基于BIM與物聯網的裝配式建筑設計與施工管理

盛躍剛

【摘要】建筑行業在不斷發展的過程中，預制裝配式建筑在我國建筑工程施工中應用的范圍越來越大。預制裝配式建筑結構與傳統建筑結構形式相比，自身具有施工效率高、速度快、質量優良、環保性能突出等優點，為其在建筑行業中的全面推廣和應用奠定了堅實的基礎，但也同時對建筑結構設計提出的更高的要求。本文主要探討了基于BIM與物聯網的裝配式建筑設計與施工管理。

【關鍵詞】BIM 與物聯網技術;裝配式建筑施工;BIM 技術應用

【中圖分類號】TU17

【文獻標識碼】A

1、裝配式建筑的特點

預制裝配式建筑最大的特點就是可以批量化的生產，將批量化生產的構件運輸至工程施工現場加以組裝，這種建筑設計形式與傳統建筑結構形式相比，不管是在施工質量還是施工效率等方面都有著非常顯著的優勢。此外，預制裝配式建筑結構自身具有的顯著的環保效益，也在一定程度上避免了工程施工過程中的揚塵和噪聲等現象的出現，降低了工程項目施工對周邊居民正常生活和出行產生的影響，促進了工程建設社會和經濟效益的全面提高[1]。

2 、BIM與物聯網的裝配式建筑設計策略

2.1 BIM 技術在三維建模與規劃設計中的應用

BIM 技術能夠被應用在裝配式建筑設計的三維立體模型的構建過程中，對設計內容進行三維立體化的展示，同時還可以被應用在預制部件的圖紙設計中，并且能夠使圖紙設計的精準性得到顯著的提升。在具體的應用過程中，設計人員會應用BIM 技術中的三維模擬仿真技術對裝配式建筑的模型進行模擬，對建筑物及周圍環境進行全面地勘測、規劃與測繪等，將獲得到的參數應用到設計中去。同時，基于BIM 技術能夠構建起系統數據庫，能夠將裝配式建筑結構的尺寸及相關信息設計出來，對建筑物的外形設計進行完善。

2.2 利用BIM 技術進行項目設計數據庫的建設

受云計算和大數據技術的影響，BIM 技術的應用與發展效果更加明顯。在應用BIM 技術時，將云計算與大數據技術結合到一起，能夠建立起項目設計的數據庫，并將與BIM 技術相關的5D 數據庫打造出來。該項數據庫的建立能夠將裝配式建筑設計的相關資料，預制部件的相關數據等存儲起來，并對各類數據進行有序地整合、分析、鑒別等，為裝配式建筑設計工作的開展提供更加準確的數據內容，進而實現整合項目施工效果的提升[2]。

2.3 BIM 技術在預制構件拆分中的應用

BIM 技術在裝配式建筑設計中的應用，能夠構建起結構分析模型。在具體的應用分析中，設計人員可以將結構分析模型傳輸到計算機系統當中去，然后利用計算機技術將預制配件的項目信息調取出來，并將預制配件界面信息、輪廓信息以及材質信息等全部拆解出來。此外，設計人員利用構建起的結構分析模型及裝配式建筑的實際情況，可以對預制構件進行進一步的調整與優化。

2.4 BIM 技術在項目施工過程中的應用

BIM 技術在裝配式建筑設計中的應用具有較高的裝配率及預制率，能夠在大范圍內實現同步的施工作業，同時也能夠實現預制構件與吊裝施工的同步交換。在具體的應用過程中，施工項目單位會利用BIM 技術進行信息交流與溝通平臺的建設，提高通信質量，然后將網絡技術與BIM 技術結合起來，對項目施工進行協同化的管理，并對項目施工過程中安裝、運輸、生產、組建等進行全方位地跟蹤與管理。同時還要對單體構件及工程的總體施工進行實時監控，以此來保證工程項目的施工質量。

3 、BIM與物聯網的裝配式建筑施工管理策略

3.1 BIM技術的規劃階段

項目的規劃階段是裝配式建筑施工的關鍵階段，它直接影響后期的施工能否順利進行。在規劃階段，技術人員通過地理位置信息與BIM 技術的相互融合，結合施工現場的勘測數據，用GIS 技術進行分析研究，利用BIM 技術建立信息化模型，反映所建工程的外界環境，從而準確判斷裝配式建筑施工的相互間的關系，從而實現了裝配式建筑施工的科學性、合理性和可行性。

3.2 BIM技術在裝配式建筑設計階段中的應用

裝配式建筑設計階段的管理也是工程施工的重要部分。在設計過程中，設計管理人員應對裝配式建筑的預制構件與預留的流程進行綜合分析。在此項工作開始前，設計人員應相互溝通，交流出現的問題，充分發揮對BIM 技術的掌握，做到對BIM 信息的有效對接，根據不同的設計心得進行修改完善。通過BIM 技術與“云端技術”的有效結合，可以使BIM 技術在最短的時間內把信息傳輸到設計平臺中，利用BIM 的自動糾偏功能，減少不同專業施工時的碰撞問題。因此，設計階段是裝配式建筑施工的重要階段，同時也要求設計人員的知識和技能符合現代化施工的步伐。

3.3 裝配式建筑施工生產階段

施工生產階段是裝配式建筑施工的關鍵，是裝配式建筑壽命周期中的重要環節。建筑施工用的構配件種類多，功能性質不同，因此需要設計人員進行詳細的交底。然而，由于裝配式建筑施工內容多，傳遞路線長，施工過程中容易出現信息傳遞錯誤。BIM 技術則有效的避免了這一缺陷，通過BIM 信息平臺的交換，能準確有效的進行數據交換，BIM技術模型的建立易于理解，施工過程中可以有效控制偏差，及時調整計劃，保證施工過程按照計劃順利進行。另外，BIM 技術可以將裝配式建筑所用構件的尺寸、種類等信息儲存在BIM 設備上，及時傳遞施工中的信息，優化整合資源，實現集約化生產和信息化管理。

3.4 BIM技術在裝配式建筑運營維護階段的作用

BIM 技術可實現裝配式建筑的全壽命信息化，管理人員利用預制構件中的RFID 芯片，獲取保存在芯片中預制構件生產廠商、安裝人員、運輸人員等的資料信息。為保證BIM 信息管理的有效性，可以對人員進行明確的劃分，明確施工過程的人員責任，加強工作的嚴謹性。BIM 技術還可以實現預制裝配式建筑的綠色運維管理，借助預埋在預制構件中的RFID 芯片，可以對建筑物使用過程中的能耗進行監測和分析，運營維護管理人員可以根據BIM 軟件的處理數據在BIM 模型中準確定位高耗能所在的位置并盡快解決。

結語：

隨著我國經濟水平不斷提升，各項科學技術也在快速地更新與發展，這也為我國各行各業的發展提供了非常有利的契機。BIM 與物聯網技術是一項以計算機技術為依托而發展起來的，在建筑行業中被廣泛應用的一種技術。BIM 技術在裝配式建筑設計中的應用，可以有效地提升設計效果，做好運行維護與管理工作，進而推動裝配式建筑的發展。

參考文獻：

[1] 肖陽，劉為.BIM 技術在裝配式建筑施工質量管理中的應用研究[J].價值工程，2018.37.

[2] 董蘇然，許曉文，付素娟.BIM 技術在裝配式建筑設計中的應用實踐[J].建設科技，2017（3）：37-39.