BIM和RFID技術(shù)在裝配式建筑中的運(yùn)用研究

邵煜喆 蔡博 黃偉龍

摘要：文章在研究的過(guò)程中首先對(duì)BIM技術(shù)與RFID技術(shù)的價(jià)值進(jìn)行了分析，之后對(duì)兩項(xiàng)技術(shù)在裝配式建筑中運(yùn)用的重要性進(jìn)行了分析，希望能為讀者帶來(lái)幫助。

關(guān)鍵詞：BIM;RFID;裝配式建筑;運(yùn)用;研究

一、建筑信息模型（BIM）

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）自2002年引入建筑業(yè)，至今已有十余個(gè)年頭，并在全球范圍內(nèi)得到重視與應(yīng)用。BIM在我國(guó)企業(yè)的應(yīng)用也在不斷推廣，近些年也啟動(dòng)了國(guó)家層面BIM相關(guān)政策與BIM標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)研究。

美國(guó)的BIM國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)指出：BIM是創(chuàng)建與管理設(shè)施物理與功能特性的數(shù)字化表達(dá)的過(guò)程。BIM是關(guān)于設(shè)施的共享的知識(shí)資源，為設(shè)施全生命周期的決策制定提供可靠的信息支持，從最早期的概念階段到最終的拆除階段。

BIM是指全壽命期工程項(xiàng)目或其組成部分物理特征、功能特性及管理要素的共享數(shù)字化表達(dá)，而工程項(xiàng)目全壽命期可劃分為策劃與規(guī)劃、勘察與設(shè)計(jì)、施工與監(jiān)理、運(yùn)行與維護(hù)、改造與拆除五個(gè)階段。BIM的理念即是從策劃設(shè)計(jì)階段，即將還未建成的建筑物電子化、信息化，直接形成建筑物及附屬設(shè)施的三維模型，并將各類信息鏈接至模型中，如同制造業(yè)的“樣機(jī)”，用于建設(shè)項(xiàng)目全過(guò)程管理，促進(jìn)建筑物與設(shè)施的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、監(jiān)理和運(yùn)維的信息全生命周期業(yè)務(wù)協(xié)同應(yīng)用模式的發(fā)展。通過(guò)先進(jìn)信息技術(shù)把整個(gè)建筑虛擬化、數(shù)字化，模型當(dāng)中的信息不僅僅是可視化的幾何信息，還包含大量的其他信息，如設(shè)備的采購(gòu)信息、材料的耐火等級(jí)、構(gòu)件的造價(jià)等，所有信息與構(gòu)件或設(shè)備都是一一對(duì)應(yīng)的，構(gòu)成了一個(gè)建筑物的完整的、全面的、豐富的、相互關(guān)聯(lián)的信息庫(kù)。

目前的BIM技術(shù)與應(yīng)用研究主要集中在策劃與規(guī)劃、勘察與設(shè)計(jì)、施工監(jiān)理三大階段，對(duì)于運(yùn)行與維護(hù)階段的BIM技術(shù)研究與應(yīng)用研究還處于初級(jí)階段。BIM被譽(yù)為建筑業(yè)革命性技術(shù)，不僅對(duì)于建筑業(yè)的生產(chǎn)方式、協(xié)作方式會(huì)有大的變革，對(duì)于建成后建筑的運(yùn)維也有著巨大的價(jià)值。

如目前的智能建筑，各能源、照明、消防等系統(tǒng)都是相對(duì)獨(dú)立的，無(wú)法聯(lián)動(dòng)，獨(dú)立采集數(shù)據(jù)，獨(dú)立管理，無(wú)法實(shí)現(xiàn)建筑物一個(gè)整體的智能思考。而且位置能力非常弱，建筑運(yùn)營(yíng)位置數(shù)據(jù)十分重要，什么地方水管爆了，什么地方發(fā)生了火情，需要在第一時(shí)間定位位置，及周邊情況，目前的智能建筑根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。因此，目前的智能建筑還不夠智能，這一點(diǎn)上，BIM能發(fā)揮較大作用。

二、射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）

射頻識(shí)別即RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)，又稱無(wú)線射頻識(shí)別，它屬于通信技術(shù)范疇，即通過(guò)無(wú)線電的訊號(hào)來(lái)識(shí)別目標(biāo)物并且可以讀出或者寫入相關(guān)數(shù)據(jù)，該技術(shù)突破識(shí)別系統(tǒng)需要與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸的傳統(tǒng)，已經(jīng)發(fā)展成為物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)構(gòu)成。

