基于BIM的装配式建筑全生命周期管理方法研究

基于BIM的装配式建筑全生命周期管理方法研究

张秋瑞

河北省衡水市

摘要：不同于传统的建筑方式，装配式建筑是预先完成部分构件，并各部分在施工现场进行组装的新型建筑模式，具有生产效率高、工程质量误差小等优点，是一种新型的绿色工程方式。对于装配式建筑来说，从设计一直到工程竣工，也就是其全生命周期中，都需要保证施工质量。这就需要人们加强对于这一过程中的管理，避免建筑质量风险，保证装配式建筑的质量与施工优势。

关键词：BIM技术；装配式

有研究人员推行PPP管理模式，建立共享机制、健全装配式建筑标准化体系等政策建议，对装配式建筑设计及成本管理展开研究。但是该方法在应用过程中，缺少各个生命周期建筑环节之间的联系性，使得管理效率低下。

BIM技术能够依靠建筑信息，建立相应的模型。通过BIM模型进行管理，能够加强各个阶段间的配合程度，使各阶段管理信息不再单独分离，实现串联。为此，本文对基于BIM的装配式建筑全生命周期管理方法进行研究，并通过实验验证该方法的有效性，证明了设计的管理方法能够实现管理过程可视化，且能够加强各阶段间的信息交流，信息获取效率更高，管理效率明显提高。

1 基于BIM装配式建筑全生命周期管理方法设计

本文设计基于BIM的装配式建筑全生命周期管理方法，依据建筑项目的3个阶段，进行各阶段的BIM管理，包括建筑设计阶段管理、构件生产制作阶段管理以及建筑施工阶段管理，并建立信息共享平台，实现全生命周期各阶段间各专业的管理信息交流。

本文设计的BIM管理方法能够实现信息间的串联，具体情况如图1所示。从图1可以看出，本文设计的管理方法贯穿设计、生产以及施工3个主要阶段，每个阶段都有相应的管理方法与要点，具体情况如下。

图1 本文设计管理方法的框架示意图 

1.1 建筑设计阶段管理

以BIM技术为核心，在装配式建筑的设计阶段，管理的主要重点在于信息的管理。由于建筑全过程基本都是依照施工设计进行的，因此对于装配式建筑的设计信息的管理尤为重要。设计阶段的信息包含多个方面，具体涉及以下几方面的管理：

1.1.1 建筑整体设计

对于该阶段来说，首先是对建筑整体的规划设计的管理。本文使用BIM技术，结合GIS技术，能够对建筑项目的整体需求进行分析，并建立建筑设计的模型，经过对建筑整体的评估，确定最合适的建筑设计方案[6]。

1.1.2 构件深化设计

在确定建筑整体设计之后，需要对构件进行深化设计。在这一阶段，就需要BIM模型的指导，通过联系不同行业设计人员之间的设计方案，包括水、电、暖、设备等的布局规划，从而对建筑构件进行专业计算，以此确定最优的构件模型，实现构件设计的优化管理。

1.1.3 施工图纸设计

建筑的图纸关系着后期施工的质量、安全性以及建筑的合理性，图纸中的每一个元素都有其自身的独特意义。在实际工程项目设计过程中，使用BIM技术进行图纸建模，在需要进行尝试性设计时，仅仅依靠部分数据的更改，就能够直观地得到修改的反馈，帮助绘制精细且合理的施工图纸。

1.1.4 工程量预估统计

对于施工量的数据计算，多使用传统的CAD方法，虽然它能够完成预估，但是计算流程复杂，计算效率较低，使得建筑设计阶段的耗期延长。本文使用BIM技术，对建筑的材料需求、人力需求以及工程量需求进行预估统计与计算，为工程的资金使用规划提供可靠保障。

1.1.5 碰撞检查

在设计的深度阶段，还需要完成对建筑的碰撞检查。本文设计使用BIM技术，通过三维模型导入到Navis Works软件中，将建筑设计中的管道、线路以及构件之间的碰撞情况进行模拟，并在此基础上进行调整，生成碰撞列表以及相关的报告材料，以避免出现后期施工过程中的返工情况，使得建筑设计中的缺陷，在设计过程中就能够被发现，减少了后期修改以及维护成本。

