基于BIM的装配式建筑全生命周期管理问题研究

许斌

（中国建筑第二工程局有限公司华东分公司）

1 装配式建筑BIM应用的信息模型及全生命周期管理

1.1 建筑信息模型

在建筑信息模型构建中，需要借助数字化和计算机测算技术，将所涉及的数据和信息传输至计算机系统中，借助计算机系统的指令传输作用，满足BIM技术更好的接收输出的信息和数据，进而对这些数据和信息做解密处理，结合处理结构去构建信息内容一体化，BIM系统和信息模型可视化效果如图1所示。

图1 BIM系统和信息模型可视化效果

通过对资料、项目设计和成本进行分析，进而优化设计、施工和管理方案，这种具有可视化特征的优势能够满足设计构思和管理需求，采用现代化技术对装配式建筑全生命周期管理具有重要作用。

1.2 全生命周期管理

在传统建筑全生命周期管理中，未能将多种建筑设计高效融合，而在BIM技术的应用过程中，全生命周期管理设计建筑维护等相关设计，能够满足装配式建筑的现代化发展需求。

1.3 全生命周期装配式建筑BIM应用中信息模型的建立

在BIM建筑模型建立时，需要重视全生命周期管理，不断结合施工要求、质量性能和成本数据，有效解决效率低下等问题[1]。此外，需要对建模核心技术进行优化，不断发挥数据和信息共享的优势，提高技术应用的优越性，满足模型构建和工程设计相吻合。在全生命周期管理中，技术模块涵盖多层次，表现出较高的管理效益和实效性，按照数据内容利用整体空间信息，同时借助模型反馈和共享信息，可以促使工作人员高效掌握动态化信息需求。

2 BIM技术在装配式建筑全生命周期管理中的应用

2.1 设计阶段

该阶段是在做出决策后的工作环节，其内容就是对装配式建筑开展的相关事项进行设计，制定出完善的项目开展方案。在具体设计中，关于造价管理工作的内容要从装配式建筑施工前期、中期及后期等不同阶段的工作进行充分考虑。这一阶段在BIM技术应用方面，要与设计软件相结合，以三维模型的建立为主导。以预设的装配式建筑开展方案的数据信息输入到三维模型中，进而能够通过模型的方式来体现出各类数据信息，使数据信息的体现更加直观与全面，有助于装配式建筑设计人员更加全面的对施工方案进行考量，以此来分析其存在的问题，并加以改善。采用BIM技术能够满足数据集中管理，能够保障数据的关联性和一致性，满足数据信息共享需求，营造全流程专业协同管理氛围，这种协同方式能够满足设计人员的权限划分，对于机电专业而言，可以采用水、暖、电三专业协同建模方式，满足全专业浏览需求，进而有效查看机电设备点位以及位置信息，不同专业协同建模的过程中，可以将电气预埋信息和机电专业管道开洞向结构、建筑等专业提供，满足装配式模块自动开洞需求[2]。在深化设计的过程中，可以借助BIM软件做碰撞检测，检测方式需要结合分系统、楼层和专业等类型，将所得到的检测结果生成报告，同时该软件能够对碰撞构件和碰撞位置进行定位，将施工阶段可能存在的问题扼杀在设计阶段中，可以有效降低成本和缩短工期（见图2）。

图2 各专业协同设计图

2.2 运维阶段

运维阶段主要对装配式建筑物业管理系统进行控制，在现阶段中，这种系统内容存在单一化，采用的技术衔接性不强，难以借助项目施工内容对运维过程中存在的问题进行处理。比如，项目结构强度存在问题，通常会采用混凝土施工处理措施对结构进行加固，没有分析建筑结构特点，在短期内确实可以解决问题，但容易影响建筑质量[3]。应用BIM技术后，可以满足信息全面管理需求，对接前期施工项目，满足后期工程维护和管理需求，而运维阶段可借助BIM技术控制项目施工参数，及时处理潜在的漏洞，这对全生命周期管理的管理效益和社会效益的提高具有重要帮助。

