自二十一世紀(jì)起，我國的建筑業(yè)開始進入高速發(fā)展期，為國民經(jīng)濟的發(fā)展做出了重大貢獻，同時支撐著我國的房屋建設(shè)任務(wù)。建筑業(yè)快速發(fā)展的同時，其技術(shù)和管理水平相對落后，建筑業(yè)的資源浪費嚴(yán)重。為了解決這些問題，國家大力推行裝配式住宅和BIM技術(shù)。

   本文介紹了建筑信息模型（BIM）以及預(yù)制裝配式住宅的主要概念，并著重就BIM技術(shù)在裝配式住宅全生命周期實際應(yīng)用的可能性和方式展開探討。

   數(shù)字技術(shù)進入建筑行業(yè)已近半個世紀(jì)。作為一項新興的數(shù)字技術(shù)，BIM成為近年來建筑行業(yè)經(jīng)常討論的新名詞。BIM（Building Information Moldeling)是指通過數(shù)字化技術(shù)，在計算機中建立一座虛擬的建筑，提供單一的、完整的、邏輯關(guān)聯(lián)的全建筑的信息庫。BIM解決了信息共享的問題，使建筑項目信息在規(guī)劃、設(shè)計、建造和運行維護全過程充分共享，無損傳遞，為建筑全生命周期中的所有決策提供可靠的依據(jù)。

   在現(xiàn)今國內(nèi)的建筑是一個龐大的、高消耗的、高排放的粗放型傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，促進建筑業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵就是在建設(shè)項目的全生命周期中充分利用信息技術(shù)為核心的高新技術(shù)進行設(shè)計、建造與管理。BIM作為一種先進的工具和工作方式，符合建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢，不僅僅是改變建筑設(shè)計手段方法，而且提供了一個革命性的平臺并將徹底改變建筑行業(yè)的協(xié)作方式。政府部門也很早就意識到了信息化技術(shù)的重要性，《2011-2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中提到“要求：加快推廣BIM、協(xié)同設(shè)計、移動通訊、無線射頻、虛擬現(xiàn)實、4D項目管理等技術(shù)在勘察設(shè)計、施工和工程項目管理中的應(yīng)用，改進傳統(tǒng)的生產(chǎn)與管理模式，提升企業(yè)的生產(chǎn)效率和管理水平。”

   眾所周知，一棟建筑物的“壽命”跨越了其規(guī)劃、設(shè)計、施工、運營以及它最終再利用或拆除。而現(xiàn)在市場上大多采用BIM技術(shù)在產(chǎn)業(yè)鏈中都是脫節(jié)的。比如目前很多BIM項目設(shè)計單位在項目前期規(guī)劃設(shè)計階段應(yīng)用的BIM模型和施工單位在施工階段采用的BIM模型完全是脫節(jié)的，各做各的，并沒有真正實現(xiàn)全生命周期的管理以及發(fā)揮BIM信息化的優(yōu)勢。而BIM的巨大價值是全產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用，信息化數(shù)據(jù)的整理、維護與傳遞才能真正實現(xiàn)建筑工程項目（特別是裝配式住宅項目）質(zhì)量、進度、成本的三個可控。

   BIM在裝配式住宅中

   應(yīng)用的優(yōu)勢

   1/裝配式住宅由“零件”組成，最適合BIM：BIM源自建筑全生命周期管理理念，從某種意義上說發(fā)源自制造業(yè)（制造業(yè)很早就有了產(chǎn)品全生命周期管理理論PDM）。看到，目前很多建筑業(yè)的BIM軟件最早都來源于機械、航空、造船等制造業(yè)的PDM軟件。對于制造業(yè)的PDM，其管理的最基本單位是單個“零件”，傳統(tǒng)的采用現(xiàn)澆方式的建筑，其“零件”的概念不是很明晰，而預(yù)制裝配式建筑主要由預(yù)制的“柱、梁、板、樓梯、陽臺”等構(gòu)件組成，實質(zhì)上這樣的建筑物是被“零件化”了，所以產(chǎn)業(yè)化的住宅是最接近制造業(yè)生產(chǎn)方式的一種建筑產(chǎn)品，也非常適用于采用類似制造業(yè)的方法進行管理，所以BIM在住宅產(chǎn)業(yè)化中的應(yīng)用有天然的優(yōu)勢。