1.2 构件生产制作阶段管理

在建筑构件的生产制作阶段，实现BIM的管理，包括构件的制造准备、制造过程以及质量检验和运输4个阶段[7]。传统管理方法中，构件生产过程较为独立，缺少与建筑工程其他阶段的联系，这就需要为构件的制作阶段添加RFID芯片，通过建筑全生命周期的管理平台实现数据的实时更新，掌握构件的制造状态。

在构件的制造准备阶段，使用BIM结合PM技术，建立预制构件的模型，为构件提供精准的数据以及材料统计。

在实际制造过程中，可以将这些模型数据输入到控制中心当中，并将芯片中的数据传入模型数据库。在制作阶段管理过程中，能够实现实时的状态资料获取，后期仅通过这些数据，就能够还原出构件的生产过程，实现全阶段管理。

制造完成后，为保证建筑材料的使用寿命，还需要对构件进行质量检验，确保预制构件符合建筑要求。

1.3 建筑施工阶段管理

针对装配式建筑的施工阶段，本文使用BIM技术进行工况的实时模拟，以保证管理者能够实时、准确地掌握建筑的施工阶段相关状态信息。同时，结合虚拟现实技术，通过Fuzor软件建立施工场景的可视模型，通过施工全过程的可视管理，能够及时发现建筑构件安装缺陷，并实时监测设备的运行工况。通过模拟，不仅可避免出现构件组装失误的情况，还能够选择最合适的施工方案，缩减后期的维护成本。

1.4 建立信息平台

为实现装配式建筑全生命周期的信息交流，打破传统的独立阶段管理模式，本文设计建立信息平台，以加强各阶段间的信息交流，保证建筑各阶段中各个专业的协同工作。考虑到各阶段的承担对象的不同，其信息管理的内容也不同，为此，在确定好平台的用户分层与管理内容之后，通过实时的数据采集，上传到该平台中。通过BIM技术建模，实现建筑全生命周期的各责任方协同管理。通过不同专业间的信息传递与整合，能够保证管理的高效便捷，提高管理效率。

2 结束语

传统的装配式建筑全生命周期管理过程中，在不同的生命周期的建筑环节之间缺少信息交流，信息传递效率不足，使得管理过程效率低下。

为了提高管理效率，加强装配式建筑工程项目各阶段间的信息交流，本文在研究BIM技术的基础上，设计了新的全生命周期管理方法。最后，通过实验论证验证了本文设计方法的实际效果。该方法在管理信息的获取速度以及数量方面明显更具优势，且能够实现管理全过程的可视化，能够提高管理效率，具有明显的实际意义。

受条件限制，本文研究的内容仍有部分问题待解决，在今后的研究中，需要不断完善BIM的全周期管理方法，希望本文的研究能够为装配式建筑管理效率的提高奠定一定的理论基础。

参考文献

[1] 宋小春,黄瑞,杨智明,等.基于BIM技术的装配式建筑PC构件信息集成及应用研究[J].工程质量,2022,40(7):60-64.

[2] 王德华.基于BIM和RFID技术的装配式建筑施工过程管理[J].江苏建材,2022(3):127-129.

[3] 邢超雲,王薇,干申启.基于BIM技术的装配式住宅建设管理研究:以北京市某装配式住宅为例[J].住宅科技,2022,42(5):40-44.

[4] 郭秀娟.BIM+VR+MR技术的装配式建筑项目管理研究[J].中华建设,2022(5):37-38.

[5] 焦爱英,闫珂玮,贾童.装配式保障性住房全生命周期的综合效益评价:以天津某保障房项目为例[J].建筑经济,2021,42(2):104-108.

[6] 白旭军.基于EBIM云平台的预制装配式建筑施工管理研究[J].铁道建筑技术,2021(11):165-169.