基于BIM的装配式建筑智慧化管理体系研究

发表时间:2021/6/29   来源:《城镇建设》2021年第4卷2月5期   作者: 黄雄
[导读] 本文主要分析基于BIM的装配式建筑智慧化管理体系研究。
        黄雄
        联创新锐设计顾问(武汉)有限公司,湖北省武汉市430014
        摘要:控制装配整体式框架结构的施工质量,将建筑信息模型引入装配式建筑全过程,构建装配式建筑全寿命周期的应用架构,有机联合装配式建筑各管理阶段,对具体项目的实施情况进行介绍,提高建筑信息模型与装配式建筑的适用性。通过RFID系统技术,对构配件信息进行追踪和检索,构建建筑构配件和材料的基础信息库,使构配件在项目不同阶段都能有效进行,从而整合出装配式建筑管理流程。在以上理论的基础上,提出基于BIM的装配式建筑智慧化管理体系,为建筑行业高质量发展奠定基础。本文主要分析基于BIM的装配式建筑智慧化管理体系研究。
关键词:BIM模型;装配式建筑;智慧化;管理体系
引言
        利用新技术进行装配式建筑的质量保证,如利用BIM技术手段进行装配式建筑施工管理,但是从BIM的管理角度进行装配式建筑质量管理的研究相对较少,还有待进一步研究。将BIM在工程项目管理上的强大优势结合装配式建筑。由于项目管理产业链拉长、构件众多、管理复杂等造成质量管理困难的实际情况,对装配式建筑施工质量管理进行了研究,为装配式建筑的质量管理开辟新的思路。
1、BIM技术
        BIM是建筑的信息化模型,是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础,建立起三维的建筑模型,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。它不是简单地将数字信息进行集成,而是一种数字信息的应用,并可以用于设计、建造、管理的数字化方法。随着国内建筑设计领域的发展,BIM已经初步应用于建筑工程行业并彰显了其巨大的商业价值,但目前BIM的应用现状,还存在很大的局限性,BIM引领的建筑工程领域的革命所应创造的经济效益和社会效益只是冰山一角。国内不少具有前瞻性与战略眼光的工程类企业开始思考如何应用BIM技术来提升项目管理水平与企业核心竞争力。
2、BIM技术提升了装配式建筑管理的效率
        在装配式建筑的施工阶段,深入分析BIM技术的应用途径,将使用主体从设计方转向施工方,升级施工项目的运行维护方式,综合对比设计方案与施工效果图,利用BIM技术实现施工结果比对,使项目施工与设计图纸相一致,构建BIM技术应用环境,提升建筑管理过程的智能化与信息化程度,强化施工阶段的管理控制。管理人员应整理建筑材料采购时间,相关设备、物料以及供应商信息,并将其录入到BIM建筑模型数据库中,为建筑施工技术的发展提供帮助。当建筑现场施工变更时,更新BIM模型数据库中的管理数据,重新获取施工相关参数,构建新的建筑施工模型。在装配式建筑的运行维护阶段,通过三维动态可视化技术,收集建筑相关位置和尺寸信息参数,通过建筑模型体现装配式建筑中。管线布局、施工技术和材料信息的使用标准,有序开展信息化管理工作。
3、BIM技术在装配式建筑各生命周期中的应用
3.1规划阶段
        项目规划是建设项目顺利实施的前提,故在规划阶段需要明确以下目标。1)项目策划。随着大型项目越来越多,项目的结构形式、建设规模、设计单位等诸多因素的不确定性,对各专业及不同单位提出更高的要求,同时建设项目更加强调全生命周期的管理,建设项目的投资决策、勘察设计、构件生产、现场施工等都是基于BIM信息的,所以根据项目自身的特点确定项目实施的目标,以目标为导向,做好项目BIM策划,规范项目实施中会出现的影响项目进程和成果的因素,保证项目顺利推进。2)BIM设计标准制定。建设项目中涉及不同专业,其使用的BIM软件不尽相同,首先,为保证不同专业间数据高质量的传递与交互,则需确定BIM软件间数据传输的格式,例如目前认可度较高的IFC格式。此外,模型基准点和不同专业、不同构件如何进行区分也需做好规定。3)施工管理平台选择。

