建筑信息建模技術在輕型裝配式建造過程中的應用研究

吳冬梅

摘要：建筑信息建模技術即BIM技術，其主要是通過數字信息仿真的方式來建立建筑模型，以此來還原其真實的信息，供相關部門參考。其具備信息完備性、關聯性、一致性、可視化性、協調性、模擬性、優化性，以及可出圖性等特點，被廣泛地應用在復雜型建筑、水電工程施工總布置、古典建筑中。近幾年，隨著BIM技術的不斷完善，其也被廣泛地應用在輕型裝配式的建造中，并且取得了顯著應用效果。因此，本文基于此，來對建筑信息建模技術在輕型裝配式建造過程中的應用進行研究，以此來為建筑信息建模技術的應用，以及相關部門提供參考。

關鍵詞：建筑信息建模技術???輕型裝配建造???過程模型???數據導出

中圖分類號：TU366.2

Research?on?the?Application?of?Building?Information?Modeling?Technology?in?the?Process?of?Lightweight?Prefabricated?Construction

WU?Dongmei

（Jiangsu?Rugao?Secondary?Specialized?School，?Rugao，?Jiangsu?Province，?226500?China）

Abstract：?Building?information?modeling?technology，?also?known?as?BIM?technology，?mainly?establishes?building?models?through?digital?information?simulation?to?restore?their?real?information?for?the?reference?of?relevant?departments?with?the?characteristics?of?the?completeness，?relevance，?consistency，?visualization，?coordination，?simulation，?optimization?and?printability?of?information，?and?it?is?widely?used?in?complex?buildings，?the?general?layout?of?hydropower?engineering?construction?and?classical?buildings.?In?recent?years，?with?the?continuous?improvement?of?BIM?technology，?it?has?also?been?widely?used?in?the?construction?of?lightweight?prefabricated?projects?and?has?achieved?significant?application?results.?Therefore，?based?on?this，?this?article?studies?the?application?of?building?information?modeling?technology?in?the?process?of?lightweight?prefabricated?construction，?in?order?to?provide?reference?for?the?application?of?building?information?modeling?technology?and?relevant?departments.

Key?Words：?Building?information?modeling?technology;?Light?prefabricated?construction;?Process?model;?Data?Export

隨著BIM技術的不斷成熟，其得到了國內外建設領域的密切關注以及廣泛應用。很多輕型裝配式項目在建造過程中，都會利用BIM技術的特點，建立相應的模型，通過模型來模擬建筑的構造、面積、體積，以及一些數量值等，然后再利用信息技術將這些數據進行統計、分析以及導出，以此來為相關部門提供真實的數據信息。近幾年，我國興起了工業化建造的熱潮，在裝配式建造方面也從重型預制化的建造模式向輕型裝配建造模式發展，因為對于工業化建造來說，輕型裝配式建造更容易實現全過程的工廠化生產，并且得到的建造數據也更為準確。因此，本文就以某輕型裝配式項目為例，來對BIM技術的應用進行分析[1-2]。

1?BIM技術的基本概述

BIM技術主要是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，通過建立建筑模型的方式，再利用數字信息來對建筑物進行仿真模擬，以此來將建筑物的真實信息進行還原。其具備信息完備性、信息一致性、信息關聯性、可視化、協調性、模擬性、優化性以及可出圖性八大特點，目前被廣泛地應用在復雜型建筑物中、輕型裝配式建造中、古典建筑中，并且取得了顯著的效果。BIM可以說是建筑項目物理特性和功能特性的數字表達、是一個共享的知識資源，其將項目的所有信息進行共享，并且為該項目從建設到拆除的全生命周期提供可靠的數據來進行決策參考。本文就以某輕型裝配式項目為例，來對BIM技術在其建造中的應用進行研究[3-4]。

2?輕型裝配式建造模式的基本概述

輕型裝配式建造模式主要是通過標準化的設計、工廠化的生產來進行裝配化的施工，以此來將傳統建造方式中大量的現場作業向工廠進行轉移，是一種可實現的建筑產品節能、環保、全生命周期價值最大化的可持續發展的新型建筑生產方式。如輕型的房屋建造，在建造過程中可以通過BIM技術，建立Revit模型，再設置模塊信息，進行程序的導入，待信息集成后就可以得到建筑各個階段的裝配信息。

