趙培莉

BIM技術在裝配式建筑工程項目全壽命周期成本管理中的應用研究

趙培莉

（廣西建設職業(yè)技術學院，廣西 南寧 530007）

隨著社會的不斷進步及經(jīng)濟的快速發(fā)展，建筑行業(yè)在近年獲得了明顯的成績，這也讓我國裝配式建筑工程得到了較好的發(fā)展。裝配式建筑相較于傳統(tǒng)建筑而言，不僅在較大程度上使成本費用有效降低，還能夠讓建筑施工更加便捷，所以社會各界越來越關注和看重裝配式建筑的發(fā)展。目前，由于科學技術持續(xù)更新和發(fā)展，裝配式建筑中結合了BIM技術這種數(shù)字化信息技術，且BIM技術在裝配式建筑全壽命周期成本管理中起到非常重要的作用，讓建筑行業(yè)進入了智能化發(fā)展期。本文對BIM技術在裝配式建筑工程項目全壽命周期成本管理的應用進行了研究，分析出BIM技術在裝配式建筑工程項目中運用的優(yōu)勢，旨在幫助裝配式建筑工程項目提升施工效率和質量。

BIM技術；裝配式建筑；工程項目；全壽命周期；成本管理

近年，隨著科學技術不斷的更新和提升，BIM技術應運而生并逐步發(fā)展起來，這項數(shù)字技術對我國建筑行業(yè)的發(fā)展有著十分重要的意義。在裝配式建筑中科學合理的使用BIM數(shù)字化信息技術，既可以大幅度提升建筑工程項目的施工效率，加快工程速度，又能夠合理有效的控制建筑施工的成本費用，幫助建筑企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟利益，因此，建筑行業(yè)非?？粗谺IM技術在裝配式建筑工程項目全壽命周期成本管理中的應用，這不僅能夠幫助建筑企業(yè)更加高效智能的完成工程項目，還可以促進我國建筑行業(yè)的良性發(fā)展，將其推向發(fā)展的新高度。

1 概述

1.1 BIM技術

BIM技術本質上就是建筑的信息模型，是應用于建筑工程中的一種新工具，其主要是在三維數(shù)字技術的基礎上，通過構建虛擬的建筑工程模型，提供與現(xiàn)實情況相同且非常完整的建筑工程信息庫[1]。為完全發(fā)揮BIM技術的作用，必須配備齊全的數(shù)字資源共享技術及機制，并在建筑工程項目的全壽命周期中使用，進而更加充分的將整個工程、相關設施模塊的功能特征呈現(xiàn)出來。目前，BIM技術已經(jīng)廣泛應用于建筑設計中，且逐步涉及到建筑施工、建筑運維等階段，隨著這項技術不斷的發(fā)展及經(jīng)濟效益作用逐漸突出，其將會在裝配式建筑工程項目全壽命周期中發(fā)揮出更強的優(yōu)勢。

1.2 裝配式建筑

裝配式建筑是指以工業(yè)化生產方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)建造方式，在工廠內預先制作好建筑所需的各種構件和配件，然后在現(xiàn)場利用合理可靠的連接方式將構件裝在一起，以此構成建筑體[2-3]。預制的構件主要有木構件、鋼構件、玻璃構件和混凝土構件等，當這些構建被送到施工現(xiàn)場后，相應的鋼筋混凝土需要進行澆筑和搭接，并利用相關的連接技術進行結合，這一步不僅要保證整體結構具備較強抗震性，還要采用標準而模式化的方式進行搭接，才能從根本上對建筑成本、進度和質量進行有效控制，進而促進建筑方式不斷朝著智能化方向發(fā)展。

1.3 BIM 技術與裝配式建筑的結合

一般的裝配式建筑構建流程主要分為三個階段，分別是建筑設計、工廠化生產裝配式構建和現(xiàn)場組裝，每個階段之間都是相對獨立的，便容易出現(xiàn)一些影響建筑工程項目整體進展的因素，譬如信息交流出現(xiàn)障礙。當人們沒有及時溝通，信息出現(xiàn)不順暢的現(xiàn)象時，就會經(jīng)常出現(xiàn)返工的情形，造成成本增加、資源浪費和工期拖延等嚴重問題。但如果在裝配式建筑工程項目全壽命周期成本管理中引入BIM技術，便能夠在建筑設計到項目運營管理期間較好的提升效率、降低成本，真正實現(xiàn)對建筑設計、預制裝配式構建、組裝構建成型等多個環(huán)節(jié)進行統(tǒng)籌和協(xié)調，能夠在最大程度上將可能出現(xiàn)的問題排除掉。

