基于BIM技术的装配式建筑智慧管理研究

陈凡，张覃奎，陈添娇

（中国建筑第二工程局有限公司）

近年来，随着相关政府的政策相继出台，建筑行业中基于BIM技术的装配式建筑广泛应用，建筑工程智能化建设不断推进[1]。在现代装配式建筑基于BIM技术的实际应用中，主要通过利用BIM技术可视化强、协调性好的特点，之后根据装配式建筑的各种需求，建立共享数据信息库，为参与者提供清晰的情况，提高装配式建筑的稳定性和协调性，满足现代智慧建筑的要求，具有极大的应用前景。

随着装配式建筑的大量应用，其主要优势有以下几种：①制造工业化；
②多样化设计；
③功能化；
④信息化管理；
⑤装配式施工。装配式建筑方式大量减少了现场的工作量，降低了劳动力的浪费，同时对周围环境影响较小，保护了周围的生态环境，符合现代绿色建筑的要求，此外，装配式建筑方式有效地加快了整体施工进度，且可通过先进的技术手段提高施工的精准性，保证了建筑的施工质量[2]。

BIM技术是通过建立数据共享平台来不断收集信息并将其共享的过程，并且BIM技术凭借其可视化、数据动态化、协同管理工作等优势而被广泛应用。

2.1 BIM技术用于明确责任制

BIM技术与装配式建筑都是以构建体系为基础，在装配式建筑的智慧管理中利用BIM技术，将会有效地提高管理效果。在装配式智慧建筑的施工中，通过将BIM技术与先进的人工智能技术、物联网技术等相互连接，进而对现场相关设备、材料等详细信息进行记录分析，比如通过条形码等智能化手段，对施工现场的各个构件进行处理，满足现代装配式建筑智能化的需求，最大程度地降低了人为因素的干扰，明确了质量责任[3]。在所建立的数据共享平台查询所需的数据信息，并制定科学合理的管理方案，通过BIM技术对建筑中加工厂与施工现场相互结合，帮助各个参建方的现场施工管理，提高建筑施工的效率，装配式现场施工的BIM管理实施流程如下图1所示。

图1 装配式现场施工中BIM管理实施流程

2.2 BIM技术增强了管理的效率

在现代装配式建筑的智能化施工过程中，利用BIM技术进行深入分析，对施工项目的运行进行维护，将设计方案与施工效果图相比较，并将实际施工效果与BIM技术相对比，保证现场施工与设计方案的一致性。同时，营造一个BIM技术的应用环境，提升建筑管理的智能化，进一步强化装配施工过程。基于BIM技术建立模型数据共享库，相关管理人员对建筑材料、相关设备的采购时间和渠道进行收集，将建筑施工的相关信息共享在数据平台中[4]。在建筑装配式施工中，如果施工现场出现变化时，相关人员应及时对数据共享平台信息进行更改，同时根据建筑相关信息建立最新的建筑模型。在建筑装配式后期运维阶段，通过BIM技术的可视化优势，对建筑尺寸等相关信息参数进行收集储存，并根据所收集的数据在建筑模型体现出来。此外，管线分布、施工工艺、材料规格等标准，依据BIM数据库中的模型进行信息管理工作，同时，需要将成本管理、质量管理、施工管理等信息传入BIM数据库，将所有建筑的数据信息传至BIM数据库，进而完成BIM信息库的构建。

2.3 BIM技术增加装配式建筑的管理效果

在装配式智慧建筑完成现场拼接工作后，应增强管理功能，对运行、维护阶段实行全面管理，利用BIM信息库，对建筑的几何信息和非几何信息进行系统描述，如下表1所示。将现场设备看作建筑智能管理的重要部分，并将各种传感器作为智能管理的信息源头，对装配式智慧建筑的结构进行控制，获取BIM模型中相关的数据信息，之后对数据进行分析统计，为管理人员提供信息资料，进一步提高管理者的管理效果。

以某装配式写字楼建筑为例，本项目的建筑面积约为12586.35m2，主体结构为框架剪力墙结构，整栋楼共56间办公室，一层为写字楼大堂，其余均为标准间类型，单层的面积在80m2～180m2之间，标准层面积在1500m2～1800m2之间，并且写字楼配备有电梯、配电室、多联机空调、消防管、停车位等设施。

