BIM技术在装配式住宅全生命周期中的应用研究

刘岚迪

（广东博意建筑设计院有限公司）

引言

数字技术在建筑行业中的应用，为BIM技术在建筑项目全生命周期中的应用提供了技术支持。借助BIM技术，对装配式建筑规划、设计、施工等环节进行模拟分析，实现协同设计、移动通讯与项目管理的整合，有效提高了建筑项目施工管理的质量和效率，也促进了传统生产与管理模式的改革与创新，是未来我国建筑领域建设、管理的主要发展方向和潮流。

1 BIM技术在装配式住宅规划、设计、深化设计中的应用

规划阶段：在进行装配式住宅生产销售时，一个重要的环节就是对成品住宅进行规划，因此可以利用BIM技术实现对产品与市场的协调，进行市场最大效益的规划，帮助业主进行最优选择。如帮助业主选择建筑面积大、风水好、朝向好、景观佳、可利用面积多等最优住宅选择。利用BIM技术还可以了解各个住房的居住环境，以及相应居住环境下真实的建筑情况，并利用此数据模型，进行相关消耗的计算，如建造消耗、成本消耗、资源消耗等。帮助业主正确分析建筑物的应用功能、使用价值等。

设计阶段：在装配式住宅的设计阶段可以利用BIM技术对建筑的设计信息、设计图纸、备用设计等内容进行记录，更便利的对设计内容进行更改，充分调节各个设计环节之间的协调性。在施工图阶段建立达到出图深度的模型，模拟施工难点，借助其可视化特征，及时发现屋面、防水、门窗、扶手栏杆、室外装饰及室内装饰等复杂节点的问题并加以改进。同时，能够进行实时有效的管线碰撞检查，避免不必要的设计修改以及工期延误，降低建设成本。BIM模型中的图元都输入了准确的材料属性和空间尺寸等参数，整合了大量工程信息，能够进行构件统计，快速计算出装配式住宅建筑的预制率、装配率，以及所需的其它工程量信息，有效避免了人工计算的误差，也节省了数据计算时间。

深化设计：深化设计阶段，是装配式住宅设计的关键环节。由于预制构件是在工厂中加工后运输到施工现场进行安装，因此预制构件设计与生产的精度，会直接影响现场安装的质量。因此，必须要重视“深化设计”，通过对设计的进一步研究、修改和纠正，提高设计精度，准确表达预留预埋要求，进而提高生产精度，确保每个预制构件都能够达到施工标准与要求。然而，一座建筑需求数量庞大的预制构件，拼装过程中的精度控制，不可能一一通过人工校对，此时BIM技术的作用就得以发挥，借助BIM模型，模拟现场可能出现的安装顺序冲突和管线、钢筋碰撞等，并以此为依据，进行设计的调整和修改，完成设计图纸的深化。

2 BIM技术贯穿装配式住宅生产、建造环节的管理系统的建立

除了在设计、深化设计阶段，利用BIM技术可以充分弥补二维图纸中存在的不足，解决其难以解决的问题，此外，在住宅的生产、建造环节都可以实现对管理系统的完善。BIM技术与各个环节的内容相结合都可以收获不一样的效果。并可以满足不同参建方，如使用者、施工者、监督者等不同组织对自己所需信息的获取，使各个参建方都可以充分融入到对工程的管理中来。

例如：某城建项目中充分应用了BIM实现动态显示PC深化设计、生产和建造环节等各个管理环节中的工作细节，以建立信息管理系统平台的模式，实现对PC设计的动态管理，实现实时监管生产进度，储运物流情况、现场施工进度等，图1所示。

图1 PC构件生产管理系统构架

通过BIM技术将工程建设的全周期充分进行数据化引入，建立相关的数字化、信息化、自动化模型，形成中心数据库。在子系统发生改变时可对数据库中心数据及时进行更新。

生产阶段：预制构件需经过生产、出厂验收、运输、进场验收，全部合格后才能进行安装。在整个生产制造过程中，将BIM与RFID（射频识别）技术或二维码识别技术结合，生产时对预制构件进行编号，将存储构件设计信息的标签直接植入构件中。构件识别应保证其唯一性与准确性，完全基于实际设计要求进行数据存储和上传。同时整合BIM信息共享技术、MES（制造执行系统）和ERP（企业资源计划），生产时通过手持客户端，连接BIM共享信息平台，实时跟踪预制构件生产、运输、质量检验、堆放全过程，并对问题构件及时作出反馈，保证构件数量完整、无质量缺陷，能够有效避免材料浪费以及质量问题责任纠纷。还可以根据施工进度，合理规划构件生产安排与堆放位置，避免生产和施工进度不一致造成的待料或窝工。

施工阶段：工程施工是一个复杂的多专业多工序交叉工作，对于装配式建筑，其施工工序、构件吊装安装质量和准确性就更为重要。施工工序有误，可能造成构件无法吊装就位或钢筋无法绑扎；外观同样的两个构件，其管线预留预埋位置也可能有区别，安装错误会导致不必要的浪费和工期延误。借助ITWO（BIM企业云平台）系统，上传BIM轻量化模型，以动态3D模式模拟整个施工吊装过程，相关人员能够实时观测施工进度、检验施工工序并及时发现施工问题。还可以对不同的施工工序进行模拟、分析、对比，包括场地布置、塔吊位置、构件碰撞等，选择最优方案，合理安排施工进度计划。同时，可以将材料、人工、设备等根据不同构件、不同工作子项进行分类，准确反映各阶段不同类别的材料、人工用量，动态模拟比对多种方案之间的成本差别，进行实时成本优化。

3 BIM技术在装配式住宅运营阶段的应用

BIM模型中存储了建筑物的基本信息，包括维护计划、检验检测报告、工作清单、设备参数、故障时间、问题描述等，能够实现建造施工和运营维护的无缝对接。物业人员在对建筑物结构设施和设备设施进行维护时能够采取最合理的维护方案，避免物业维护可能对建筑物造成的损坏，提高建筑性能，降低能耗和维修费用，进而降低总体维护成本。同时，物业管理人员可以通过BIM平台实时监控设备的运行状况，读取运行参数，对设备的环境、性能和能耗采取有效的控制措施。

比如：一旦出现火情，BIM信息管理系统，就定位火情发生的位置，相关人员根据系统提供的内容，能够立即进行扑救，采取有效的措施控制火情。在装配式住宅，或者其附属设备维修的过程中，使用BIM技术构建模型，得到相关预制设备或者附属设备的相关信息，比如型号、参数等，进而为维修提供更加可靠的数据，保障维修的顺利进行。

4 结束语

在装配式建筑日渐普及的今天，BIM技术的应用也开始为更多人所关注。BIM技术在装配式住宅全生命周期中的应用，不仅可以提高设计质量、提高预制构件生产的准确性，还能够减少建造过程中出现碰撞与误差的几率，提高整体施工质量；同时，还实现了生产和施工管理的可视化，提高了管理效率；更实现了装配式住宅设计、生产、施工、运维的全生命周期追溯机制，推动了装配式住宅的建设发展和应用。

[1]冯雯婷.BIM技术在预制装配式住宅中的应用研究[J].绿色环保建材，2017（10）：176+178.

[2]严瑾.浅谈BIM技术在预制装配式住宅中的应用[J].科技创新与应用，2016（34）：257.