  2/裝配式住宅產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)降纳a(chǎn)方式與BIM的全生命周期：產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)降纳a(chǎn)方式與BIM的全生命周期管理的契合，工業(yè)化的住宅具有房型簡單、模塊化等特點，采用BIM技術(shù)可以比較容易的實現(xiàn)模塊化設(shè)計和構(gòu)件的零件庫，這使得BIM建模工作的難度大大降低。產(chǎn)業(yè)化的住宅生產(chǎn)方式也要求實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的、全生命周期的管理，而這種生產(chǎn)和管理方式又與BIM技術(shù)所擅長的全生命周期管理理念不謀而合。

  3/裝配式住宅工業(yè)化建造過程中的實際需求：裝配式住宅建造過程中也有對BIM技術(shù)的實際需求，如住宅設(shè)計過程中的空間優(yōu)化，減少錯漏碰缺、深化設(shè)計需求、施工過程的優(yōu)化和仿真、項目建設(shè)中的成本控制等。

   可見BIM技術(shù)非常適合在住宅產(chǎn)業(yè)化中推廣應(yīng)用，而且相對投入的成本較低，應(yīng)用產(chǎn)出的效能較高，通過BIM技術(shù)可以大大提高產(chǎn)業(yè)化住宅建設(shè)過程整體的管理水平。BIM在住宅產(chǎn)業(yè)化中的應(yīng)用可以貫穿預(yù)制裝配式住宅的設(shè)計、深化設(shè)計、構(gòu)件生產(chǎn)、構(gòu)件物流運輸、現(xiàn)場施工以及物業(yè)管理等建筑的全生命周期。

   裝配式住宅項目全生命周期的

   研究與應(yīng)用

   下面將介紹如何真正將BIM技術(shù)用于裝配式住宅全生命周期的管理，以覆蓋裝配式住宅的全生命周期過程。

   3.1 BIM在裝配式住宅規(guī)劃、設(shè)計、

   在規(guī)劃階段，一個重要的挑戰(zhàn)就是幫助業(yè)主把握好產(chǎn)品和市場的關(guān)系，BIM能夠幫助業(yè)主在項目策劃階段做出市場收益最大化的工作，特別是幫助業(yè)主實現(xiàn)建筑面積最大化，例如朝向好、景觀好、客戶容易達(dá)到商業(yè)空間面積最大等。此外BIM還能幫助業(yè)主了解建筑的造型以及真實環(huán)境下的視線可見性等關(guān)鍵信息，而且利用BIM對不同設(shè)計方案進行整個建筑物的能源消耗模擬計算，在保證建筑物功能和性能的同時，幫助業(yè)主從建筑物的全生命周期來考慮建造成本和能耗成本。

   在設(shè)計階段，可以利用BIM進行建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計，以在建筑設(shè)計中達(dá)到各個專業(yè)之間的協(xié)同設(shè)計。BIM的出現(xiàn)使設(shè)計修改更容易。只要對項目作出更改，由此產(chǎn)生的所有結(jié)果都會在整個項目中自動協(xié)調(diào)，各個視圖的平、立、剖面圖自動修改。建筑信息模型提供的自動協(xié)調(diào)更改動能可以消除協(xié)調(diào)錯誤，在不增加任何工作負(fù)擔(dān)、不影響任何設(shè)計思路的情況下，幫助掌握設(shè)計的協(xié)作分寸和時機，使得設(shè)計環(huán)節(jié)流暢，資源共享充分，進度把握有序。

