吳 貝，李墨炫，梁芳冰，曹旭錚，高展望

(天津大學 仁愛學院，天津 301636)

0 前 言

隨著時代的進步、科技的創(chuàng)新，傳統(tǒng)建筑工期的絕大部分被施工占用且工期久等缺點，已不能適應社會發(fā)展的速度。國務院早在2013年頒布過防治大氣污染的十大條例后，對一些城市造成經濟損失。傳統(tǒng)建筑多以現場澆筑混凝土為主，一些隱蔽部位容易出現施工質量問題，而預制構件的裝配式建筑是根據設計要求從工廠預制好建筑構件，如墻、柱等構件，通過運輸到施工現場，放置在工地再吊裝安裝在建筑物具體位置。這不僅壓縮了工期，降低了污染物對環(huán)境的污染，加快施工速度，減少人工的使用，更好地實現智能化工地，如何做到建筑與預制構件信息化管理是我們本文研究的問題。

1 BIM技術與預制構件信息管理概述

BIM(Building Information Modeling)技術是一種應用于工程設計、建造、管理的數據化工具，可實現整體的設計-局部構件的拆分-構件的深化設計-加工圖的轉換，并且能夠讓設計信息實現多方位的共享以及傳遞，模型與數據能夠做到實時聯系，保證了模型一旦變更，與其關聯的二維圖紙信息也會及時更新。確保了預制構件的高效、精準的生產 。業(yè)主和施工方能夠在早期參與到設計工作中，對設計方案提出合理的建議，解決傳統(tǒng)設計中因信息交流不暢造成的設計沖突。當發(fā)現圖紙的問題時能夠立即修改，避免了再次返工。用三維信息模型為載體，通過使用 BIM 相關信息技術實現信息的快速收集，對構件生產過程進行高效決策管理以及協(xié)同管理。裝配式預制構件主要有以下幾部分構成：生產、運輸、入庫、吊裝。

1.1 BIM技術運用于預制構件的加工

將設計好的BIM模型中的構件進行對構件尺寸材質分類、編號，列出構件清單之后交給預制構件工廠進行加工。要先將構件的基本信息輸入到NFC芯片里，并對構件進行編碼，應包含構件的基本信息。唯一性是FRID技術的一個原則，目的為了確保每一個構件對應唯一的標識，保證了生產構件數量、運輸順序、堆放位置以及吊裝順序。預制構件能在工廠的車間進行生產制造，這與傳統(tǒng)制造業(yè)的生產方式相似。傳統(tǒng)制造業(yè)中用條形碼以及二維碼較多貼在物體的表面，但構件材料一般為鋼筋混凝土塊具有一定的堿性，容易腐蝕粘在表面的條形碼或二維碼，導致信息讀取有誤。

1.2 構件運輸管理

根據訂單需求把有NFC芯片的構件出庫裝車運輸，出庫時通過FRID技術感應構件上的芯片，可以知道構件的運輸信息以及構件的信息，就像網上購物，下單后通過軟件查到物品的物流狀態(tài)。在運輸構件的過程碰撞和損壞難以避免，在預制構件運輸時我們可以采用一些支撐座以及一些可以反復利用防撞的材料，如橡膠以及氣泡膜來保護構件，提高構件完好性。

1.3 構件現場管理

構件到達現場后，負責人需對構件進行驗收，合格的構件負責人將進行信息錄入，并對構件狀態(tài)進行更新，對不合格構件進行問題信息反饋，并發(fā)至預制構件工廠相關責任人。并要求構件卸到場地相應位置，同種類型的構件應按序號堆放在一起，有利于有關人員管理施工場地。現場人員可以通過FRID快速定位構件位置，優(yōu)化了現場人員對構件的管理，還能對構件的相關信息進行查詢，各階段的質量控制情況，相應的施工方案等，實現大數據共享，提高協(xié)同效率。

1.4 構件的吊裝

通過BIM三維模型能知道具體位置的構件編號，現場控制中心用電腦找到該編號的構件在現場的具體位置，用吊塔吊起并安裝在具體位置，如圖1所示。現場構件種類多且數量大，難以通過人工來找到所需的構件，且人工輸入構件信息也是件不容易的事。因此，利用具有NFC芯片的預制構件，在進場的時候通過FRID閱讀器對構件掃碼把構件信息輸入到電腦里就能夠很快地找到所構建的具體位置，在電腦上能夠一目了然施工進度，通過系統(tǒng)能查到已用在項目中的構件以及未用構件的數量。

圖1 構件的吊裝

2 項目實例應用

2.1 基于BIM的預制構件生產管理應用

本項目分為一棟辦公樓和兩棟宿舍樓，建筑面積總共有12萬m2。內墻、外墻均由裝配式墻板組成。整個項目由裝配式墻板、樓梯組成。其中三維模型能夠更加直觀地看到模型的各方面數據，即使再復雜的構件也可以通過三維模型直觀的表現出來，如圖2所示。

圖2 預制構件的三維模型展示

2.2 預制構件生產與NFC技術結合

預制構件制造商可以通過預制構件生產與 NFC技術結合，NFC技術即在非接觸式射頻識別(RFID)技術的基礎上，即在預制構件制作過程中便嵌入 NFC 芯片，這能夠包含此構件的全部信息。將有NFC芯片的構件通過RFID閱讀器掃描，構件的信息就會記錄在信息化平臺上，信息化平臺能對我們所記錄的項目的有效信息在平臺上能夠進行存儲、加工、處理等工作，平臺對預制構件信息進行儲存對項目建造的后期所需數據信息能夠再次使用，這大大提高了我們的工作效率。建立預制構件信息庫也能夠為以后的項目提供借鑒的經驗，如有相似的項目，便能夠為以后此提供一定的便利。從而對預制構件進行數據化管理使管理效率不斷提高。如圖3所示，在預制構件底部插入NFC芯片，更加方便預制構件從生產到進庫再到出庫的管理

圖3 植入NFC芯片的預制構件

2.3 施工現場預制構件的信息管理

將BIM技術與NFC技術相結合，區(qū)別于RFID的遠場通信，NFC技術是一種近場通信技術，它使得我們對預制構件信息的錄入以及輸出更加快捷、安全、準確。預制構件的物流配送人員與施工現場的倉儲驗收人員可直接通過掃取編碼來讀取預制構件的相關信息，記錄預制構件的入庫與出庫，達到節(jié)約時間、提高效率的作用。

3 結束語

現代社會建筑工業(yè)化的進程在日益加快，通過對BIM技術和裝配式建筑的研究，現在正努力將兩項技術更好地相結合，讓裝配式建筑的設計、生產和施工水平都有了顯著提高。裝配式建筑的核心即為預制構件，而提出的NFC技術，希望能夠加強對預制構件更加便捷、快速地從加工、運輸、進出場以及最后吊裝完成的整個過程的管理。而我們所希望建立的預制構件信息平臺，也是幫助我們在大數據時代更加高效地完成項目以及經驗的積累?，F階段，國家在大力推行和不斷完善預制構件的裝配式建筑建筑，在不斷加強對BIM技術與裝配式建筑相結合的研究。

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