3?BIM技術在輕型裝配式建造中應用的意義

在輕型裝配式建造中應用BIM技術不僅可以提高建造設計效率，還促進了預制結構部件設計的標準化，還有助于建造模型的可視化發展，以及提高建造行業的整體水平，本文通過歸納總結如下。

3.1?提高建造設計的效率

在輕型裝配式項目建造之前就需要對其進行初步的設計，在設計過程中，需要工作人員去搜集相關信息，并對信息進行分析，還需要設計相關參數以及施工規范等，然后才可以進行項目的建造。由此可以看出，建造設計不僅耗時耗力，而且其質量會影響著項目的建造質量。而BIM技術的應用就可以有效的解決這些問題，其可以通過應用相應的軟件，將搜集到的信息進行導入，其就生成設計參數、施工規范，以及儀表標準等，有效地提高了設計效率。

3.2?促進預制結構部件設計的標準化

在輕型裝配式項目建造中，應用BIM技術可以促進預制結構部件設計的標準化。在建造過程中其會應用到很多預制結構的部件，通過BIM技術的應用，工作人員就可以快速的收集設計相關信息，并應用該技術對信息進行整合、歸類、存儲以及共享，生成預制部件的數據庫等。這樣工作人員在建造過程中就可以從數據庫搜索相關數據，以便對預制結構部門進行更加標準化的設計[5-6]。

3.3?有助于建造模型的可視化發展

在輕型裝配式項目建造過程中很多施工人員的專業性都有待提高，影響著工程的實施和開展。而BIM技術的應用，是通過構建可視化模型的方式，將整個項目進行模擬和還原，這樣通過模型的方式，即使專業性不是很高的施工人員都可以清晰地了解整個項目的建造設計，以便促進整個工程的建造。

3.4?提高建造行業水平看到

在輕型裝配式項目建造過程中應用BIM技術可以提高整個建造行業的水平。BIM技術具有較強的模擬性，通過模擬真實情況，將輕型裝配式項目以模型的方式進行可視化，不僅有利于該工程的規劃、預測，還有利于物資、設備等提前安排，以此來促使整個工程的有序開展。輕型裝配式項目跟傳統的建造項目相比，其更加體現了工業化，而BIM技術的應用，借助信息化的優勢，結合工業化可以讓整個輕型裝配式項目的建造水平得到進一步的提升。

4?BIM技術在輕型裝配式建造中的應用

4.1?預制構件

在輕型裝配式建造中應用BIM技術協同設計軟件可以將數據進行全方位的整合，并通過信息技術來對數據進行處理和傳遞，以此來完成輕型裝配式建造的圖紙設計、工序安排以及生產加工等。并且，會以二維碼的形式將構件生產過程中的進度、工序等信息進行錄入，以此來讓這些數據信息進行同步，既避免了信息傳遞的延遲，又提高了構件生產效率。

4.2?三維布置

在輕型裝配式建造中應用BIM技術可以對其進行三維布置，即將建造現場的實際情況，如地形、地貌等通過設置坐標點的方式來進行三維場地布置。并且通過AR-VR設備將場地進行全景展放，以此來提高建造的直觀性，而且還有助于施工人員掌握施工現場的實際情況，如果發現有一些安全隱患，還可以及時地進行排查，這樣在施工前就可以將施工所需要的材料、路線、設備等進行裝配，既降低了構建裝配的沖突率，還提高了建造工程進度的控制水平。

4.3?模擬施工及管控

在輕型裝配式建造過程中應用BIM技術可以模擬施工及管控。BIM技術以信息數據為載體，通過建立模型的方式將建造的數據信息進行模擬，以此來為建造工程中對進度、成本造價，以及安全管控等提供數據支撐。在BIM技術應用中可以對預算與實際成本支出、逾期進度規劃與實際進度等進行全面深入的分析和對比，以此來找出其中的偏差，以及影響偏差的原因，并形成分析報告，以報告的形式呈現給相關人員參考。同時，BIM技術的應用，有利于輕型裝配式建造項目對現場質量以及安全的管控，實時地掌握資金信息變動、變更以及材料的去向等，以便管理人員更好地掌握施工全過程，并對其進行控制[7-8]。