   深化設(shè)計階段是裝配式住宅生產(chǎn)中非常重要的環(huán)節(jié)，由于預(yù)制件是在工廠生產(chǎn)然后運輸?shù)浆F(xiàn)場進行安裝，預(yù)制件設(shè)計和生產(chǎn)的精確度就決定了現(xiàn)場安裝的準(zhǔn)確度，所以要進行預(yù)制構(gòu)件設(shè)計的“深化”工作，其目的是為了保證每個構(gòu)件到現(xiàn)場都能準(zhǔn)確的安裝，不發(fā)生錯漏碰缺。但是，一棟普通裝配式住宅的預(yù)制構(gòu)件往往有數(shù)千個，要保證每個預(yù)制構(gòu)件到現(xiàn)場拼裝不發(fā)生問題，靠人工進行校對和篩查顯然是不可能的，BIM則可以很好的擔(dān)負(fù)這個責(zé)任，我們可以把可能發(fā)生在現(xiàn)場的沖突與碰撞在BIM模型中進行事先消除，深化設(shè)計人員在用BIM軟件對建筑模型進行碰撞檢測，這種檢測不僅可以發(fā)現(xiàn)構(gòu)件之間是否存在干涉和碰撞，還可以檢測構(gòu)件的預(yù)埋鋼筋之間是否沖突和碰撞，根據(jù)碰撞檢測的結(jié)果，可以調(diào)整和修改構(gòu)件的設(shè)計并完成深化設(shè)計圖紙。

  3.2 基于BIM技術(shù)貫穿裝配式住宅

深化設(shè)計、生產(chǎn)、建造環(huán)節(jié)的管理

   除了在設(shè)計、深化設(shè)計階段應(yīng)用BIM技術(shù)手段解決傳統(tǒng)的二維設(shè)計不擅長解決或者不能解決的問題以外，將BIM應(yīng)用于工程建設(shè)、施工階段的管理也是BIM應(yīng)用的重點，通過構(gòu)建基于BIM的多方參與的工程建設(shè)管理集成平臺，使參與項目的不同組織（如業(yè)主、設(shè)計、制造、施工等）能夠同時加入到工程項目管理中來。

   裝配式住宅工程的BIM模型中心數(shù)據(jù)庫用于存放具體裝配式住宅工程的全生命周期BIM模型數(shù)據(jù)；深化設(shè)計子系統(tǒng)將構(gòu)件深化設(shè)計的所有相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行臄?shù)據(jù)庫中；PC構(gòu)件生產(chǎn)階段管理子系統(tǒng)從中心數(shù)據(jù)庫讀取構(gòu)件深化設(shè)計的相關(guān)數(shù)據(jù)以及用于構(gòu)件生產(chǎn)的基礎(chǔ)信息，同時，將每個預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)過程信息、質(zhì)量檢測信息返回記錄中心數(shù)據(jù)庫中。

   在生產(chǎn)階段，由于裝配式住宅采用工業(yè)化的方式進行生產(chǎn)，所以整個生產(chǎn)過程可以充分利用BIM模型實現(xiàn)數(shù)字化和自動化的制造。數(shù)字化制造也給BIM在裝配式住宅全生命周期管中的應(yīng)用帶來了便利。

   可以實現(xiàn)數(shù)字化制造的有：

   1）模具設(shè)計自動化，BIM模型可以提供預(yù)制構(gòu)件模具設(shè)計所需要的三維幾何數(shù)據(jù)以及相關(guān)輔助數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)模具設(shè)計的自動化，如果結(jié)合預(yù)制構(gòu)件的自動化生產(chǎn)線，還能實現(xiàn)拼模的自動化。

   2)鋼筋加工自動化，利用BIM模型中的鋼筋數(shù)據(jù)模型輸出鋼筋加工數(shù)控機床的控制數(shù)據(jù)，實現(xiàn)鋼筋的自動裁剪和彎折加工，并利用軟件實現(xiàn)鋼筋用料的最優(yōu)化。

