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BIM协同是什么?关于新型建筑工业化与BIM技术的协同关系研究

2021-04-09 14:46发布

新型建筑工业化和建筑信息模型是建筑业升级换代中出现的两种完全不同的概念,找到两者的协同点并研究其协同作用有助于形成对两者交互关系的系统认识,为应用实践给出指导和建议。在分析现有文献的基础上,构建新型建筑工业化要求与BIM功能之间的协同关系矩阵,确定26个协同关系,对所有关系的分析都表明新型建筑工业化和BIM可以实现一定的正混杂效应(PositiveInteraction),即实现两者协同比分别应用两种概念所产生的价值更大。研究协同关系为工程建设项目各参与方的新型建筑工业化和BIM实践提供了指导,有助于提高项目生产率和行业效率,促进建筑工业化与信息化的融合。

建筑业是我国经济发展的支柱产业,但也是资源和能源消耗最大的产业,同时还存在着工程质量和安全保障程度低、生产效率低和污染环境等问题。建筑工业化和建筑信息模型(BuildingInformationModeling,BIM)是工程建设领域管理方式升级换代过程中出现的两个重要概念。建筑工业化由制造业的工业化概念发展而来,进入21世纪,我国提出了要“走新型工业化道路”。综合不同研究者对新型建筑工业化的理解,其特征可以概括为以下6个方面:设计标准化、构件部品生产自动化、构件部品商品化、施工装配化与机械化、全寿命周期信息化和统筹管理科学化。BIM是一个高度自动化的公共信息管理平台。Eastman等用BIM一词来描述一项“最终关系着广泛设计、施工和设施管理变革的人类活动”,BIM技术支持整个阶段的设计,提供分析和控制,产生的数据可以支持施工、材料制造并模拟建筑的建造运营过程。

新型建筑工业化同BIM是相互独立的,但实现新型建筑工业化应借助于数字化信息控制的智能系统,以通过两者的协同作用实现正混杂效应,在工程项目建设中创造更大效益。BIM作为建筑信息化的重要内涵,也十分适合应用于新型建筑工业化建造活动。区别于制造业产品,建筑产品有其特殊性。从建筑结构的规划设计到构件部品的工厂生产,再到现场施工装配,以及运营维护直至拆除,整个过程中一般会有众多单位参与其中,同时还需满足新型建筑工业化的要求,故高效管理信息十分重要。BIM技术的参数化建模与虚拟施工等相关功能有助于实现新型建筑工业化。

目前已有关于BIM技术在建筑工业化中应用的研究,如纪颖波等结合新型建筑工业化基本特征分析了BIM的应用,主要关注BIM技术的辅助作用;姜腾腾构建了绿色建筑背景下基于BIM技术的建筑工业化发展模型,较少涉及BIM具体功能;孙钰钦通过问卷调查和项目实践总结出了BIM技术在PC住宅建筑中的应用框架,较少涉及其他建筑类型;Zhang等研究了BIM在模数化设计和装配建造方面的应用,主要从技术层面进行探讨;龚越等从工业化项目设计、施工和运维3个阶段探讨了BIM集成系统在装配式建筑中的应用,其重点在于对协同机制的分析;夏海兵等、胡延红等、田东等基于具体项目阐述了BIM技术在设计、生产、建造等过程中的应用。

综合分析以上文献可以发现,以往研究中多将BIM作为实现建筑工业化的一种具体技术手段,而缺少对两者之间交互关系的综合性探讨;现有BIM应用研究多针对装配式建筑,不能充分体现新型建筑工业化的特点和要求;这些文献多依托于具体的工程项目或围绕项目的不同阶段展开,缺乏新型建筑工业化与BIM技术之间协同关系的系统性研究。本文在文献分析的基础上,列出具体的新型建筑工业化要求与BIM功能,构建关系矩阵,对新型建筑工业化与BIM的协同关系进行系统性研究,寻找交互点,以便在实际应用中更好发挥两者的正混杂效应,为其在工程领域的推广和发展提供借鉴。

新型建筑工业化相关要求

新型建筑工业化的建造方式虽有提高效率、节约成本、减少污染等诸多好处,但它同时也对设计施工等环节的技术和管理提出了更高要求。

(1)设计标准化。标准化是工业化的基础,也是生产自动化和部品商品化的基础。是指在设计过程中采用标准化的设计方案、构件、部品和建筑体系。模数化是标准化当中的重要内容,它强调了部品的通用性。建筑设计与结构设计的标准化有助于在后续环节降低生产成本、缩短生产时间、提高效率、提高构件部品质量和利润率。

(2)构件部品生产自动化。构件部品自动化、工厂化的生产方式是新型建筑工业化的最直观体现。不同于传统的批量生产,新型建筑工业化强调的是在自动化生产环节实现大规模定制,在降低成本、提高质量和效率的同时尽可能满足建筑产品使用者的多样化需求。

(3)构件部品商品化。基于构件部品具有通用性的假定,构件部品商品化供应有助于减少库存和浪费,提高建筑行业的整体效率。在美国和日本等国家,构件部品的社会化生产和商品化供应都是其新型建筑工业化实践中的重要内容。

(4)施工装配化、机械化。在保证结构安全性和工程项目经济性的前提下,尽量减少湿作业,应用专业设备进行现场装配;对于现浇结构采取机械化的施工形式,保证施工过程中的“四节一环保”。机械化施工更加高效,由此生产出的建筑产品也更加高质。

(5)全寿命周期信息化。在建筑的设计、生产、施工和运维过程中会产生大量的信息,涉及大量建筑体系、系统,包含众多参与方,因此必须保证信息完整、准确、前后一致、易于共享。

(6)统筹管理科学化。在实际工程项目中,设计、生产、施工和运维几个环节由不同参与方负责完成,相对独立,即使是同一个环节中也可能会涉及到不同人员或不同部门。对于一个建筑来说,除了3D空间坐标信息,还需包含进度成本等工程信息,内容十分庞杂。集成化的统筹管理有助于协调各环节,避免出现管理疏漏和低效率。


文章来源:https://www.bimsq.com
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