摘要：BIM技术极大地推动了装配式建筑的发展，是未来智慧建筑发展的核心技术之一。但是当前该技术在装配式建筑中的应用还相当有限，和智慧建筑的发展需求有着一定的差距。因此，本文结合BIM技术的发展现状，着眼于装配式智慧建筑建造亟待解决的问题，提出创新的观点。
关键词：BIM；智慧建筑；装配建筑；智慧建造
智慧建造是未来建筑的发展方向，以节能、环保、绿色、智能为特征的智慧建筑将会极大地改变人类的生活。智慧建筑的建造一定会以装配式建筑为核心，以高度集成的信息化技术和模块化建造的方式改变建筑产业的生态，这有利于改变长期以来我国建筑行业的粗放型发展模式，也有利于推动我国智慧装配式建筑的发展。但是要解决智慧装配式建筑规划设计、构件生产、装配建造三个阶段的问题，就要以BIM技术进行信息集成，提升智慧化水平。
1 基于BIM的智慧装配式建筑概述
1.1 智慧建筑概述
智慧建筑基于标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理、智能化应用的理念，具有绿色环保，节能生态，物联网联通的特点。在智慧建筑中不仅体现了信息高度集成和共享的特点，而且还延长了建筑的生命周期。智慧建筑的核心理念是智能化，未来，通过智慧建筑可以实现人脸识别、车辆自动入库，家居设备只能遥控，建筑全面感知，甚至是建筑帮助人类进行智慧决策等目的。比如通过保温材料和传感器的使用，智慧建筑可以自动调节能耗，降低二氧化碳排放，自动灭火，甚至为居家安全提供保障，这一切技术的核心都是AI智能技术与建筑本身相结合。
1.2 装配式建筑概述
我国传统的粗放型建筑建造模式造成了产业低效、资源浪费、环境污染等问题，装配式建筑能够有效改变这一问题，通过准化设计、精益化生产、模块化生产等方式，结合物联网等最新技术，事先浇筑构件，现场装配，实现精细化管理和模块化作业。既能够实现节能、节地、节水、节材、资源节约、保护环境，又能够提高构件的精确性，实现无缝连接，提升构件的物理性能，确定预埋件、预埋物、预留沟槽等准确位置。还能够有效缩短工期，提升质量，减少人工操作的错误率，确保施工现场的安全性，提高建筑的智能性。
1.3 基于BIM 技术的智慧建造概述
BIM技术即Building Information Modeling，中文翻译为建筑信息模型，通过可视化工具高度集成建筑的信息，加大信息共享，提高构件的精确性，能够数字化表达建筑项目。在建造过程的不同阶段，都可以及时修改信息，提升协同作业的水平，将数据可视化模型贯穿于智慧建筑的始终，集成各个专业、信息和关键指标，通过“三控三管一协调”控制智慧建造的核心过程，融合了虚拟建造和模拟分析等技术。作为核心技术，BIM技术和智慧建筑结合起来，能够构建一个开放创新的学习系统，实现人与建筑的核心，甚至推动人类居住环境的解放，构建社会化的建筑群。因此BIM技术是智慧建筑的切入点，能够充分发挥装配式建筑优势，重塑建造过程的场景。
2 基于BIM 装配式智慧建筑的成就和问题
2.1 基于BIM 装配式智慧建筑的成就
装配式建筑已经有近百年的发展历史，美国早在上个世纪30年代就出现了装配式建筑，现阶段已经从廉价建筑发展为高端节能智慧建筑。现代装配式建筑的发展蓬勃于二战之后，1968年日本为了应对地震大规模采用了装配式建筑，其结果主要以PC结构为主，已经从墙板结构发展到PC—钢混结构。德国的装配式建筑可以追到1845年的硅酸盐水泥为材料的人造石楼梯，二战以后因为全国一片废墟而得到飞速发展，其技术水平目前国际领先，预制构件的比例将近95%。
与之相比，我国装配式建筑具有后发优势，因为我国正处于建筑产业蓬勃发展的时期，在城市化进程中，住房供给需要较大。人们为了追求高品质的生活，选择装配式建筑和智慧建筑是未来的大势所趋。BIM技术引入之后，装配式智能建筑的集约、高效、智能功能逐渐发挥，融合物联网技术可以完成预制构件的精细化建造，满足复杂系统的建造需要。目前，我国基于BIM的装配式智慧建筑已经可以实现三维建模，协同设计，性能优化、碰撞检查和动画展示，正在追赶发达国家。
