賈爽　黎亞亮　薛永勝

（機械工業(yè)第六設計研究院有限公司，河南　鄭州　450007）

基于BIM的裝配式建筑全生命周期管理問題研究

賈爽黎亞亮薛永勝

（機械工業(yè)第六設計研究院有限公司，河南鄭州450007）

經(jīng)濟的迅速發(fā)展，帶動了建筑行業(yè)的發(fā)展，對建筑提出了更高的要求。近年來，裝配式建筑在建筑工程中受到廣泛應用，但因裝配式建筑存在一定問題，且在管理方面存在一定缺陷，給建筑業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展造成一定影響。現(xiàn)就建筑信息模型及全生命周期管理進行闡述，對全生命周期管理中建筑信息模型技術的應用進行分析，總結建筑信息模型在裝配式建筑全生命周期管理中的應用。

裝配式建筑；建筑信息模型；全生命周期管理

綠色施工、環(huán)保節(jié)能、建造速度快、節(jié)省勞動力等是裝配式建筑具備的優(yōu)點，在建筑工程中應用，能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標。但裝配式建筑在技術和管理方面存在一系列問題，尤其是管理方面。我國裝配式建筑研究以施工技術為主，忽視施工管理的重要性，因此，研究裝配式建筑全生命周期管理尤為重要。

1　建筑信息模型及全生命周期管理

1.1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，構建一個建筑信息模型，從而將維護信息、建造信息和設計數(shù)據(jù)等諸多信息保存于BIM［1］。它的基礎模型是建筑工程中的相關參數(shù)，它可應用于成本核算、資料管理、工程設計和施工管理等。目前，BIM已經(jīng)被廣泛應用于項目建設，如濟南大劇院、成都金融城等。

1.2全生命周期管理

全生命周期管理，是指建筑工程的整個建設過程。包括拆除后利用、生產(chǎn)、設計、運營維護與建造。信息管理是全生命周期管理的重要思想，它是通過構建建筑信息模型，集成了管理、施工和設計過程，有效的避免在信息交流過程中出現(xiàn)交流障礙。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、質(zhì)量和建造效率的提升。二是在項目實施期間構建與建設工程相關的信息。

2　全生命周期管理中建筑信息模型技術的應用

2.1全生命周期管理實現(xiàn)過程

在我國，關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支撐，故致使研究多停留在理論方面。BIM技術的誕生，給全生命周期管理帶來準確的技術支持，有利于全生命周期管理實踐［2］。BIM技術的基本元素，是項目中的單構件，融合了基本元素的施工要求、質(zhì)量性能、成本數(shù)據(jù)和設備性能等有關信息，構建一個具備數(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系與組織關系，從而形成一個有層次、完整性的信息管理系統(tǒng)。BIM技術改變了建設信息原有的創(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。

2.2以建筑信息模型為技術核心

建筑信息模型，融合了多種與建筑相關的信息，使得設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中的有關數(shù)據(jù)信息，以滿足施工、設施、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)系建設工程的各個環(huán)節(jié)，確保各個專業(yè)協(xié)同配合工作。

3　建筑信息模型在裝配式建筑全生命周期管理中的應用

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

3.1規(guī)劃設計

規(guī)劃設計階段，BIM起到關鍵作用，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)存在設計沖突引發(fā)的設計變更等問題。在規(guī)劃設計中的應用，包括四個部分。

一是分析場地和規(guī)劃選址。它直接影響到建設項目的定位。傳統(tǒng)方法存在主觀因素過多、無法科學處理信息數(shù)據(jù)及定量分析不充足等問題。利用BIM技術，并與地理信息系統(tǒng)結合，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)。

二是繪制圖紙和建立模型。在BIM模型中，各個圖元都代表著實際工程含義，包含構件材料屬性、空間尺寸等參數(shù)，它們直接控制著所有構件模型。一旦改變了構件某個模型參數(shù)信息，那么其他構件也會隨之變化，這樣優(yōu)化了傳統(tǒng)方式中三視圖的修改過程。應用BIM模型，能夠模擬實際施工的難點，如復雜節(jié)點、新形式和新結構等，及時發(fā)現(xiàn)設計中存在的問題，改進原方案。另外，設計單位借助BIM的可視化特征，與構件制造商、施工單位及業(yè)主探討設計方案，促進工作效率提升。

