BIM技术在装配式建筑工程项目全寿命周期成本管理中的应用研究

赵培莉

BIM技术在装配式建筑工程项目全寿命周期成本管理中的应用研究

赵培莉

（广西建设职业技术学院，广西 南宁 530007）

随着社会的不断进步及经济的快速发展，建筑行业在近年获得了明显的成绩，这也让我国装配式建筑工程得到了较好的发展。装配式建筑相较于传统建筑而言，不仅在较大程度上使成本费用有效降低，还能够让建筑施工更加便捷，所以社会各界越来越关注和看重装配式建筑的发展。目前，由于科学技术持续更新和发展，装配式建筑中结合了BIM技术这种数字化信息技术，且BIM技术在装配式建筑全寿命周期成本管理中起到非常重要的作用，让建筑行业进入了智能化发展期。本文对BIM技术在装配式建筑工程项目全寿命周期成本管理的应用进行了研究，分析出BIM技术在装配式建筑工程项目中运用的优势，旨在帮助装配式建筑工程项目提升施工效率和质量。

BIM技术；装配式建筑；工程项目；全寿命周期；成本管理

近年，随着科学技术不断的更新和提升，BIM技术应运而生并逐步发展起来，这项数字技术对我国建筑行业的发展有着十分重要的意义。在装配式建筑中科学合理的使用BIM数字化信息技术，既可以大幅度提升建筑工程项目的施工效率，加快工程速度，又能够合理有效的控制建筑施工的成本费用，帮助建筑企业获得更多的经济利益，因此，建筑行业非常看重BIM技术在装配式建筑工程项目全寿命周期成本管理中的应用，这不仅能够帮助建筑企业更加高效智能的完成工程项目，还可以促进我国建筑行业的良性发展，将其推向发展的新高度。

1 概述

1.1 BIM技术

BIM技术本质上就是建筑的信息模型，是应用于建筑工程中的一种新工具，其主要是在三维数字技术的基础上，通过构建虚拟的建筑工程模型，提供与现实情况相同且非常完整的建筑工程信息库[1]。为完全发挥BIM技术的作用，必须配备齐全的数字资源共享技术及机制，并在建筑工程项目的全寿命周期中使用，进而更加充分的将整个工程、相关设施模块的功能特征呈现出来。目前，BIM技术已经广泛应用于建筑设计中，且逐步涉及到建筑施工、建筑运维等阶段，随着这项技术不断的发展及经济效益作用逐渐突出，其将会在装配式建筑工程项目全寿命周期中发挥出更强的优势。

1.2 装配式建筑

装配式建筑是指以工业化生产方式代替传统建造方式，在工厂内预先制作好建筑所需的各种构件和配件，然后在现场利用合理可靠的连接方式将构件装在一起，以此构成建筑体[2-3]。预制的构件主要有木构件、钢构件、玻璃构件和混凝土构件等，当这些构建被送到施工现场后，相应的钢筋混凝土需要进行浇筑和搭接，并利用相关的连接技术进行结合，这一步不仅要保证整体结构具备较强抗震性，还要采用标准而模式化的方式进行搭接，才能从根本上对建筑成本、进度和质量进行有效控制，进而促进建筑方式不断朝着智能化方向发展。

1.3 BIM 技术与装配式建筑的结合

一般的装配式建筑构建流程主要分为三个阶段，分别是建筑设计、工厂化生产装配式构建和现场组装，每个阶段之间都是相对独立的，便容易出现一些影响建筑工程项目整体进展的因素，譬如信息交流出现障碍。当人们没有及时沟通，信息出现不顺畅的现象时，就会经常出现返工的情形，造成成本增加、资源浪费和工期拖延等严重问题。但如果在装配式建筑工程项目全寿命周期成本管理中引入BIM技术，便能够在建筑设计到项目运营管理期间较好的提升效率、降低成本，真正实现对建筑设计、预制装配式构建、组装构建成型等多个环节进行统筹和协调，能够在最大程度上将可能出现的问题排除掉。

