加全面，才能更好地進(jìn)行各項(xiàng)工作的后續(xù)安排，制定施工規(guī)劃，在施工過程中，需要提前制定下一步的施工計(jì)劃，利用BⅠM技術(shù)進(jìn)行信息處理，也能夠提高施工計(jì)劃的合理性[8]。

BⅠM技術(shù)在裝配式建筑施工中能夠?yàn)槭┕み^程中的協(xié)同管理奠定良好基礎(chǔ)。施工管理工作者需要依托基于BⅠM技術(shù)所生成的三維信息模型，對施工實(shí)際情況與原有施工計(jì)劃之間的差異進(jìn)行比對，并通過對各類施工要素進(jìn)行調(diào)節(jié)以及對施工規(guī)劃進(jìn)行調(diào)整，確保施工工作能夠滿足施工質(zhì)量要求以及施工進(jìn)度要求。

3.3 BIM技術(shù)在運(yùn)維管理中的應(yīng)用

李豪杰指出BⅠM技術(shù)可應(yīng)用于設(shè)備維護(hù)搶修、應(yīng)急疏散及消防演練、設(shè)備管理、安防報(bào)警管理、智能建筑等方面，將BⅠM技術(shù)與建筑施工設(shè)備的控制技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了建筑內(nèi)部照明、空調(diào)、用水能耗的實(shí)時采集和實(shí)時顯示，并將BⅠM技術(shù)應(yīng)用于建筑智能化建筑的實(shí)際應(yīng)用[9]。

趙志華指出BⅠM平臺技術(shù)能做到實(shí)時監(jiān)控整個建筑項(xiàng)目，監(jiān)測房屋各個建筑構(gòu)件。后期改造房屋時，還可實(shí)時利用BⅠM中原始數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場模擬改造。物業(yè)公司現(xiàn)場管理房屋時也可自動連接到BⅠM平臺與其他相關(guān)控制設(shè)備，從而能夠做到遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控和判斷消防、電梯、照明、通信設(shè)備等控制設(shè)備是否可正常高效運(yùn)轉(zhuǎn)[10]。

劉翔宇指出BⅠM技術(shù)可應(yīng)用于裝配式混凝土建筑運(yùn)維管理，讓物業(yè)監(jiān)控到建筑內(nèi)的消防、電梯、照明等設(shè)備的準(zhǔn)轉(zhuǎn)情況，提高設(shè)備維修、消防的速度，方便了安保部門，與RFⅠD技術(shù)相結(jié)合可精準(zhǔn)確定高能耗部位[11]。

通過BⅠM技術(shù)，可以顯示工程建設(shè)全程的數(shù)據(jù)及有關(guān)的內(nèi)容，以及對零件損傷的資料進(jìn)行詳細(xì)記載，從而為維護(hù)單位的可靠度提供依據(jù)。同時，要對工程部件進(jìn)行耐用性檢測，創(chuàng)造一個有利的運(yùn)行環(huán)境，確保工程的科學(xué)運(yùn)行。這些信息包括預(yù)制構(gòu)件的材料、性能、施工情況、使用狀況，通過BⅠM信息化平臺，物業(yè)管理人員可以隨時查閱這些信息，能夠?qū)︻A(yù)制件及其相關(guān)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，以便對其安全性、耐久性和適應(yīng)性進(jìn)行及時分析和監(jiān)控，并解決施工中的問題，確保建筑物的安全。

4 結(jié)語

在工業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求下，裝配式結(jié)構(gòu)已成為建筑業(yè)發(fā)展的必然方向，從傳統(tǒng)的“粗放”到“精細(xì)”的應(yīng)用，需要通過BⅠM軟件，將其與部分開發(fā)或?qū)ｉT的軟件相融合，以提升工程的整體效果。因此，必須在BⅠM技術(shù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)全過程一體化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)建筑的精細(xì)化設(shè)計(jì)、多專業(yè)協(xié)同、全產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用，從而達(dá)到降低建筑工程造價的目的。BⅠM技術(shù)在裝配式混凝土建筑中的運(yùn)用可以有效克服了以往的施工難點(diǎn)，為工程的設(shè)計(jì)、制造、安裝等方面提供技術(shù)支持，保證工程的質(zhì)量和建造速度。