2 BIM技術在裝配式建筑全壽命周期成本管理中的應用

2.1 BIM技術在裝配式建筑設計階段的應用

BIM模型中包括了生產單位、質量負責人、構建的數(shù)量、構建的尺寸及材質性能等眾多參數(shù)信息，因此，無論是建筑施工單位，還是項目設計單位，或是構件生產單位，都必須使用同樣的BIM模型，才能夠有效避免單位相互之間信息不同而出現(xiàn)問題。BIM模型屬于智能化、數(shù)字化的裝配式建筑模型，無論是哪個單位更改或刪除掉模型中的某個參數(shù)，相關的各種參數(shù)也會隨之自行進行調整，這樣能夠防止和避免由于人工調整而產生失誤，或是因為欠缺實時溝通而發(fā)生返工現(xiàn)象等問題[4]。施工方、建設方和構件生產方在考慮自身單位的特點和項目定位的基礎上，同時利用BIM模型的一鍵出圖、一鍵出工程量和模擬施工等各種功能，可以對設計、施工和構件供應等方案進行實時的溝通協(xié)調及優(yōu)化改進。BIM技術可以及時發(fā)現(xiàn)建筑項目中可能會發(fā)生的問題，并快速進行扼制，在一定程度上避免了由于設計階段的錯誤而導致的后期資源浪費、工期延誤和成本增高等問題。同時，裝配式建筑進行設計時，對于各種類別的構件和孔洞，設計師可以利用BIM技術準確直觀的計算出構建預埋和預留的參數(shù)，防止裝配式構件在施工中出現(xiàn)偏差。設計師們可以利用BIM模型對建筑進行設計、交流和修改，并通過其篩選分析、碰撞檢查等功能修改和調整各種專業(yè)設計上存有的沖突矛盾。另外，由于BIM技術的開放性和共享性等特點，設計師們可以通過“云端”的族庫裝配式構件大數(shù)據(jù)信息進行篩選、對比和預裝門、窗、相關設備等，以此確定裝配式構件的參數(shù)和標準，及豐富“云端”族庫的各種構件。有了族庫的支持，不僅能夠讓設計師們的思維得到拓展，還可以極大提升其設計效率及效果，從而設計出更加精美耐用、生態(tài)宜居的裝配式建筑。

2.2 BIM技術在裝配式建筑預制構件階段的應用

在裝配式建筑預先制作構件階段，通過BIM技術可以利用RFID（無線射頻識別）技術來識別、讀取和管理預制構件[5]。根據(jù)施工方或是采購合同的具體要求，為確保裝配式構件的的可靠性和唯一性，不僅需要對其進行編碼，還要在裝配式構件中植入含有裝配式構件尺寸、形態(tài)、材質和性能等參數(shù)信息的RFID 芯片，方便相關工作人員能夠了解并掌握裝配式構件的具體信息，并可以在BIM信息系統(tǒng)中上傳裝配式構件實際的出入庫情況，讓相關采購或使用單位能夠實時了解裝配式構件的使用情況，并及時采取購買措施，防止等待材料而出現(xiàn)的怠工等現(xiàn)象。同時，設計師通過BIM技術可以在信息庫中上傳本次工程項目的設計方案及所需裝配式構件的信息，接收到裝配式構件信息的生產商，可以將需要的構件信息，譬如構件材質、預埋鋼筋、鐵件等輸入成加工參數(shù)，以便進行生產。通過BIM技術的應用，在預制裝配式構件階段，設計師和生產商能夠實現(xiàn)構件信息參數(shù)共享，智能化的方式讓設計信息與生產系統(tǒng)的無縫銜接得到實現(xiàn)，這極大的提升了預制構件的生產效率。同時，在建筑項目工程開始建造之前，可以利用BIM技術的仿真功能進行模擬施工，能夠有效避免裝配式建筑項目建筑過程中大量的問題。

2.3 BIM技術在裝配式建筑采購階段的應用

在裝配式建筑采購階段應用BIM技術，可以將RFID芯片植入到裝配式構件運輸工程車上，便于對運輸車輛進行實時的定位和跟蹤，及時了解構件被運輸?shù)侥膫€位置，從而進行調配和安排。譬如，可以按照裝配式構件的大小、存儲位置和條件對運輸?shù)穆肪€、運輸時間等進行科學合理的規(guī)劃，盡可能的減少不必要的運輸費用，避免大量庫存積壓。當采購完成，施工單位對裝配式構件材料進行接收時，通過系統(tǒng)自動分析和對照，能夠直接對構件信息進行電子讀取，有效避免了人工點數(shù)驗收的誤差，提升了驗收的質量和效率。

