基于BIM在装配式建筑全生命周期管理的运用探究

袁燕

摘 要：随着科技的不断发展，BIM技术也逐渐成熟，其在建筑行业的应用范围也逐渐扩大。本文基于BIM在装配式建筑全生命周期管理的运用进行了阐述与分析。

关键词：BIM;装配式建筑;全生命周期管理

一、装配式建筑全生命周期管理概述

（一）装配式建筑

装配式建筑的另一个名称也可以为预制装配式建筑。是通过工厂化批量生产后进行组装构成建筑。在对预制组件按照设计要求进行装配之前，在工厂中需要完成部分组件的预制，在工厂中制作完成组件之后，就需要将其运送到建筑施工现场。目前，预制建筑结构的主要构件较为普遍。到达施工现场后，与传统建筑结构相同。除了连接电源和电话系统外，为了便于增加其他功能，还应该与别的设备连接上如设置好的水道，连接过程可使用起重机。因此，这种建筑的实用性和外观与传统建筑基本并没有本质上的差别。

装配式建筑的特点主要包括提工期短、施工效率高、节省材料、施工速度快，这些与传统建筑有很大不同，再加上随着施工环境和劳动强度的加强，传统建筑逐渐被边缘化。装配式建筑可以根据用户各自的需求，提前设计出多种方案，在保证质量的前提下，实现车间流水线生产，这样既可以对材料避免浪费，又可以节省人力，这种特征对装配式建筑非常显著。装配式建筑作为适应经济发展需要的一种形式，其产业模式应该得到优化。

（二）全生命周期管理

对于建设工程而言，全生命周期主要包括设计阶段、生产阶段、建造与运行维护阶段等。信息管理在全生命周期的管理过程中是极其重要的内容。它包含信息模型的建立，将设计阶段、生产阶段、建造与运行维护阶段等工作集于一体，避免在施工交底过程中发生信息误差，使管理工作质量下降，影响整个建筑工程的质量。有两方面的主要内容体现在全生命周期管理中，首先实现建筑工程的信息化管理和信息化工程，提高工程质量、施工效率和盈利能力;其次对于管理建筑工程施工过程中的所有信息进行收集整理。

二、基于BIM在装配式建筑全生命周期管理的运用的重要性

为了新时代的发展要求一种新型建筑模式随之正在兴起——装配式建筑。这种模式的建筑减少传统施工过程中产生的垃圾、粉尘和污水的排放，并且还能有效降低噪声，这样提高建筑质量的同时又使成本下降。装配式建筑按照字面解释就是对加工好的组件进行重新安装。这种安装方法不但能使施工效率大大提高，而且对生产成本的控制非常明显，从而产生巨大的经济效益。另外，施工不受外部环境如恶劣的气候等条件的制约，极大缩短了工期。此模式可以避免墙体裂缝、楼板渗漏等质量通病，使建筑整体的安全性和耐久性提高。

综上所述，可以看出装配式建筑模式的优势非常明显，但装配式建筑的全生命周期管理也面临多方面的问题。第一方面，建筑产业化的发展非常迅速，这使得预制组件和项目参与施工过程的方式多样化，而信息却分散在不同的参与者手中，这使得预制的各个过程包括运输和装配等涉及到施工过程中容易出现混乱，造成延误甚至返工。第二方面，在装配式建筑施工过程中，对各种信息及时进行收集和归档是非常困难的，项目参与人员对信息的交流和共享极其艰难，使得施工主体难以及时掌握施工进度情况。第三，对于装配完成的混凝土结构建筑，各构件的信息很难进行及时、准确地归档，这使得整个建筑会因为一个构件受到影响。BIM技术的应用很好地解决了以上装配式建筑模式中产生的问题。近年来，生命周期理论应用于各行各业，基于BIM的装配式建筑全生命周期研究逐渐受到重视。

在BIM技术的作用下，装配式建筑的设计阶段、生产阶段、建造与运行维护阶段等各个环节都可以串联起来，让服务模式实现集成化。BIM技术可以与计算机辅助制造技术相结合，在两种技术联合作用下可以使装配件的设计更加精确，并实现装配件的制造。通过软件建模后可以模仿实际情况进行装配演示，可以让施工精度提高，实现精密装配施工，保证施工质量。

三、基于BIM在装配式建筑全生命周期管理的运用探究

（一）三维可视化设计

设计人员需要根据工程实际数据利用AutoCAD软件设计出二维平面图，在BIM软件中应用Revit Architecture 模块和 Revit MEP模块，建立三维实体模型包括设备、管线等部件。在建模过程中，一定要分清楚先后顺序并与实际相符合。第一步，我们在Revit Architecture界面中建立一个建筑结构的三维实体模型。第二步，根据二维图纸的位置和尺寸，利用拉伸、旋转等命令建立管道和设备模型。第三步，對模型细节进行修饰，最终形成整体的建筑结构三维模型。

