BIM技術在裝配式建筑設計與運維管理中的應用

謝娜

關鍵詞：BIM建模技術;裝配式建筑設計;運維管理;共享參數

隨著BIM技術在建筑行業中的普及，Autodesk公司的Revit軟件作為BIM技術的核心建模軟件在國內得到了廣泛的推廣與重視，Revit軟件不同于以往的建模軟件，對構件的參數信息及共享信息的傳遞、提取、管理具有可操作性。BIM技術具有模型化、可視化、參數化、集成化等特征，在國內外項目中被廣泛應用，也是目前建設項目信息化管理的重要技術手段，在許多城市地標性建筑項目中使用。

住建部在2015年出臺《建筑產業現代化發展綱要》指出：計劃到2020年裝配式建筑占新建建筑比例為20%以上，到2025年后這個數據要達到50%以上。在此基礎上全國多個省市發布相關政策，推進裝配式建筑產業的發展。由于在傳統建筑設計中，施工圖紙以設計階段的信息為主，然而包含構件生產、運輸和裝配的參數信息較少，因而設計工作需要多層次深化、修改以滿足施工裝配需要，并且對后期的運維管理信息共享性較差，在反復的設計變更及數據重整理的過程中還會造成效率降低成本追加。在此趨勢下，借助BIM技術的共享參數信息實現對項目模型信息的協同管理顯的尤為重要。

1BIM技術的概述

BIM技術最早是由美國的查克伊土曼博士提出的，他認為BIM技術集成了建設項目所有的幾何形狀、工程和結構的信息，將這些信息都儲存在一個信息模型中，這樣信息模型就包漢了建設項目從規劃設計階段到運營階段全壽命周期的所有信息。

BIM技術是一個通過模型傳遞項目物理信息和數字信息的表達。BIM是一個共享的數據資源，在項目不同階段，不同專業，通過運用BIM技術的物理信息或數據參數即可插入、提取、更新并修改，以達到數據共享的管理目標。由此可以看出BIM技術是以模型表達傳遞數字共享信息的，將數字信息賦予模型構件集成項目，其特點涵蓋以下兩個方面：

1）基于BIM技術實現的建筑信息，包含了三維模型構件的幾何信息、物理化學信息、建筑構件功能信息等，并以模型的表達在項目各階段中共享傳遞。

2）基于BIM技術實現的建筑信息的數據、參數是可以計算和運算的，在不同項目階段的數據參數可實時調整。

2BIM技術在裝配式建筑設計中的應用方法

2.1建構預制模型及屬性參數

以某框架結構項目為例，在設計階段創建BIM模型的同時可以實現構建參數信息的關聯。圖1為框架項目的部分柱網平面圖，在此項目中有3種預制混凝土柱的類型尺寸分別是600mmx350mm、400mmx250mm、800mmx500mm。所有預制混凝土柱底標高F1為+0.000m，頂標高F2為4.000m。在創建3種預制混凝土柱模型的同時將預制柱的尺寸信息、材料信息、位置信息等相關屬性添加。運用BIM技術核心建模軟件Revit可以實現在創建模型構件可視化的進程中，將模型構件本身賦有的參數屬性實時添加，即構件尺寸、構件材質、構件強度、位置關系等，便于后期進行項目深化設計、處理設計變更、項目管理和運營維護等階段的數據參考，形成統一完備的數據庫信息并且方便提取。

2.2建構預制共享參數信息

在裝配式建筑設計建模中，針對預制構件不僅需要在建模時添加構件的材質、尺寸、位置等信息，還需要添加預制構件廠商、構件編碼、構件安裝單位、構件每平米出廠價格及構件總成本等，有助于后期管理的相關共享參數信息。在設計建模時添加共享信息參數能夠為后期施工、運維管理帶來很大的便捷，減少不必要的人力資源輸出及財力的浪費并且大大縮短了施工周期，有效地提高管理效率，真正實現BIM技術的信息化管理意義。

