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裝配式建筑核心是“集成”，而BIM技術是“集成”的主線。這條主線串聯起設計、生產、施工、裝修和管理的全過程，服務于設計、建設、運維、拆除的全生命周期，可以數字化虛擬，信息化描述各種系統要素，實現信息化協同設計、可視化裝配，工程量信息的交互和節點連接模擬及檢驗等全新運用，整合建筑全產業鏈，實現全過程、全方位的信息化集成。 預制裝配式建筑項目傳統的建設模式是設計→工廠制造→現場安裝，但設計、工廠制造、現場安裝三個階段是分離的，設計的不合理，往往只能在安裝過程中才會被發現，造成變更和浪費，甚至影響質量。

BIM技術的引入則有效解決以上問題，它將設計方案、制造需求、安裝需求集成在BIM模型中，在實際建造前統籌考慮設計、制造、安裝的各種要求，把實際制造、安裝過程中可能產生的問題提前消滅。 裝配式建筑的典型特征是標準化的預制構件或部品在工廠生產，然后運輸到施工現場裝配、組裝成整體。所以設計就要適應其特點，傳統的設計方法是通過預制構件加工圖來表達預制構件的設計，其平立剖面圖紙還是傳統的二維表達形式。而引入BIM技術后，建立裝配式建筑的BIM構件庫，就可模擬工廠加工的方式，以“預制構件模型”的方式來進行系統集成和表達。另外，在深化設計、構件生產、構件吊裝等階段，都將采用BIM進行構件的模擬，碰撞檢驗與三維施工圖紙的繪制。

一、 BIM技術在裝配式建筑設計階段中的應用價值

BIM技術可用于預制裝配式建筑的設計、生產、運輸和安裝的全過程，有效提高預制

構件設計的合理性和精確性，并輔助實現生產、運輸和安裝的動態管理。

1. 1 提高裝配式建筑設計效率

裝配式建筑設計中，由于需要對預制構件進行各類預埋和預留的設計，因此更加需要各專業的設計人員密切配合。利用BIM技術所構建的設計平臺，裝配式建筑設計中的各專業設計人員能夠快速地傳遞各自專業的設計信息，對設計方案進行“同步”修改。借助BIM技術與“云端”技術，各專業設計人員可以將包含有各自專業的設計信息的BIM模型統一上傳至BIM設計平臺，通過碰撞與自動糾錯功能，自動篩選出各專業之間的設計沖突，幫助各專業設計人員及時找出專業設計中存在的問題；裝配式建筑中預制構件的種類和樣式繁多，出圖量大，通過BIM技術的“協同”設計功能，某一專業設計人員修改的設計參數能夠同步、無誤地被其他專業設計人員調用，這方便了配套專業設計人員進行設計方案的調整，節省各專業設計人員由于設計方案調整所耗費的時間和精力。

此外，通過授予裝配式建筑專業設計人員、構件拆分設計人員、以及相關的技術和管理人員不同的管理和修改權限，可以使更多的技術和管理專業人士參與到裝配式建筑的設計過程中，根據自己所處的專業提出意見和建議，減少預制構件生產和裝配式建筑施工中的設計變更，提高業主對裝配式建筑設計單位的滿意度，從而提高裝配式建筑的設計效率，減少或避免由于設計原因造成的項目成本增加和資源浪費(如圖所示基于BIM技術的協同設計流程)。

1. 2 實現裝配式預制構件的標準化設計

BIM技術可以實現設計信息的開放與共享。設計人員可以將裝配式建筑的設計方案上傳到項目的“云端”服務器上，在云端中進行尺寸、樣式等信息的整合，并構建裝配式建筑各類預制構件(例如門、窗等)的“族”庫。隨著云端服務器中“族”的不斷積累與豐富，設計人員可以將同類型“族”進行對比優化，以形成裝配式建筑預制構件的標準形狀和模數尺寸。預制構件“族”庫的建立有助于裝配式建筑通用設計規范和設計標準的設立。利用各類標準化的“族”庫，設計人員還可以積累和豐富裝配式建筑的設計戶型，節約戶型設計和調整的時間，有利于豐富裝配式建筑戶型規格，更好地滿足居住者多樣化的需求。