在项目进入到预制构件生产及现场施工阶段时,需借助合适的BIM模型管理平台做好项目设计数据的交互。现阶段,主要有选择现有管理平台和自主开发管理平台两种模式,具体需要由参建各方根据项目特点共同协商确定。
3.2BIM技术在装配式建筑设计阶段的应用
        装配式建筑的核心是“集成”,BIM技术是“集成”的手段,将设计、生产、施工、装修和管理的全过程串联,服务于装配式建筑的整个生命周期[7]。BIM技术为装配式建筑设计提供了强大的技术支撑,二维设计中经常出现的构件碰撞问题可以通过三维BIM模型完美的解决,大大减少了项目中“错、漏、碰”的问题,提高了效率。BIM技术在装配式建筑的设计阶段可以进行标准化设计、性能设计、工程量统计、管线优化、基础验证,深化设计阶段可以进行预制构件库建设、碰撞检测、施工模拟。在装配式建筑的设计中可以采用基于BIM的模块化设计方法,将传统的施工图设计和施工深化设计合并,优化设计流程,提高设计效率。装配式建筑信息集成的基础是模数化、标准化、模块化。其中模数化是基础,建立标准化单元模块,形成系列的标准化设计模块,组合成标准化功能模块。模数化设计在构件生产过程中利用建筑标准模数体系,以提高生产效率、降低成本,同时方便构件组装,规范相关配套建材、部品的规格品类,实现装配一体化。在这一过程中通过BIM模块库,将模块像“搭积木”一样组装成建筑模型,为决策提供直观的依据。
3.3BIM技术在装配式建筑施工中的应用
        BIM技术在装配式建筑的现场施工阶段可以进行构件生产指导、通过CAM实现预制构件的数字化制造、施工现场组织及工序模拟、施工安装、模拟碰撞检测、复杂节点模拟施工等。在装配式建筑施工管理方面,将RFID、物联网、激光扫描、GPS、移动通信等技术与BIM技术结合,对现场物料进行实时追踪,防止装配式构件丢失、误用等情况的发生,同时可以对物料进行实时动态调整,实现以装配为核心的物料精细化信息化管理。在施工质量进度成本控制管理方面,将施工进度等时间数据加入BIM模型,从而将“3D-BIM”模型转换成“4D-BIM”可视化模型,以实现对现场施工进度的实时跟踪与监控。以“3D-BIM”模型为基础,结合4D模型的时程,同时引入资源维度,形成“5D-BIM”模型,由于施工现场会出现很多不确定性,5D模型可以快速地展现时间与成本,从而帮助施工单位针对现场施工情况快速作出反应,提供出多种不同方案,将不确定性和可变性的影响降低到最低限度,5D模型还有助于成本的计算,可以更准确地预估财务状况,将运营的风险大大降低。若在“5D-BIM”模型的基础上,引入能耗、商业模式、投资回报等其他因素,BIM则可递进至“NDBIM”,更加完善其在建筑的全生命周期的应用。
结束语
        此次设计的装配式建筑管理体系,充分发挥了BIM模型的数据管理优势,实现高效便捷的建筑管理工作。但此次设计体系仍存在一定不足,BIM距离客户工作习惯有一定差异,在今后的研究中,会将BIM技术与大数据相结合,构建数据指标体系,使建筑管理工作得到更好的推广。
参考文献:
[1]张继鹏,丁晓欣,张春朋.基于BIM+GIS技术的深圳市城市更新智慧化管理研究——以“工改工”拆除重建类项目为例[J].上海房地,2020(9):19-23.
[2]李鑫,房爱霞,谢建立,等.基于BIM的企业数字信息归档与利用模式研究[J].土木建筑工程信息技术,2020,12(4):57-61.
[3]谢佳霓,黄玉贤,沈玉香.智慧工地平台管控中BIM技术的应用研究[J].低温建筑技术,2020,42(8):124-126.
[4]于龙飞,张家春.基于BIM的装配式建筑集成建造系统[J].土木工程与管理学报,2015,32(4):74.
[5]王娟,陈晓旭,赵蓓蕾.BIM技术在装配式建筑中的应用研究[J].城市建筑,2019,32(9):114.
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