運用Revit軟件的“族”功能，實現構件共享參數信息功能。在公制結構柱族樣板中創建3種尺寸的預制結構柱類型，并通過族類型屬性自行添加預制結構柱的共享參數，如構件廠、構件安裝單位、構件編碼、構件每平米出廠價格等信息。將創建好的一組帶有共享參數信息的預制柱構件載入到需要運行的項目中，在此項目中預制構件就賦有共享參數信息，運用同樣的方法將3種不同尺寸預制柱構件分別載入到項目中，均可在構件類型屬性中查看到之前自主添加的構件共享參數信息。在創建族共享參數的同時軟件系統會將之前創建的共享參數所生成的組文件形成共享參數的信息文本文件，便于后期對項目進行數據庫管理使用。

3 BIM技術在裝配式建筑運維管理中的應用方法

在已有BIM項目模型的基礎上，對裝配構件共享模型參數的管理及數據的輔助運算的實現，可大大提高裝配式建筑項目的運維管理效率，節約項目的經濟成本和時間成本。以上述裝配式框架項目為例，在預制構件結構柱模型基礎上，運用Revit軟件的分析功能。

在Revit軟件預制結構柱模型項目的樓層平面中，創建賦有共享參數信息模型的構件信息表，在項目中添加構件的標高、類型、族、結構材質、體積等構件屬性參數和構件廠、構件編碼、構件安裝單位等共享參數字段，在后期項目管理中遇到設計變更、施工工藝調整、編制施工組織方案、項目信息集成等問題，可以第一時間調用項目構件明細表查詢并進行管理，因此創建項目明細表，生成數據庫文件對項目運維管理非常必要。然而提取準確、有效的“字段”信息又是生成構件明細表的核心內容，在構件參數管理中所提取的字段如下：

1）“底部標高”字段：在創建結構柱模型時將結構柱放置的標高參數，創建模型時即賦予的字段信息。

2）“族”字段：預制構件柱是在結構柱族樣板中創建的，創建時即賦予此字段。

3）“類型”字段：預制構件柱在結構柱族樣板中創建時添加的類型名稱，一般用構件柱的寬度×深度命名。

4）“結構材質”字段：在創建預制柱模型時添加的構件材質參數。

5）“體積”字段：Revit系統自帶的構件計算功能，在已確定的結構柱截面尺寸和放置標高的基礎上，系統自動計算出此結構柱的體積參數，因此體積參數在創建模型時就已產生。

6）“構件廠”字段：在預制結構柱族樣板中自行添加的共享參數，為后期項目管理儲備信息，可在創建模型時添加構件廠信息，也可在生成明細表時添加構件廠商信息。

7）“構件編碼”字段：在預制結構柱族樣板中自行添加的共享參數，可在創建模型時添加構件編碼信息也可在生成明細表時添加。

8）“構件安裝單位”字段：在預制結構柱族樣板中自行添加的共享參數，可在創建模型時添加構件安裝單位信息也可在生成明細表時添加。

9）“構件每立方米出廠價格”字段：在預制柱族樣板中自行添加的共享參數，可在創建模型時添加信息也可在生成明細表時添加，但要注意此共享參數信息屬于數值屬性而非文本屬性。

10）“構件總成本”字段：是一個計算值，通過已添加的共享參數“構件每立方米出廠價格”與構件屬性參數“體積”字段的一個運算結果，可以在生成的明細表中添加。

4結語

裝配式建筑構件以預制構件為主，大部分構件在預制加工廠完成，施工現場以裝配為主。由于工期需要，往往需要多個預制構件廠商同時完成，所以與傳統現澆構件相比裝配式預制構件依賴現場需求降低，但對預制加工廠的信息要求和生產產品的精度及運輸過程的實時情況有更高的標準要求。借助BIM技術實現裝配式建筑預制構件共享參數信息的運用，會使構件信息在設計、生產、運輸、施工、運維管理等階段對項目模型信息數據實時共享，利用精準統一的模型數據，集成完善統一的信息技術管理模式使項目效率顯著提高，快速促進裝配式建筑信息化發展的進程。