1.3 預制構件深化設計

在三維設計模型的基礎上進行構件拆分，可精確統計預制構件的體積和重量，指導預制率和裝配率的計算，

并形成各個預制構件的模型。然后在預制構件模型上進行深化設計，布置鋼筋與各類埋件，直接生成構件生產所需的圖紙，并準確統計鋼筋規格與長度、埋件型號與數量等。

1.4 預制構件碰撞檢測

1. 5降低裝配式建筑的設計誤差

設計人員可以利用BIM技術對裝配式建筑結構和預制構件進行精細化設計，減小裝配式建筑在施工階段容易出現的裝配偏差問題。借助BIM技術，對預制構件的幾何尺寸及內部鋼筋直徑、間距、鋼筋保護層厚度等重要參數進行精準設計、定位。在BIM模型的三維視圖中，設計人員可以直觀地觀察到待拼裝預制構件之間的契合度，并可以利用BIM技術的碰撞檢測功能，細致分析預制構件結構連接節點的可靠性，排除預制構件之間的裝配沖突，從而避免由于設計粗糙而影響到預制構件的安裝定位，減少由于設計誤差帶來的工期延誤和材料資源的浪費。

二、 BIM技術在預制構件生產階段的應用價值

2. 1 優化整合預制構件生產流程

裝配式建筑的預制構件生產階段是裝配式建筑生產周期中的重要環節，也是連接裝配式建筑設計與施工的關鍵環節。為了保證預制構件生產中所需加工信息的準確性，預制構件生產廠家可以從裝配式建筑BIM模型中直接調取預制構件的幾何尺寸信息，制定相應的構件生產計劃，并在預制構件生產的同時，向施工單位傳遞構件生產的進度信息。

為了保證預制構件的質量和建立裝配式建筑質量可追溯機制，生產廠家可以在預制構件生產階段為各類預制構件植入含有構件幾何尺寸、材料種類、安裝位置等信息的RFID芯片，通過RFID技術對預制構件進行物流管理，提高預制構件倉儲和運輸的效率(如圖所示基于BIM和RFID技術的預制構件生產與物流流程優化)。

2. 2 加快裝配式建筑模型試制過程

為了保證施工的進度和質量，在裝配式建筑設計方案完成后，設計人員將BIM模型中所包含的各種構配件信息與預制構件生產廠商共享，生產廠商可以直接獲取產品的尺寸、材料、預制構件內鋼筋的等級等參數信息，所有的設計數據及參數可以通過條形碼的形式直接轉換為加工參數，實現裝配式建筑BIM模型中的預制構件設計信息與裝配式建筑預制構件生產系統直接對接，提高裝配式建筑預制構件生產的自動化程度和生產效率。還可以通過3D打印的方式，直接將裝配式建筑BIM模型打印出來，從而極大地加快裝配式建筑的試制過程，并可根據打印出的裝配式建筑模型校驗原有設計方案的合理性(如圖所示基于BIM技術的裝配式建筑試制流程)。

三、 BIM技術在裝配式建筑施工階段的應用價值

3. 1 改善預制構件庫存和現場管理

裝配式建筑預制構件生產過程中，對預制構件進行分類生產、儲存需要投入大量的人力和物力，并且容易出現差錯。利用BIM技術結合RFID技術，通過在預制構件生產的過程中嵌入含有安裝部位及用途信息等構件信息的RFID芯片，存儲驗收人員及物流配送人員可以直接讀取預制構件的相關信息，實現電子信息的自動對照，減少在傳統的人工驗收和物流模式下出現的驗收數量偏差、構件堆放位置偏差、出庫記錄不準確等問題的發生，可以明顯地節約時間和成本。在裝配式建筑施工階段，施工人員利用RFID技術直接調出預制構件的相關信息，對此預制構件的安裝位置等必要項目進行檢驗，提高預制構件安裝過程中的質量管理水平和安裝效率。

3. 2 提高施工現場管理效率

裝配式建筑吊裝工藝復雜、施工機械化程度高、施工安全保證措施要求高，在施工開始之前，施工單位可以利用BIM技術進行裝配式建筑的施工模擬和仿真，模擬現場預制構件吊裝及施工過程，對施工流程進行優化；也可以模擬施工現場安全突發事件，完善施工現場安全管理預案，排除安全隱患，從而避免和減少質量安全事故的發生。利用BIM技術還可以對施工現場的場地布置和車輛開行路線進行優化，減少預制構件、材料場地內二次搬運，提高垂直運輸機械的吊裝效率，加快裝配式建筑的施工進度。