三是檢查設計沖突。傳統(tǒng)方式在建筑物立體圖恢復過程中，往往以主觀想象為主，這樣極易造成設計與施工不符，尤其是在設計設備時，增加管道相互碰撞風險，進而影響正常施工。在這種情況下，需要對設計方案重新修改設計，不僅延誤施工工期，還大大增加了建設成本。結構師運用BIM設計結構時，一旦水電管線與設計出現(xiàn)沖突，那么BIM模型能夠及時顯示，結構師對設計進行及時修改，從而解決設計沖突問題。

四是造假管理與工程量統(tǒng)計，因CAD軟件在計算構件信息時，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)計各個構件，減少了人工操作時間，防止因計算錯誤，造成設計方案與工程量統(tǒng)計數(shù)據(jù)存在偏差。

3.2生產(chǎn)制造

生產(chǎn)制造構件過程中，將BIM技術與RFID技術結合，在RFID標簽中置入構件，保證每個RIFD標簽中又與之對應的構件信息，有利于管理構件運輸、生產(chǎn)、吊裝和存儲過程。利用構件生產(chǎn)管理子系統(tǒng)，可以在BIM數(shù)據(jù)庫中獲取與構件設計有關的數(shù)據(jù)，還可在BIM數(shù)據(jù)庫中添加預制構件的存儲信息、質(zhì)量監(jiān)測信息和生產(chǎn)信息。唯一性是RFID標簽編碼的主要原則，它可以保證構件在各個過程中的信息具備較高的準確性。BIM技術與RFID技術結合，不僅可以達到零缺陷、零庫存目標，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［3］。

3.3建造施工

在控制工程質(zhì)量和進度過程中，應用BIM技術，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，可以最優(yōu)化配置空間與資源，有效的解決沖突問題，確保施工組織設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)量和質(zhì)量。實際施工現(xiàn)場中普遍存在構件錯誤或未找到構件問題，為避免該問題，需要加強施工現(xiàn)場管理。通過有效地結合BIM與RFID技術，可實時追蹤控制構件。兩種技術結合，不僅降低人工信息錄入引發(fā)的錯誤，還可保證信息準確讀取。

3.4運營維護

在運營維護中，應用BIM技術，可以對建筑容量、使用情況及財務信息實時檢測。利用BIM技術實現(xiàn)運營維護與建造施工的無縫交接，且提供詳細參數(shù)，供運營維護使用。把BIM技術應用于物業(yè)管理，可利用BIM技術對運行參數(shù)實施實時監(jiān)控，以對設備運行狀況進行判斷。依據(jù)運行參數(shù)，評估設備的環(huán)境、性能和能耗成本績效，并采取有效控制措施。

4　結語

裝配式建筑全生命周期管理中應用BIM技術，不僅可以減少能源消耗，還可對各個過程進行監(jiān)控，以提升施工進度與施工質(zhì)量。可見，BIM技術必將成為裝配式建筑未來發(fā)展主要趨勢。但在BIM技術發(fā)展過程中，面臨諸多困難，因此，相關人員應不斷深入探究BIM技術，從而實現(xiàn)裝配式建筑全生命周期管理持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

［1］齊寶庫，李長福.基于BIM的裝配式建筑全生命周期管理問題研究［J］.施工技術，2014（15）：25—29.

［2］張家昌，馬從權，劉文山.BIM和RFID技術在裝配式建筑全壽命周期管理中的應用探索［J］.遼寧工業(yè)大學學報（社會科學版），2015（2）：39—41.

賈爽（1983.12-），男，碩士，工程師，研究方向：建筑性能分析。

TU17；TU758.12

A

1003-5168（2015）-12-0032-2