2.4 BIM技術在裝配式建筑施工階段的應用

在裝配式建筑工程項目施工階段應用BIM技術，可以在項目開工前利用施工仿真技術進行模擬施工，以此對施工方案中不夠合理的地方進行優(yōu)化和調整，讓施工程序更加完善。譬如，不相同的裝配式構件的組裝效果會存在較大差異，因此，為了達到最優(yōu)的組裝效果，應當按照構件組裝效果的不同，而制定出不相同的組裝方案[6-7]。同時，在應用BIM技術的建筑工程項目中，可以將成本和時間兩個因素增加到項目管理中，利用5D管理和BIM施工同步掌握建筑工程花費的時間和費用，在確保施工質量的基礎上讓施工成本和施工時間得到完美配合。從而讓裝配式構件的施工方案得到進一步優(yōu)化。施工員可以在裝配式構件的組裝階段通過無線射頻技術將構件信息調撥出來，以此更好的確認構件組裝的位置和方法，提升施工的整體質量。通過BIM技術的使用，不僅可以模擬那些影響建筑工程項目施工的安全事件，從而制定出有針對性的安全施工方案，預防和減少在裝配式建筑施工過程中會發(fā)生的安全事故，還可以在施工過程中對現(xiàn)場道路、施工地點、車輛行進路線和材料加工地點進行優(yōu)化和調整，保證構件一步到位，杜絕二次搬運的現(xiàn)象，這樣既能夠節(jié)約相應的人力和時間，還可以極大提升建筑工程項目施工的效率。

2.5 BIM技術在裝配式建筑運維管理階段的應用

在裝配式建筑運營維護管理的階段，針對特定的裝配式建筑項目，可以將BIM技術和RFID技術結合在一起建立運營維護系統(tǒng)，以此對預制構件及相關設備進行監(jiān)測。譬如，當裝配式建筑著火時，滅火人員通過運營維護管理系統(tǒng)能夠準確定位火情點，并了解到該部分建筑所用的建筑材質、性能、燃點等，然后按照材質、性能的差異采取針對性的滅火措施，可以在第一時間對火情進行控制。另外，經(jīng)過長時間的使用，裝配式建筑物可能會出現(xiàn)相應的問題，這時便能夠在BIM模型信息庫中準確調出裝配式構件的生產商，維修所需要的構件性能、型號等信息，既可以縮短維修時間，又能夠有效提升維修效率。通過結合裝配式建筑構建中安裝的RFID芯片與BIM技術，可以監(jiān)測并讀取裝配式建筑構件的能耗，利用大數(shù)據(jù)能夠對能耗較高的構件進行分析和定位，這對于裝配式建筑健康運營管理有著不小的幫助。

3 結語

BIM技術應用于裝配式建筑工程項目中，可以充分發(fā)揮出其“集成”的優(yōu)勢，促使裝配式建筑從最初的設計、工業(yè)化生產構件、現(xiàn)場組裝構建到后期的運營維護管理都印上數(shù)字信息化和工業(yè)化的屬性。BIM技術的信息共享、協(xié)同設計、仿真模擬等功能為裝配式建筑工程項目的開展發(fā)揮了重要作用，并將裝配式建筑的發(fā)展推向了智能化的新高度。在裝配式建筑中結合BIM技術，不僅順應了時代和社會的發(fā)展需求，還在節(jié)約資源、避免人力浪費、環(huán)保高效等方面有著積極效用?，F(xiàn)在廣大技術人員仍然在不斷的改進和實踐BIM技術，相信在未來社會里，裝配式建筑將迎來快速發(fā)展的高潮。

[1]王全賓.裝配式建筑施工技術在建筑工程中的運用分析[J].中國設備工程,2021(02):238-240.

[2]王洪生.BIM技術在裝配式建筑結構施工中的應用研究[J].居舍,2021(02):63-64.

[3]黃龍.BIM技術在裝配式建筑深化設計中的應用研究[J].江西建材,2020(12):100+102.

[4]彭忠偉,彭思婕.BIM技術在裝配式建筑中的應用研究[J].北京印刷學院學報,2020,28(12):165-167.

[5]張韓,梁勇,劉磊,戴錦陽.BIM技術在裝配式建筑中的應用[J].華北理工大學學報(自然科學版),2021,43(01):86-93.

[6]洪愛彪.淺談裝配式建筑施工技術在施工管理中的應用[J].居舍,2020(36):123-124+144.

[7]李成壯,陶忠,李倩.淺談BIM技術在裝配式建筑施工安全管理的應用[J].中國水運(下半月),2020,20(12):151-152.

2020年度廣西高校中青年教師科研基礎能力提升項目+裝配式鋼筋砼部分疊合板抗彎性能研究（2020KY35019)項目資助。

趙培莉（1976.06- ），女，漢族，廣西桂林人，碩士，高級工程師，研究方向：土木與建筑工程、建設工程全過程項目管理。

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1007-6344（2021）04-0208-02