3. 3 5D施工模擬優化施工、成本計劃

利用BIM技術，在裝配式建筑的BIM模型中引入時間和資源維度，將“3D-BIM”模型轉化為“5D-BIM”模型，施工單位可以通過“5D-BIM”模型來模擬裝配式建筑整個施工過程和各種資源投入情況，建立裝配式建筑的“動態施工規劃”，直觀地了解裝配式建筑的施工工藝、進度計劃安排和分階段資金、資源投入情況；還可以在模擬的過程中發現原有施工規劃中存在的問題并進行優化，避免由于考慮不周引起的施工成本增加和進度拖延。利用“5D-BIM”進行施工模擬使施工單位的管理和技術人員對整個項目的施工流程安排、成本資源的投入有了更加直觀的了解，管理人員可在模擬過程中優化施工方案和順序、合理安排資源供應、優化現金流，實現施工進度計劃及成本的動態管理(如圖所示運用BIM技術的裝配式建筑生產流程管理)。

預制裝配式建筑在設計、施工階段的難點

1.構件標準化設計，模數確定困難；

2.結構節點連接設計，單構件設計不易考慮整體性；

3.深化設計不能很好地考慮現場需求，設計單位與施工單位要經過多次交底才能確定方案，費時費力；

4.多專業間協同困難，

PC構件預留預埋等需要綜合考慮安裝各專業管線走向、設計規

范、現場施工要求等，傳統方式很難考慮周全。

四、 BIM技術在裝配式建筑運維階段的應用價值

4. 1 提高運維階段的設備維護管理水平

借助BIM和RFID技術搭建的信息管理平臺可以建立裝配式建筑預制構件及設備的運營維護系統。以BIM技術的資料管理與應急管理功能為例，在發生突發性火災時，消防人員利用BIM信息管理系統中的建筑和設備信息可以直接對火災發生位置進行準確定位，并掌握火災發生部位所使用的材料，有針對性地實施滅火工作。此外，運維管理人員在進行裝配式建筑和附屬設備的維修時，可以直接從BIM模型中調取預制構件、附屬設備的型號、參數和生產廠家等信息，提高維修工作效率。

4. 2 加強運維階段的質量和能耗管理

BIM技術可實現裝配式建筑的全壽命信息化，運維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、運輸人員等的重要信息。一旦發生后期的質量問題，可以將問題從運維階段追溯至生產階段，明確責任的歸屬。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，BIM軟件可以對建筑物使用過程中的能耗進行監測和分析，運維管理人員可以根據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設法解決。此外，預制建筑在拆除時可以利用BIM模型篩選出可回收利用的資源進行二次開發回收利用，節約資源，避免浪費。

從以上分析可以看出，借助BIM技術，可以有效地提高裝配式建筑的設計、生產和施工水平，使裝配式建筑從設計到運維的生產鏈條更加緊密、合理，在我國建筑業實現節能減排、減少污染、促進建筑行業發展轉型過程中，能夠發揮相當積極的作用。不過，要達到BIM技術與裝配式建筑更加緊密的結合，還要在實踐中進一步地磨合與完善，這仍需廣大建設行業的從業者的共同努力。

五、人才需求變化分析

5.1 建筑業舊業態具有：高增速、大規模、多機會、低利潤、舊模式、恒盈利的特征，長期以來，建筑業吸納了大量企業和人員。但是，隨著裝配式建筑的發展，建筑行業內分化將變得激烈，不可避免地會有大量企業和從業人員退出。

5.2 目前建筑業從業人員不下5000萬，隊伍非常龐大。傳統的建筑生產組織方式，因為其對人工勞動嚴重依賴、簡單重復勞動多、科技含量低，使得建筑施工行業作業效率普遍低下，原材料消耗大，環境污染問題突出，這種現場施工、現場砌筑、人隨項目走的習慣性做法已經難以適應當今世界節能減碳、綠色環保的發展要求。而建筑業走向工廠化的裝配式建造方式，是彌補現階段建筑業高技能勞動力短缺的有效途徑。

5.3 工廠化通過工廠預制和現場裝配相結合的生產方式，不但縮短了建造周期，而且減少了對手工勞動和勞動技能的依賴。這意味著，隨著裝配式建筑的發展，今后建筑業將不再時興“人海戰術”了。

我覺得目前全國已有30多個省市出臺了針對裝配式建筑及建筑產業化發展的指導意見和相關配套措施，不少地方更是對建筑產業化的發展提出了明確要求。而國家高層更是提出的“10年30%”的目標，為裝配式建筑的發展送來政策東風。隨著裝配式建筑的發展，在為行業帶來新氣象的同時，建筑行業業態或將面臨洗牌和重構。