此外，三维可视化模型可以使业主、设计、施工的各个参与者沟通起来更加方便，对项目的设计效果产生了积极的影响。

（二）优化设计

三维实体模型建成后，在软件的Revit界面中，工程设计人员可以根据工程的实际参数如材质参数、尺寸数据等设置相应的数据，然后通过软件本身干涉检查功能，比如对安装口、应急逃生出口、通风口、人防密闭门、通风设备等进行干涉检查，是否符合相应的设计规范与标准。检查完毕后，对模型进行仿真，并对结果进行分析和优化。

（三）碰撞检查

图纸设计过程中的大量设备管线是否合理直接影响着施工进度与质量。如果管线之间、构件之间以及管线与构件之间发生干涉碰撞，会影响施工，甚至造成返工。综上所述，为了将BIM三维模型在导入到NavisWorks软件中不失真技术人员可以应用专业的数据接口;通过clash detective可以进行碰撞检测，检测完毕生成结果，并直接反馈给该工程的设计人员。通过对碰撞结果的分析，相关设计人员可对图纸进行进一步优化，使工程成本降低，提高效率，并在规定期限内尽快完工。

（四）VR虚拟漫游

将三维模型运用专用数据接口导入Fuzor 软件中，然后对模型进行渲染，根据实际场景将人物放到模型中，并对人物活动情况进行定义，从而可以实现现实工作环境。相关的工作者只需控制终端的设备，何时何地都能对针对自己想要的实景进行漫游，随时随地的观看工程进度状况，针对工程后期运营和维护作出评价，更正不符合预期的相关问题。再加上，针对大型设备的安装出现的问题，VR虚拟漫游为施工单位与设计单位的提前交流和沟通提供了条件，从而达到检查相关的距离是否与实际安装相符，从而保证其施工质量。

（五）施工可视化交替

在未应用BIM技术之前，对一些复杂、危险的施工节点进行深入的分析和设计是极其困难的。利用NavisWorks软件，将危险、复杂的施工数据在animator界面进行设置并仿真，从而更好地分析出最优的施工顺序，实现施工交底的可视化。同时，结合一些潜在的危险问题，制定相应的解决方案，从根本上消除施工危险。另外，施工现场安装工程管线时，在BIM软件可以对相应点位进行粘贴复制，同时系统会自动生成对应的二维码，通过扫码项目管理人员和施工人员在施工现场就能了解有关的情况，针对现场施工情况可以应用BIM技术进行评价和指导，极大方便了实时评估施工情况，进而及时找出相关的不足，从而进行纠正，最终保证了工程施工质量与可靠性。

（六）施工智能化管理

相关项目负责人对利用BIM软件所建立的三维实体模型进行工作结构的分解，利用项目软件Project编制具体的项目施工进度计划，然运用专用的数据接口导入到NavisWorks软件中，对项目施工进行可视化分析，通过对空间和时间两方面的信息融合，最终得到更直观、准确的4D仿真模型，呈现出具体施工过程的虚拟进度。应用4D施工仿真技术可以合理的调整并控制施工计划和进度。通过分别设置“开始日期”和“结束日期”，在整个施工过程中，不同的施工状态能呈现出不同的颜色。假如实际施工日期早于计划开工日期，则以蓝色显示。假如实际结束日期晚于计划日期，则以红色显示。在合理日期范围内，它将显示为绿色。当实际进度与计划进度出现差距时，将发出提醒。此时，管理人员需要及时采取相应措施。

（七）项目组织协调

项目组织协调包括施工单位内部协调和外部单位协调，其中外部单位包括业主、设计、监理等。BIM软件的三维模型是核心，业主、设计、监理、施工单位可通过统一平台和系统进行协同管理和并对仿真模型进行分析，该模型仿真结果可作为相关方面的参考，提高沟通效率，在短时间内处理问题，降低信息不对称影响的损失，保证工程的顺利进行。

（八）深化BIM技术的运用

深化BIM技术还可以实现以下功能：第一，利用B/S架构，在浏览器如Web GL、Three.js等中建成BIM三维模型;第二，用revit软件建成的模型可以存储*.obj、*.dae、*.ply等格式的文件;第三，可以对BIM建立的模型进行保存、搜索、删除等功能;第三，模型可以通过多个视角展示并可以向各个方向移动;第四，可以与其他系统进行数据交换。

四、结语

装配式建筑的发展日新月异再加上BIM的仿真技术的不断成熟，装配式建筑与 BIM的仿真技术的协同应用已为建筑业的发展奠定了坚实的基础，这也是智慧城市发展的必经之路。基于BIM在装配式建筑全生命周期管理的运用与分析，BIM的仿真技术为项目各个参与方提供了高效合作平台，为将来 BIM 技术的全方位、深层次应用开创了良好的开端。

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