BIM技术在装配式建筑设计与运维管理中的应用

谢娜

关键词：BIM建模技术;装配式建筑设计;运维管理;共享参数

随着BIM技术在建筑行业中的普及，Autodesk公司的Revit软件作为BIM技术的核心建模软件在国内得到了广泛的推广与重视，Revit软件不同于以往的建模软件，对构件的参数信息及共享信息的传递、提取、管理具有可操作性。BIM技术具有模型化、可视化、参数化、集成化等特征，在国内外项目中被广泛应用，也是目前建设项目信息化管理的重要技术手段，在许多城市地标性建筑项目中使用。

住建部在2015年出台《建筑产业现代化发展纲要》指出：计划到2020年装配式建筑占新建建筑比例为20%以上，到2025年后这个数据要达到50%以上。在此基础上全国多个省市发布相关政策，推进装配式建筑产业的发展。由于在传统建筑设计中，施工图纸以设计阶段的信息为主，然而包含构件生产、运输和装配的参数信息较少，因而设计工作需要多层次深化、修改以满足施工装配需要，并且对后期的运维管理信息共享性较差，在反复的设计变更及数据重整理的过程中还会造成效率降低成本追加。在此趋势下，借助BIM技术的共享参数信息实现对项目模型信息的协同管理显的尤为重要。

1BIM技术的概述

BIM技术最早是由美国的查克伊土曼博士提出的，他认为BIM技术集成了建设项目所有的几何形状、工程和结构的信息，将这些信息都储存在一个信息模型中，这样信息模型就包汉了建设项目从规划设计阶段到运营阶段全寿命周期的所有信息。

BIM技术是一个通过模型传递项目物理信息和数字信息的表达。BIM是一个共享的数据资源，在项目不同阶段，不同专业，通过运用BIM技术的物理信息或数据参数即可插入、提取、更新并修改，以达到数据共享的管理目标。由此可以看出BIM技术是以模型表达传递数字共享信息的，将数字信息赋予模型构件集成项目，其特点涵盖以下两个方面：

1）基于BIM技术实现的建筑信息，包含了三维模型构件的几何信息、物理化学信息、建筑构件功能信息等，并以模型的表达在项目各阶段中共享传递。

2）基于BIM技术实现的建筑信息的数据、参数是可以计算和运算的，在不同项目阶段的数据参数可实时调整。

2BIM技术在装配式建筑设计中的应用方法

2.1建构预制模型及属性参数

以某框架结构项目为例，在设计阶段创建BIM模型的同时可以实现构建参数信息的关联。图1为框架项目的部分柱网平面图，在此项目中有3种预制混凝土柱的类型尺寸分别是600mmx350mm、400mmx250mm、800mmx500mm。所有预制混凝土柱底标高F1为+0.000m，顶标高F2为4.000m。在創建3种预制混凝土柱模型的同时将预制柱的尺寸信息、材料信息、位置信息等相关属性添加。运用BIM技术核心建模软件Revit可以实现在创建模型构件可视化的进程中，将模型构件本身赋有的参数属性实时添加，即构件尺寸、构件材质、构件强度、位置关系等，便于后期进行项目深化设计、处理设计变更、项目管理和运营维护等阶段的数据参考，形成统一完备的数据库信息并且方便提取。

2.2建构预制共享参数信息

在装配式建筑设计建模中，针对预制构件不仅需要在建模时添加构件的材质、尺寸、位置等信息，还需要添加预制构件厂商、构件编码、构件安装单位、构件每平米出厂价格及构件总成本等，有助于后期管理的相关共享参数信息。在设计建模时添加共享信息参数能够为后期施工、运维管理带来很大的便捷，减少不必要的人力资源输出及财力的浪费并且大大缩短了施工周期，有效地提高管理效率，真正实现BIM技术的信息化管理意义。