3 装配式建筑全生命周期管理中应用BIM的案例分析

通过对装配式建筑全生命周期管理中应用BIM技术进行分析，主要将案例分析作为研究对象，本次研究项目工程位于安徽省，建筑高度为48m，楼层数量为16层，每层高度为3m，采用的结构以板材结构为主，而在全生命周期管理中，有效借助BIM技术，属于BIM装配式建筑工程，项目采用的装配率达到63%，满足装配式分级要求。

3.1 设计阶段BIM应用

设计人员在BIM软件应用中需要结合项目进行设计，主要流程以图3为主。

图3 BIM软件应用设计流程

基于BIM的建筑工程设计阶段安全管理，通过对立项方案的BIM模拟，发现建筑工程前期安全问题以及建筑工程总体风险大小，从而对立项方案进行不断地调整和优化，达到降低总体风险，实现安全管理的目的。在装配式建筑中运用是建立在BIM可视化基础之上，首先对已经立项方案进行3D、4D建模，再进行虚拟模拟，若不满足立项安全要求，则进行再次调整立项方案，再根据调整之后的方案调整信息模型，再进行模拟和总体安全评估，只有满足立项安全的相关要求，立项方案才能通过。

设计阶段BIM应用需要借助构件库和附件库选择构件，此外，需要采用建模方式构建BIM模型，分析运输尺寸、模数化和吊装质量等要求完成构件拆分，自动设计需要按照国际设计标准，同时需要生成计算书。若模型构件单元参数产生变化时，相关构件也需要变化，这种方式能够规避传统对三视图修改的过程。BIM技术建立的模型可以让装配式建筑设计人员能够对危险因素进行提前的识别和部署，尽可能消除出现危险的因素，避免危险事故的发生。通过BIM技术构建模型，让立体模型包含工程的大量信息展示在人们的面前，和建筑施工的数据进行对应，并且这些安全数据和建筑施工的零件是对应。根据BIM建立的模型将工程项目中的参数都按照相应的比例体现在其中，通过对相关的数据进行对照，完善工程施工的每一个环节，并且进行优化，提早发现工程施工过程中存在的安全隐患，并且在后续的过程中进行持续性的优化，避免后面造成事故。在设计阶段中，BIM技术的应用能够起到对装配式建筑施工阶段中风险因素识别与预警的预测作用，具体可见下表1。

表5 .6风险因素识别与预警的方法

在深化设计阶段，需要对相关专业构件进行碰撞处理，对产生碰撞点进行修改。传统设计在构件与构件之间容易出现问题，通常在施工的过程中才采用碰撞检测措施，容易影响施工进度和质量。对于BIM技术的应用，能够对碰撞中产生的问题进行精准定位，及时对潜在的碰撞问题进行优化[4]。此外，在BIM技术的应用中，可以借助可视化优点对方案进行优化，且借助信息共享的方式满足施工沟通，有效提高施工效率和质量。

3.2 运维阶段BIM应用

运维阶段需要借助RFID和BIM技术融合，促使构件制作、施工和维护阶段高效交接，通过这种方式来满足运维阶段对相关数据的支撑性需求，同时采用无线二维码扫描技术，能够实现动态化设备运行数据获取，不断结合设备和管道运行情况做科学管理，并对存在的问题实施应急处理措施。同时，BIM结合RFID技术能够在门禁系统方面得到有效利用。在装配式建筑改（扩）建过程中，BIM技术可以针对建筑结构的安全性、耐久性进行分析与检测，避免结构损伤，还可依据此判断模型结构构件是否可以二次利用，减少材料资源的消耗。此外，还需要借助技术融合的方式来查看识别和维护记录信息和具有动态化特征的资产信息，对存在的问题及时采用优化处理方案[5]。

4 结语

装配式建筑逐渐成为建筑行业研究的焦点，在全生命周期管理中需要有效实施BIM技术，进而对装配式建筑相关项目阶段进行管理，不断满足管理可视化和精细化的需求，为后期施工提供数据和信息共享，提高建筑质量的同时，降低生产成本，减少施工地环境污染。