基于BIM的装配式建筑全寿命周期的应用研究

(吉林建筑大学经济与管理学院 吉林 长春 130000)

一、引言

近年来，我国装配式建筑的发展正处于上升阶段，与传统的混凝土建筑相比，具有施工工期短、投资回收快、节能环保、高质量等优点。但高要求必然面临相关技术的困难，主要表现在缺乏协同工作方面，从而导致了各种问题的发生。周文波[1]等通过实证研究了BIM在装配式建筑中的适用性；白庶[2]等提出了BIM是推动装配式建筑发展的行之有效的方法和技术手段；齐宝库[3]等讨论了装配式建筑全生命周期中的BIM应用。在此背景下，本文研究了建筑信息模型(BIM)在装配式建筑设计阶段、生产阶段、施工阶段和运维阶段的可行性，并助力装配式建筑稳定的发展。

二、BIM与装配式建筑的适用性分析

(一)BIM与装配式建筑的关系

装配式建筑是设计、生产、施工、管理集成在一起的标准化、体系化建筑，建筑信息模型(BIM)则是将其高度集成的最佳方法。各项目利益相关方可以通过BIM技术进行全建筑信息、全寿命周期、全专业的协同设计，能够有效解决在项目不同阶段可能产生的各种技术问题和管理问题，从而提高劳动生产率、保证设施质量、减少不必要的资源浪费。因此，以信息化为主导的BIM技术是推动装配式建筑稳定健康发展的最强健有力的支撑工具。

(二)BIM在装配式建筑中的信息主导作用

建筑信息模型(BIM)贯穿于装配式建筑的全寿命周期，基于BIM的建筑工业化应用体系可分为三大模块，即装配式建筑发展要求模块、BIM技术处理模块和信息化管理模块。

装配式建筑的发展要符合房屋设计标准化、构配件生产工厂化和施工作业机械化三大要求。信息主导下的房屋设计标准化是装配式建筑的前提；信息主导下的构配件生产工厂化是其必要条件；信息主导下的施工作业机械化是装配式建筑的核心；信息主导下的管理科学化是装配式建筑发展的必要保证。

以BIM技术为基础的信息平台主要包括三个方面的信息，即全建筑基本信息、全专业协同设计信息和全寿命周期运行信息。业主可以通过BIM技术信息平台将自己的需求直接传递给各项目参与方，避免了由于信息层级传递出现的进度拖延，提升了工作效率，缩短了工期。

装配式建筑的BIM信息化管理主要包括标准化设计管理、工业化生产管理、装配化施工管理和一体化管理等四方面，是一种基于创新思维的新型管理方式，极大提高了生产效率，减少了资源不合理应用的浪费。

三、BIM在装配式建筑全寿命周期中的应用

(一)BIM在装配式建筑设计阶段的应用

BIM数字化平台是装配式建筑(建筑、结构、机电、装修)一体化协同设计的主要工具。协同设计遵循统一空间基准原则、标准化模数协调原则和标准化接口等三大基本原则，是一种以建筑集成、结构支撑、机电配套、装修一体化的协同、平行的设计模式。装配式建筑的BIM设计过程具有鲜明的工业化特征，即多专业协同与平型设计。

(二)BIM在装配式建筑生产阶段的应用

基于BIM的生产管理能优化整合预制构件生产流程，实现构件和部品的集成化生产，加快装配式建筑模型试制过程，最终达到确保质量、提高精度、节约成本的目的。

(三)BIM在装配式建筑施工阶段的应用

随着BIM技术在装配式建筑中的深入发展，BIM模型从基于“BIM+3D可视化，立体造型”立体直观表现设计模型，进行碰撞检查；转变成“BIM+4D(3D+时间)”动态模拟施工过程，方便进度管理；再到“BIM+5D(4D+成本)”统计工程量，提供资源量信息，提高利润，即在BIM模型三维的基础上引入了时间和成本维度。利用BIM5D模型可以实现对施工进度计划及成本的动态实时监控，提高造价精细化管理程度，为施工阶段的造价控制提供了技术支撑。此外，BIM与物联网物联网(the Internet of Things,IOT)的结合也越来越密切。通过BIM与物联网的集成，能够有效提高装配式建筑的生产效率，极大提升施工管理过程的信息化水平。

(四)BIM在装配式建筑运维阶段的应用

运维阶段项目的BIM管理主要包括三个方面，即BIM与资产设施运营维护管理，BIM与节能管理，BIM与消防管理等。基于BIM的资产设施管理能有效降低人力成本、降低设施损耗，使各种资源达到最优化，突显了采用多元化模式的优点；基于BIM的节能管理程序可以简记为一三表示法，即一个数据处理中心，三个模块(能耗模拟模块、实时监测数据采集模块、处理反馈模块)，运维阶段的BIM节能管理能够减少运营维护人员的工作量，通过对BIM模拟数据的采集与对比分析能得出有效的节能控制方案，从而使业主的利益最大化；基于BIM的消防管理系统可提供建设项目全生命周期内的全部信息，具体由建筑物周围信息、建筑物内部信息、设备信息和其他信息等四部分构成。运维阶段的BIM消防管理能够降低消防系统运营成本，具备紧急情况时的疏散能力，提升了了消防管理的工作效率。

四、结语

通过以上分析，BIM与装配式建筑的有效结合不仅仅是对现有技术的一种补充，更多的是对工业建筑生产方式一种创新思维模式的转变。虽然建筑信息模型在装配式建筑中具有很多优势，但BIM的应用和发展在我国还处于起步阶段，还有很多不完善的地方，为实现BIM与装配式建筑的紧密结合，充分发挥BIM的价值，这是我们今后需努力研究的方向。