运用Revit软件的“族”功能，实现构件共享参数信息功能。在公制结构柱族样板中创建3种尺寸的预制结构柱类型，并通过族类型属性自行添加预制结构柱的共享参数，如构件厂、构件安装单位、构件编码、构件每平米出厂价格等信息。将创建好的一组带有共享参数信息的预制柱构件载入到需要运行的项目中，在此项目中预制构件就赋有共享参数信息，运用同样的方法将3种不同尺寸预制柱构件分别载入到项目中，均可在构件类型属性中查看到之前自主添加的构件共享参数信息。在创建族共享参数的同时软件系统会将之前创建的共享参数所生成的组文件形成共享参数的信息文本文件，便于后期对项目进行数据库管理使用。

3 BIM技术在装配式建筑运维管理中的应用方法

在已有BIM项目模型的基础上，对装配构件共享模型参数的管理及数据的辅助运算的实现，可大大提高装配式建筑项目的运维管理效率，节约项目的经济成本和时间成本。以上述装配式框架项目为例，在预制构件结构柱模型基础上，运用Revit软件的分析功能。

在Revit软件预制结构柱模型项目的楼层平面中，创建赋有共享参数信息模型的构件信息表，在项目中添加构件的标高、类型、族、结构材质、体积等构件属性参数和构件厂、构件编码、构件安装单位等共享参数字段，在后期项目管理中遇到设计变更、施工工艺调整、编制施工组织方案、项目信息集成等问题，可以第一时间调用项目构件明细表查询并进行管理，因此创建项目明细表，生成数据库文件对项目运维管理非常必要。然而提取准确、有效的“字段”信息又是生成构件明细表的核心内容，在构件参数管理中所提取的字段如下：

1）“底部标高”字段：在创建结构柱模型时将结构柱放置的标高参数，创建模型时即赋予的字段信息。

2）“族”字段：预制构件柱是在结构柱族样板中创建的，创建时即赋予此字段。

3）“类型”字段：预制构件柱在结构柱族样板中创建时添加的类型名称，一般用构件柱的宽度×深度命名。

4）“结构材质”字段：在创建预制柱模型时添加的构件材质参数。

5）“体积”字段：Revit系统自带的构件计算功能，在已确定的结构柱截面尺寸和放置标高的基础上，系统自动计算出此结构柱的体积参数，因此体积参数在创建模型时就已产生。

6）“构件厂”字段：在预制结构柱族样板中自行添加的共享参数，为后期项目管理储备信息，可在创建模型时添加构件厂信息，也可在生成明细表时添加构件厂商信息。

7）“构件编码”字段：在预制结构柱族样板中自行添加的共享参数，可在创建模型时添加构件编码信息也可在生成明细表时添加。

8）“构件安装单位”字段：在预制结构柱族样板中自行添加的共享参数，可在创建模型时添加构件安装单位信息也可在生成明细表时添加。

9）“构件每立方米出厂价格”字段：在预制柱族样板中自行添加的共享参数，可在创建模型时添加信息也可在生成明细表时添加，但要注意此共享参数信息属于数值属性而非文本属性。

10）“构件总成本”字段：是一个计算值，通过已添加的共享参数“构件每立方米出厂价格”与构件属性参数“体积”字段的一个运算结果，可以在生成的明细表中添加。

4结语

装配式建筑构件以预制构件为主，大部分构件在预制加工厂完成，施工现场以装配为主。由于工期需要，往往需要多个预制构件厂商同时完成，所以与传统现浇构件相比装配式预制构件依赖现场需求降低，但对预制加工厂的信息要求和生产产品的精度及运输过程的实时情况有更高的标准要求。借助BIM技术实现装配式建筑预制构件共享参数信息的运用，会使构件信息在设计、生产、运输、施工、运维管理等阶段对项目模型信息数据实时共享，利用精准统一的模型数据，集成完善统一的信息技术管理模式使项目效率显著提高，快速促进装配式建筑信息化发展的进程。