2 BIM技术在装配式建筑全寿命周期成本管理中的应用

2.1 BIM技术在装配式建筑设计阶段的应用

BIM模型中包括了生产单位、质量负责人、构建的数量、构建的尺寸及材质性能等众多参数信息，因此，无论是建筑施工单位，还是项目设计单位，或是构件生产单位，都必须使用同样的BIM模型，才能够有效避免单位相互之间信息不同而出现问题。BIM模型属于智能化、数字化的装配式建筑模型，无论是哪个单位更改或删除掉模型中的某个参数，相关的各种参数也会随之自行进行调整，这样能够防止和避免由于人工调整而产生失误，或是因为欠缺实时沟通而发生返工现象等问题[4]。施工方、建设方和构件生产方在考虑自身单位的特点和项目定位的基础上，同时利用BIM模型的一键出图、一键出工程量和模拟施工等各种功能，可以对设计、施工和构件供应等方案进行实时的沟通协调及优化改进。BIM技术可以及时发现建筑项目中可能会发生的问题，并快速进行扼制，在一定程度上避免了由于设计阶段的错误而导致的后期资源浪费、工期延误和成本增高等问题。同时，装配式建筑进行设计时，对于各种类别的构件和孔洞，设计师可以利用BIM技术准确直观的计算出构建预埋和预留的参数，防止装配式构件在施工中出现偏差。设计师们可以利用BIM模型对建筑进行设计、交流和修改，并通过其筛选分析、碰撞检查等功能修改和调整各种专业设计上存有的冲突矛盾。另外，由于BIM技术的开放性和共享性等特点，设计师们可以通过“云端”的族库装配式构件大数据信息进行筛选、对比和预装门、窗、相关设备等，以此确定装配式构件的参数和标准，及丰富“云端”族库的各种构件。有了族库的支持，不仅能够让设计师们的思维得到拓展，还可以极大提升其设计效率及效果，从而设计出更加精美耐用、生态宜居的装配式建筑。

2.2 BIM技术在装配式建筑预制构件阶段的应用

在装配式建筑预先制作构件阶段，通过BIM技术可以利用RFID（无线射频识别）技术来识别、读取和管理预制构件[5]。根据施工方或是采购合同的具体要求，为确保装配式构件的的可靠性和唯一性，不仅需要对其进行编码，还要在装配式构件中植入含有装配式构件尺寸、形态、材质和性能等参数信息的RFID 芯片，方便相关工作人员能够了解并掌握装配式构件的具体信息，并可以在BIM信息系统中上传装配式构件实际的出入库情况，让相关采购或使用单位能够实时了解装配式构件的使用情况，并及时采取购买措施，防止等待材料而出现的怠工等现象。同时，设计师通过BIM技术可以在信息库中上传本次工程项目的设计方案及所需装配式构件的信息，接收到装配式构件信息的生产商，可以将需要的构件信息，譬如构件材质、预埋钢筋、铁件等输入成加工参数，以便进行生产。通过BIM技术的应用，在预制装配式构件阶段，设计师和生产商能够实现构件信息参数共享，智能化的方式让设计信息与生产系统的无缝衔接得到实现，这极大的提升了预制构件的生产效率。同时，在建筑项目工程开始建造之前，可以利用BIM技术的仿真功能进行模拟施工，能够有效避免装配式建筑项目建筑过程中大量的问题。

2.3 BIM技术在装配式建筑采购阶段的应用

在装配式建筑采购阶段应用BIM技术，可以将RFID芯片植入到装配式构件运输工程车上，便于对运输车辆进行实时的定位和跟踪，及时了解构件被运输到哪个位置，从而进行调配和安排。譬如，可以按照装配式构件的大小、存储位置和条件对运输的路线、运输时间等进行科学合理的规划，尽可能的减少不必要的运输费用，避免大量库存积压。当采购完成，施工单位对装配式构件材料进行接收时，通过系统自动分析和对照，能够直接对构件信息进行电子读取，有效避免了人工点数验收的误差，提升了验收的质量和效率。