4.3?BIM技術的具體應用分析

本文以某輕型裝配式建筑為例，來對BIM技術的應用進行分析。

4.3.1?某輕型裝配式建筑項目的基本概述

某輕型裝配式建筑項目為輕型的房屋建筑，改為由“東、南、西、北”4個空間模塊構成，其中東西兩個空間模采用了平屋頂，南北采用了坡屋頂，兩個屋頂之間由螺栓連接成一個空間立體的框架。該房屋的設計要求就是使用年齡為50年，可以重復拆裝30次以上且無損壞、無材料增減、用電自給、生活污水達到國家一級A的排放要求。

4.3.2?BIM技術的應用

在該項目的建造過程中，應用BIMI技術將其深入到整個的建造過程中，包括設計、生產和建筑等，不僅實現了協同管理，還有利于不同階段預制構件的集成管理，實現輕型裝配式建筑項目建造的目的。

（1）基于規則建立Revit模型。

在建立Revit模型時要基于工業化建筑模塊WBS層級體系，通過產品信息的屬性、參數等來將房屋的各個部位進行邏輯串聯，通過信息技術來將模型打造成一個住宅產品[9][10]。產品包括結構體、圍護體、裝修體、功能體等，將其按照三級工廠化裝配模式來進行逐級的裝配，產品屬性信息包括產品的重量、尺寸、場地、資源、進度等，可以應用Ｒevit?Architecture軟件來進行建模。該軟件采用的是族嵌族的模式，更有利于模型的建立。其中一級工廠化都是一些不可再分的部件，而三級工廠化都是由一系列產品數據信息以裝配順序整合而成的一種模型。

以太陽能板為例，在建立模型時，首先要設定參數類型，這是一級工廠化階段。參數類型包括重量、起始時間、結束時間、現場、材料、工序、尺寸、名稱、價格、ID編碼，其中工序是一級工廠化階段的裝配工序，裝配對象為太陽能模塊，工序包括安裝和拆解，ID編碼由“大寫字母+數字”構成，目的在于方便識別和管理。待參數設定完后，進入二級工廠化階段，該階段的裝配對象包括屋頂面板模塊、屋頂結構模塊，主要的工序則為對裝配對象的整合、拆解以及拼裝。然后在將一級工廠化和二級工廠化數據信息進行集成，形成三級工廠化數據信息，將其列為最后總裝現場的基礎數據，并建立模型，目的在于對項目的進度、投資、質量以及成本預算等進行模擬和控制。

（2）系統模塊的設置。

可以將該項目設置為3個模塊，即參數處理模塊、族實例設置模塊，以及自動化數據導出及統計模塊。其中參數處理模塊主要是對Revit的工業化BIM模型進行參數的自定義設置，并且進行共享。族實例設置模塊，就是將相應的族實例導入工業化信息平臺，并設置共享的參數。自動化數據導出及統計模塊主要就是對構件構成的文件、散件構成的文件等以實例的形式進行導出，導出后的數據直接投入工業化信息平臺中進行展示[11][12]。

（3）導出數據結果并進行統計分析。

應用Ｒevit?Architecture軟件設置完模型后，最終實現的目的就是將輕型裝配式的建筑信息以模型的形式進行自動化的輸出[13]。然后應用Ｒevit?Architecture軟件中的the?External?Tools和Add-in?Manager（?Manual?Mode）?功能生成數據統計結果。將導出后的結果進行集成，每一個階段所需要的組件，以及組裝的順序都可以以三維可視化的方式呈現，這樣施工方、監理方，以及非工程行業出身的業主等都可以對項目建造的各種情況了如指掌。BIM技術的應用，通過模擬施工和現場視頻監測的方式有效地減少了輕型裝配式建造中的質量問題、安全問題，以及返工和整改問題等[14]。

4?結語

綜上所述，在輕型裝配式建造中應用BIM技術，不僅可以對建造全過程進行模擬模型的建立，讓相關人員可以實時地就建造的時間、成本、資源、進度等進行控制。還可以形成數據庫、生成建造質量分析結果、生成量化指標參數等，以此來為相關人員對建造質量分析提供數據參考。而且，通過BIM技術的協同還可以讓相關人員對施工現場進行控制，并結合BIM綜合數據庫來對施工進行調整，以此來保證建造質量[15]。此外，應用BIM技術生成的集成數據不僅包括輕型裝配式建造過程的實時數據，還包括歷史數據，為建造的每一個階段提供靜態信息。

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