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2.2 基于 BIM 装配式智慧建筑的问题
（1）预制构件跟踪能力较差
作为基本单元，构件至关重要，在复杂的生产环节中，由于没有在现场浇筑，可能存在设计阶段不完善、信息不匹配等问题，导致设计方案不准确，现场构件摆放混乱，不能满足装配的需要和智能化的需求。
（2）BIM技术的应用成本相对较高
首先必须要说明的是采用BIM技术能够大幅降低装配式建筑的成本，可以消除40%的变更预算，减少80%的预算编制时间，成本能够降低3%，项目时间7%，能耗降低3%。但是BIM技术本身的应用成本较高，离开了大型建筑其成本的负担就凸显出来。
（3）BIM技术的适应性
由于建筑和发达国家的差距，导致计算量不够精确，仍然需要二次计算。同时由于相关标准缺乏，装配式建筑的管理标准不完善，智慧建筑建造的标准还需要进一步进行探索。
（4）设计占主导地位
BIM技术过度依赖设计，但是无论是现有建筑，还是未来的智慧建筑，单纯靠简单拆分组装都不能够满足实际需要。要解决这些问题，除了当前的可视化和预制构件跟踪之外，还要探索机器人安装、自动配置、智能装备等手段，采用物联网、VR、智能技术提升智慧化水平，解决装配中的问题。
3 基于BIM的智慧装配式建筑建造应用
3.1 体系构建
装配式建筑采用的标准化设计模式，工厂化生产的方式，装配化的施工手段，机电一体化的装修手段和信息化的高度集成。信息高度共享和互通，以智能化检测为中心，以智慧工程管理为核心，融合光纤和无线网络，布置好信息采集层。BIM设计能够降低成本，介绍返工，提高信息的准确性，确保设计的需求。在设计中要层层优化各个模型和环节，但是要注意的是构建种类要便于批量化生产，才能够有效降低成本，提升通用化的水平，扩大其拓展性。在体系构架的过程中，还要注意提升建模的可视化水平，采用VR技术制作空间感的模型，未来还可以将MR等技术融入其中，让人们在样板间内彷如身临其境。要进一步对模型进行分析和优化，因为节点处结构复杂，因此必须要提高其精确性，对碰撞检查类型进行设置，方便及时修改。为了严格符合设计的标准，提升建筑性能，要采用多个软件进行智能分析。
3.2 构件生产
提升虚拟设计的仿真性，结合物联网技术，确保信息及时更新，完善信息化平台的建设，对工厂管理系统、构件生产系统、物流管理系统、构件存储系统继续设计。在构件生产前的准备阶段，要利用BIM技术的可视化和参数优势，提升其精确性。在预制构件生产的阶段，要结合精益生产理念，提升数字化水平，确保精确度，促进智慧化的水平。在构件运输的阶段，要严格按照流程和制度标准，确保衔接顺畅，通信顺达，及时把握装配现场的状况。
3.3 装配过程
在施工过程中，要采用可靠的方式完成连接，多工种协同作业。面对复杂的环境，要根据BIM计算结果，精确布置，直观展示时间和空间的设计。做好机械设备的规划、临时建筑布置和安全疏散规划、临时道路规划、构件堆放场规划、工作面规划。要强化预制构件管理，借助BIM设计强化施工进度管理，强化安全管理，建立安全虚拟体验馆，构建完善的场景。为了强化质量控制，可以配置智能机器人进行放线和测量，提高现场控制力度。
结语
要推动基于BIM的智慧装配式建筑就要不断完善标准，强化软件的设计功能，匹配现场施工要求，创新工艺技术，培养创新人才，辅助装配式建筑的智慧化建设，打造智慧建筑群。
参考文献：
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论文作者:黄文斌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签：建筑论文; 智慧论文; 技术论文; 构件论文; 预制构件论文; 信息论文; 精确性论文; 《基层建设》2019年第32期论文;