2.4 BIM技术在装配式建筑施工阶段的应用

在装配式建筑工程项目施工阶段应用BIM技术，可以在项目开工前利用施工仿真技术进行模拟施工，以此对施工方案中不够合理的地方进行优化和调整，让施工程序更加完善。譬如，不相同的装配式构件的组装效果会存在较大差异，因此，为了达到最优的组装效果，应当按照构件组装效果的不同，而制定出不相同的组装方案[6-7]。同时，在应用BIM技术的建筑工程项目中，可以将成本和时间两个因素增加到项目管理中，利用5D管理和BIM施工同步掌握建筑工程花费的时间和费用，在确保施工质量的基础上让施工成本和施工时间得到完美配合。从而让装配式构件的施工方案得到进一步优化。施工员可以在装配式构件的组装阶段通过无线射频技术将构件信息调拨出来，以此更好的确认构件组装的位置和方法，提升施工的整体质量。通过BIM技术的使用，不仅可以模拟那些影响建筑工程项目施工的安全事件，从而制定出有针对性的安全施工方案，预防和减少在装配式建筑施工过程中会发生的安全事故，还可以在施工过程中对现场道路、施工地点、车辆行进路线和材料加工地点进行优化和调整，保证构件一步到位，杜绝二次搬运的现象，这样既能够节约相应的人力和时间，还可以极大提升建筑工程项目施工的效率。

2.5 BIM技术在装配式建筑运维管理阶段的应用

在装配式建筑运营维护管理的阶段，针对特定的装配式建筑项目，可以将BIM技术和RFID技术结合在一起建立运营维护系统，以此对预制构件及相关设备进行监测。譬如，当装配式建筑着火时，灭火人员通过运营维护管理系统能够准确定位火情点，并了解到该部分建筑所用的建筑材质、性能、燃点等，然后按照材质、性能的差异采取针对性的灭火措施，可以在第一时间对火情进行控制。另外，经过长时间的使用，装配式建筑物可能会出现相应的问题，这时便能够在BIM模型信息库中准确调出装配式构件的生产商，维修所需要的构件性能、型号等信息，既可以缩短维修时间，又能够有效提升维修效率。通过结合装配式建筑构建中安装的RFID芯片与BIM技术，可以监测并读取装配式建筑构件的能耗，利用大数据能够对能耗较高的构件进行分析和定位，这对于装配式建筑健康运营管理有着不小的帮助。

3 结语

BIM技术应用于装配式建筑工程项目中，可以充分发挥出其“集成”的优势，促使装配式建筑从最初的设计、工业化生产构件、现场组装构建到后期的运营维护管理都印上数字信息化和工业化的属性。BIM技术的信息共享、协同设计、仿真模拟等功能为装配式建筑工程项目的开展发挥了重要作用，并将装配式建筑的发展推向了智能化的新高度。在装配式建筑中结合BIM技术，不仅顺应了时代和社会的发展需求，还在节约资源、避免人力浪费、环保高效等方面有着积极效用。现在广大技术人员仍然在不断的改进和实践BIM技术，相信在未来社会里，装配式建筑将迎来快速发展的高潮。

[1]王全宾.装配式建筑施工技术在建筑工程中的运用分析[J].中国设备工程,2021(02):238-240.

[2]王洪生.BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用研究[J].居舍,2021(02):63-64.

[3]黄龙.BIM技术在装配式建筑深化设计中的应用研究[J].江西建材,2020(12):100+102.

[4]彭忠伟,彭思婕.BIM技术在装配式建筑中的应用研究[J].北京印刷学院学报,2020,28(12):165-167.

[5]张韩,梁勇,刘磊,戴锦阳.BIM技术在装配式建筑中的应用[J].华北理工大学学报(自然科学版),2021,43(01):86-93.

[6]洪爱彪.浅谈装配式建筑施工技术在施工管理中的应用[J].居舍,2020(36):123-124+144.

[7]李成壮,陶忠,李倩.浅谈BIM技术在装配式建筑施工安全管理的应用[J].中国水运(下半月),2020,20(12):151-152.

2020年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目+装配式钢筋砼部分叠合板抗弯性能研究（2020KY35019)项目资助。

赵培莉（1976.06- ），女，汉族，广西桂林人，硕士，高级工程师，研究方向：土木与建筑工程、建设工程全过程项目管理。

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1007-6344（2021）04-0208-02