所謂物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IOT）通俗的講就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)智能感知、識(shí)別技術(shù)與普適計(jì)算、泛在網(wǎng)絡(luò)的融合應(yīng)用，被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。

IOT的主要技術(shù)是電子標(biāo)簽（RFID），是物體唯一的“身份證”，通過(guò)信息接收設(shè)備，采集物體的狀態(tài)等信息，并將大量的信息與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系起來(lái)，就構(gòu)成了物與物相連的物聯(lián)網(wǎng)。RFID是重要的信息采集工具，主要由三部組成：標(biāo)簽（Tag）、閱讀器（Reader）和天線（Antenna）。

由耦合元件和芯片組成，標(biāo)簽是附著于物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象的唯一電子編碼，如二維碼、條形碼等;利用固定式或手持式閱讀器，通過(guò)天線傳遞射頻信號(hào)，即可讀取和寫入標(biāo)簽的信息，形成對(duì)物體感知的過(guò)程，并將信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行模商幚碇行耐瓿晌矬w通信的相關(guān)計(jì)算。

三、BIM和RFID技術(shù)指導(dǎo)裝配式建筑施工的重要性

（一）BIM和RFID技術(shù)可以對(duì)工程項(xiàng)目全生命周期進(jìn)行管理

現(xiàn)階段一些企業(yè)正嘗試應(yīng)用BIM和RFID，努力發(fā)掘BIM和RFID的價(jià)值。但由于技術(shù)人員缺乏等問(wèn)題，建立BIM和RFID模型后還需要導(dǎo)出平面圖紙供實(shí)際工程項(xiàng)目的管理人員和技術(shù)人員使用，這種做法是有悖于BIM和RFID的理念的，也沒(méi)有真正起到完善管理、提高效率、增加效益的作用。目前，就裝配式建筑工程的深化設(shè)計(jì)、加工制造、安裝、項(xiàng)目管理等關(guān)鍵步驟的實(shí)施，BIM和RFID軟件的功能還是比較成熟，完全可以利用BIM和RFID進(jìn)行工程項(xiàng)目全生命周期的管理。

（二）BIM和RFID技術(shù)可以提高裝配式建筑施工效率，降低施工成本

從前面的分析可以看出，裝配式建筑工程中各項(xiàng)信息的傳遞效率也是阻礙其發(fā)展的一個(gè)重要因素。現(xiàn)有的BIM技術(shù)，不僅可以將建筑的外觀、結(jié)構(gòu)以及節(jié)點(diǎn)用三維的方式進(jìn)行呈現(xiàn)，同時(shí)還能進(jìn)行預(yù)構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)，并且可以根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃，及時(shí)進(jìn)行建筑材料，包括預(yù)構(gòu)件的數(shù)量和體積的計(jì)算，與RFID技術(shù)配合，有助于解決制造、運(yùn)輸、安裝及現(xiàn)場(chǎng)管理的問(wèn)題，從而達(dá)到提高效率和節(jié)約成本的目的。

（三）BIM和RFID技術(shù)可以對(duì)建筑模型進(jìn)行碰撞檢測(cè)

碰撞檢測(cè)是建筑工程中一項(xiàng)常見(jiàn)也是非常重要的環(huán)節(jié)，通過(guò)碰撞檢查功能，找出設(shè)計(jì)與施工流程中的空間碰撞。通過(guò)BIM和RFID軟件的碰撞檢查功能，對(duì)碰撞點(diǎn)進(jìn)行分析排除合理碰撞后，針對(duì)碰撞點(diǎn)進(jìn)行討論，使工程項(xiàng)目在施工前預(yù)先解決相關(guān)問(wèn)題，避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更與工時(shí)浪費(fèi)。

四、結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，目前我們建筑行業(yè)常用的技術(shù)手段是不能滿足裝配式建筑工程要求的，基于現(xiàn)有BIM和RFID技術(shù)的功能及優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)使其成為建筑業(yè)最關(guān)注的技術(shù)和概念之一，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)國(guó)家要求的建筑業(yè)信息化的重要保障。因此，一方面我們需要在BIM和RFID技術(shù)上進(jìn)行深度研發(fā)，另一方面還需要采用更高端的技術(shù)來(lái)滿足裝配式建筑工程的需要。

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作者簡(jiǎn)介：邵煜喆、蔡博、黃偉龍，黑龍江工程學(xué)院，黑龍江工程學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目：BIM與RFID技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用研究[201811802010]