3.1 构建BIM绿色化平台

BIM技术在建筑的整个寿命周期都存在，包括建筑设计、构件制造、装配、运行、维护的整个过程，装配式建筑绿色化管理需要BIM技术平台来完成方案分析，例如：抗震分析、能耗分析、舒适度分析等，通过将绿色管理分析导入三维模拟平台，对建筑采光、通风、温湿度等进行模拟分析，进而实现BIM装配式的智慧管理模式。

3.2 基于BIM的数据生成

BIM技术准确完整地将数据模拟为可视化也为管理人员提供工作效率，设计人员迅速对几何信息、非几何信息、成本、施工进度等信息进行收集导入BIM信息库，进而提高装配式建筑智慧管理效率。程文钏[5]基于BIM技术的装配式智慧管理进行分析，将室内空间定义为10×10的点矩阵，接着选取一年中具有代表性的节日，对室内采光数据进行分析，得出晴天采光的分布规律，进一步提高建筑物的智慧管理效果。

3.3 设计方案管理

在现代装配式建筑中利用BIM技术进行实际应用，通过BIM技术可视化等特点，对建筑、结构、施工现场等建立三维模型，并通过碰撞检测功能，对各个施工进行检测，根据BIM模型的碰撞检测结果，对其进行相应的施工优化，推进智能装配式建筑的有序进行[6]。此外，通过BIM技术对装配式建筑施工中构件的制造、运输、安装等环节进行深化设计，进一步推进建筑装配式智能化管理的发展。例如，在装配式建筑施工的构件制造和安装过程中，通过利用BIM技术对其建立相对应的三维模型，并对施工中钢筋、预留孔洞等施工环节建立三维模型，之后对各个构件信息采集完成后，进行施工碰撞检测和工程量计算，完成建筑装配式智慧管理的工作，进而防止预制构件与现浇连接点可能出现碰撞等质量问题的发生。

3.4 施工进度管理

在现代建筑装配式施工进度的管理中，根据BIM技术对施工进度建立模型，对其进行合理优化。在建筑装配式智能化建设中，BIM技术可以系统分析实际施工与计划施工的差异，并给出相应的解决方案，进而进一步提高建筑的施工效率。此外，利用BIM技术不仅需要对装配式整个施工过程进行模拟分析，还应对较为复杂的施工环节进行模拟，例如支撑处理等模拟分析，为相关人员提供最优的管理方案，进而提高建筑的施工效率和施工质量。

3.5 施工现场管理

装配式建筑施工现场管理是指项目在进行实际施工时，对施工现场的人、机、料等项目全方位、实时化监测管理。建筑装配式的施工主要包括构件加工场所和装配施工现场两部分，进而需要根据施工现场实际情况制定相应的管理方法。本写字楼项目中，通过对多个关键点设置传感器，对建筑水、电、暖等资源的消耗进行实时监测，自动收集其数据信息，之后通过BIM技术对所收集的数据进行系统分析，进而对不合理的现状进行修缮。例如建筑监控系统如果出现故障，相关管理人员应对现场进行全程记录存档，做好现场监管和故障决策的本职工作，实现建筑无纸办公优势，最大程度地降低建筑人工资源的投入[7]。综上所述，基于BIM技术的装配式建筑智慧管理，能更直观的了解建筑的信息，优化建筑设备管理的烦琐流程，有效地提高了资源的利用率。

3.6 监理控制管理

现阶段的装配式建筑管理工作的实际状况中，仍存在许多问题，例如：信息滞留、资料假冒、验收不严格等现象，这些主要是相关单位未落实到实处，而BIM技术能够很好地解决这些问题，以BIM模型为基础，生成与装配建筑相契合的监理控制系统，为所有的项目参与单位提供了项目所有阶段的相应数据，并保证数据的真实性、完整性[8]。此外，参建人员可以通过访问BIM信息库，对项目的整体施工进度实时掌握，进而实现智能化管理，监理智能化，建立BIM管理体系。

综上所示，BIM技术在国内外的建筑行业中已经被广泛应用，为装配式建筑的智慧管理提供了保障。以BIM技术为核心，进一步带动装配式智慧建筑的发展，同时利用BIM技术，将装配式建筑的设计、生产、装配、运行、维护、管理等各个环节相融合，推动了建筑行业的集成化发展。但是，基于BIM技术的装配式智慧建筑的发展仍属于初级发展阶段，缺乏明确的设计规范和相关的专业人员，因此，在后续的研究中，还需要对BIM技术在装配式建筑的各个环节进行优化，推动装配式智慧建筑和BIM技术的发展。