基于BIM与物联网的装配式建筑设计与施工管理

盛跃刚

【摘要】建筑行业在不断发展的过程中，预制装配式建筑在我国建筑工程施工中应用的范围越来越大。预制装配式建筑结构与传统建筑结构形式相比，自身具有施工效率高、速度快、质量优良、环保性能突出等优点，为其在建筑行业中的全面推广和应用奠定了坚实的基础，但也同时对建筑结构设计提出的更高的要求。本文主要探讨了基于BIM与物联网的装配式建筑设计与施工管理。

【关键词】BIM 与物联网技术;装配式建筑施工;BIM 技术应用

【中图分类号】TU17

【文献标识码】A

1、装配式建筑的特点

预制装配式建筑最大的特点就是可以批量化的生产，将批量化生产的构件运输至工程施工现场加以组装，这种建筑设计形式与传统建筑结构形式相比，不管是在施工质量还是施工效率等方面都有着非常显著的优势。此外，预制装配式建筑结构自身具有的显著的环保效益，也在一定程度上避免了工程施工过程中的扬尘和噪声等现象的出现，降低了工程项目施工对周边居民正常生活和出行产生的影响，促进了工程建设社会和经济效益的全面提高[1]。

2 、BIM与物联网的装配式建筑设计策略

2.1 BIM 技术在三维建模与规划设计中的应用

BIM 技术能够被应用在装配式建筑设计的三维立体模型的构建过程中，对设计内容进行三维立体化的展示，同时还可以被应用在预制部件的图纸设计中，并且能够使图纸设计的精准性得到显著的提升。在具体的应用过程中，设计人员会应用BIM 技术中的三维模拟仿真技术对装配式建筑的模型进行模拟，对建筑物及周围环境进行全面地勘测、规划与测绘等，将获得到的参数应用到设计中去。同时，基于BIM 技术能够构建起系统数据库，能够将装配式建筑结构的尺寸及相关信息设计出来，对建筑物的外形设计进行完善。

2.2 利用BIM 技术进行项目设计数据库的建设

受云计算和大数据技术的影响，BIM 技术的应用与发展效果更加明显。在应用BIM 技术时，将云计算与大数据技术结合到一起，能够建立起项目设计的数据库，并将与BIM 技术相关的5D 数据库打造出来。该项数据库的建立能够将装配式建筑设计的相关资料，预制部件的相关数据等存储起来，并对各类数据进行有序地整合、分析、鉴别等，为装配式建筑设计工作的开展提供更加准确的数据内容，进而实现整合项目施工效果的提升[2]。

2.3 BIM 技术在预制构件拆分中的应用

BIM 技术在装配式建筑设计中的应用，能够构建起结构分析模型。在具体的应用分析中，设计人员可以将结构分析模型传输到计算机系统当中去，然后利用计算机技术将预制配件的项目信息调取出来，并将预制配件界面信息、轮廓信息以及材质信息等全部拆解出来。此外，设计人员利用构建起的结构分析模型及装配式建筑的实际情况，可以对预制构件进行进一步的调整与优化。

2.4 BIM 技术在项目施工过程中的应用

BIM 技术在装配式建筑设计中的应用具有较高的装配率及预制率，能够在大范围内实现同步的施工作业，同时也能够实现预制构件与吊装施工的同步交换。在具体的应用过程中，施工项目单位会利用BIM 技术进行信息交流与沟通平台的建设，提高通信质量，然后将网络技术与BIM 技术结合起来，对项目施工进行协同化的管理，并对项目施工过程中安装、运输、生产、组建等进行全方位地跟踪与管理。同时还要对单体构件及工程的总体施工进行实时监控，以此来保证工程项目的施工质量。

3 、BIM与物联网的装配式建筑施工管理策略

3.1 BIM技术的规划阶段

项目的规划阶段是装配式建筑施工的关键阶段，它直接影响后期的施工能否顺利进行。在规划阶段，技术人员通过地理位置信息与BIM 技术的相互融合，结合施工现场的勘测数据，用GIS 技术进行分析研究，利用BIM 技术建立信息化模型，反映所建工程的外界环境，从而准确判断装配式建筑施工的相互间的关系，从而实现了装配式建筑施工的科学性、合理性和可行性。

3.2 BIM技术在装配式建筑设计阶段中的应用

装配式建筑设计阶段的管理也是工程施工的重要部分。在设计过程中，设计管理人员应对装配式建筑的预制构件与预留的流程进行综合分析。在此项工作开始前，设计人员应相互沟通，交流出现的問题，充分发挥对BIM 技术的掌握，做到对BIM 信息的有效对接，根据不同的设计心得进行修改完善。通过BIM 技术与“云端技术”的有效结合，可以使BIM 技术在最短的时间内把信息传输到设计平台中，利用BIM 的自动纠偏功能，减少不同专业施工时的碰撞问题。因此，设计阶段是装配式建筑施工的重要阶段，同时也要求设计人员的知识和技能符合现代化施工的步伐。

3.3 装配式建筑施工生产阶段

施工生产阶段是装配式建筑施工的关键，是装配式建筑寿命周期中的重要环节。建筑施工用的构配件种类多，功能性质不同，因此需要设计人员进行详细的交底。然而，由于装配式建筑施工内容多，传递路线长，施工过程中容易出现信息传递错误。BIM 技术则有效的避免了这一缺陷，通过BIM 信息平台的交换，能准确有效的进行数据交换，BIM技术模型的建立易于理解，施工过程中可以有效控制偏差，及时调整计划，保证施工过程按照计划顺利进行。另外，BIM 技术可以将装配式建筑所用构件的尺寸、种类等信息储存在BIM 设备上，及时传递施工中的信息，优化整合资源，实现集约化生产和信息化管理。

3.4 BIM技术在装配式建筑运营维护阶段的作用

BIM 技术可实现装配式建筑的全寿命信息化，管理人员利用预制构件中的RFID 芯片，获取保存在芯片中预制构件生产厂商、安装人员、运输人员等的资料信息。为保证BIM 信息管理的有效性，可以对人员进行明确的划分，明确施工过程的人员责任，加强工作的严谨性。BIM 技术还可以实现预制装配式建筑的绿色运维管理，借助预埋在预制构件中的RFID 芯片，可以对建筑物使用过程中的能耗进行监测和分析，运营维护管理人员可以根据BIM 软件的处理数据在BIM 模型中准确定位高耗能所在的位置并尽快解决。

结语：

随着我国经济水平不断提升，各项科学技术也在快速地更新与发展，这也为我国各行各业的发展提供了非常有利的契机。BIM 与物联网技术是一项以计算机技术为依托而发展起来的，在建筑行业中被广泛应用的一种技术。BIM 技术在装配式建筑设计中的应用，可以有效地提升设计效果，做好运行维护与管理工作，进而推动装配式建筑的发展。

参考文献：

[1] 肖阳，刘为.BIM 技术在装配式建筑施工质量管理中的应用研究[J].价值工程，2018.37.

[2] 董苏然，许晓文，付素娟.BIM 技术在装配式建筑设计中的应用实践[J].建设科技，2017（3）：37-39.