   3)構(gòu)件檢測自動化，利用BIM模型中的尺寸數(shù)據(jù)并結(jié)合預(yù)制構(gòu)件的自動化生產(chǎn)線，實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件成品檢測的自動化。

   4）施工現(xiàn)場自動定位放樣，基于BIM模型的空間信息以及全自動全站儀等設(shè)備，實現(xiàn)基于BIM模型數(shù)據(jù)的施工現(xiàn)場自動定位放樣。

   在施工階段，施工單位可以將BIM模型和計劃進度進行數(shù)據(jù)集成，通過讀取中心數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，可以了解本工程構(gòu)件的生產(chǎn)進度情況以及每個構(gòu)件的具體信息（重量、安裝位置等），同時，將構(gòu)件的安裝情況返回記錄在中心數(shù)據(jù)庫中；工程遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)可以安排施工進度，并通過讀取中心數(shù)據(jù)庫的相關(guān)信息，實現(xiàn)遠(yuǎn)程動態(tài)顯示PC工程的建設(shè)進度。考慮到工程管理的需要，我們在每個預(yù)制構(gòu)件中都安裝了RFID芯片，并為每個構(gòu)件進行唯一編號，同時將芯片的信息寫入BIM模型，通過手持讀寫設(shè)備實現(xiàn)了裝配式住宅工程在構(gòu)件制造、現(xiàn)場施工階段的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸問題。通過基于BIM技術(shù)的貫穿PC深化設(shè)計、生產(chǎn)、建造環(huán)節(jié)管理系統(tǒng)平臺的構(gòu)建，PC住宅產(chǎn)業(yè)化工程項目可以通過BIM平臺充分共享建造過程中的數(shù)據(jù)，工程項目的動態(tài)進展情況也可以通過BIM模型進行遠(yuǎn)程的查詢，并以三維的形式進行展示，在很大程度上提高了工程管理的效率，。

   通過BIM技術(shù)，按所需時間單位來看施工進度，并根據(jù)現(xiàn)場情況進行實時調(diào)整，分析不同施工方案的優(yōu)劣從而得到最佳施工方案。

   3.3 BIM技術(shù)在裝配式住宅運營階段的管理

   BIM技術(shù)在裝配式住宅中的應(yīng)用前景十分廣闊，在建筑生命周期的運營管理階段，BIM可同步提供有關(guān)建筑使用情況或性能、入住人員與容量、建筑一用時間以及建筑財務(wù)方面的信息。BIM界提供數(shù)字更新記錄，并改善搬遷規(guī)劃與管理。為打造智慧社區(qū)住房奠定了堅實的基礎(chǔ)。相信在不久的將來，利用BIM進行項目管理將開創(chuàng)工程項目管理革新的新紀(jì)元。這使得BIM在裝配式住宅設(shè)計與施工等不同階段的運用是一體的，是有很強的連貫性的。開發(fā)商、設(shè)計單位、施工單位等在BIM的運用中不是各行其道，而是連貫的穿插在一起，實現(xiàn)真正意義上的建筑全生命周期的管理。

  綜上所述，BIM在裝配式住宅中的應(yīng)用除了提高設(shè)計質(zhì)量，減少碰撞及差錯率，提高構(gòu)件生產(chǎn)與管理的質(zhì)量與效率和提高現(xiàn)場施工的質(zhì)量與效率之外，更是完善了PC構(gòu)件的設(shè)計、生產(chǎn)、施工全生命周期的質(zhì)量追溯機制，使PC項目初步達(dá)到了質(zhì)量、進度、成本的三個可控。推進BIM在裝配式住宅中的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)將其貫穿設(shè)計、建造、加工、施工、銷售、物業(yè)管理等各個環(huán)節(jié)，以達(dá)到完整的裝配式住宅全生命周期的管理。