裝配式建筑全壽命周期管理的核心技術——BIM和RFID

近些年，隨著現(xiàn)代發(fā)達的工業(yè)技術以及先進的科學技術在工業(yè)中的廣泛應用，我國的工業(yè)化水平逐步朝著現(xiàn)代化、科技化以及信息化方向發(fā)展，許多建筑企業(yè)為了達到業(yè)主對于施工周期的要求，逐步開始采用裝配式建筑。裝配式建筑是將工廠預制的構(gòu)件運到施工現(xiàn)場進行組裝的新型建筑施工模式，全程采用專用設備進行生產(chǎn)及施工，將構(gòu)件的生產(chǎn)、加工、組裝流程有效的串聯(lián)起來，顯著提高了施工效率，減輕了施工強度。可以說，裝配式建筑的應用將建筑行業(yè)帶入了機械化時代，在未來，建造房屋可以像機器一樣精密、高效，只需要輸入相關程序就可以達到預期的設計效果，建筑企業(yè)的利益得到了最大化的保障。

裝配式建筑全壽命周期管理的兩大核心技術為建筑信息模型BIM技術和無線射頻RFID技術。而BIM技術是建筑工程實現(xiàn)全生命周期信息化的實踐手段，其具有可視化、多元化、信息化的特點，RFID技術具有標識唯一性、信息準確性和處理便捷性的特點，二者已在全球范圍內(nèi)的建筑業(yè)得到廣泛的認可。

一、BIM和RFID技術原理

1、BIM技術原理

建筑信息模型(BIM)就是把建設工程項目的各相關信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎，建立建筑模型，然后運用數(shù)字信息仿真模擬建筑物所包含的確鑿信息。BIM技術有以下三個特點：其一是把作為基本圖元元素的每一個建設工程項目中的單一構(gòu)件組合成一個數(shù)據(jù)庫(Database)，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)始終保持一致性且全局共享。其二是構(gòu)件的材料信息、幾何圖形信息等各種信息集和在一起，構(gòu)成一個含有極其豐富的項目信息的數(shù)據(jù)化建筑圖元。其三是模型信息是相互關聯(lián)、動態(tài)變化的，只要模型信息有變化，其相關聯(lián)的所有對象會迅速更新，并且還可以自動生成相應的圖形、文檔等。

2、RFID技術原理

無線射頻識別(RFID)技術，是一種與生活息息相關的無線電波通信技術，不需要識別系統(tǒng)與特定目標之間建立光學或者機械接觸就能夠通過無線電波識別特定目標并顯示其所包含的相關信息;其組成部分有應答器、閱讀器、中間件、軟件系統(tǒng)。RFID技術主要有三個特點：其一是非接觸式的信息讀取，不受覆蓋物遮擋的干擾，可遠距離通訊，穿透性極強。其二是多個電子標簽所包含的信息能夠同時被接收，信息的讀取具有便捷性。其三是抗污染能力和耐久性好，可以重復使用。

二、BIM和RFID在裝配式建筑全壽命周期管理中的應用

1、BIM和RFID技術在構(gòu)件運輸階段的應用

預制構(gòu)件在工廠制造完成后，向其植入特制的含有與之相關的各種信息的RFID標簽，目的是為了方便對預制構(gòu)件在運輸、存儲、吊裝、運營維護過程中進行管理。RFID標簽編碼的原則是唯一性：保證每個構(gòu)件單元對應代碼標識的唯一性，保證每個構(gòu)件在生產(chǎn)、運輸、吊裝運營維護等過程中的信息準確無誤，有效的解決了因混淆帶來的影響。

BIM和FRID技術的創(chuàng)新應用流程

2、BIM和RFID技術在現(xiàn)場施工階段的應用

RFID閱讀器迅速識別并讀入進入施工場地的構(gòu)件，然后通過施工場地無線網(wǎng)絡把預制構(gòu)件中的芯片所包含的信息上傳至控制中心;控制中心根據(jù)BIM系統(tǒng)中的信息指揮構(gòu)件進入吊裝中心進行存儲，并把相應的信息發(fā)送給吊裝中心;吊裝中心根據(jù)接收到的信息對預制構(gòu)件進行吊裝;然后RFID閱讀器閱讀并識別吊裝后的預制構(gòu)件并通過無線網(wǎng)絡把信息反饋給控制中心，控制中心進行核實并對BIM系統(tǒng)進行更新。

在此階段，主要以RFID技術隨時追蹤和監(jiān)控預制構(gòu)件的儲存和吊裝，以施工現(xiàn)場的無線網(wǎng)絡為媒介及時的傳遞相關信息，同時把RFID與BIM相結(jié)合，保證信息完整，加速信息傳遞，減少了工作人員在錄入信息時潛在的錯誤，可實現(xiàn)零失誤，比如在預制構(gòu)件進入施工現(xiàn)場接受核查時，不需要而導致返工的問題;其次標簽也具有可擴展性，一般要預留出可擴展區(qū)域，為可能出現(xiàn)的其他屬性信息預留充足的存儲空間;再者標簽也有具體含義來保證編碼卡的可操作性和簡易性，構(gòu)件的類型和數(shù)量全是提前計劃好的，且數(shù)量不大，使用具有具體含義的編碼可以使編碼的可閱性得到提高，有利于數(shù)據(jù)處理。

將RFID標簽中的信息傳輸?shù)紹IM系統(tǒng)中進行判斷和處理，并合理安排施工順序、規(guī)劃構(gòu)件運輸順序、運輸?shù)能嚧巍⒙肪€等等，對于精益建設中的零缺陷、零庫存理想化目標實現(xiàn)非常有利。同時施工現(xiàn)場的實際進度等相關信息還能即時被反饋到預制構(gòu)件生產(chǎn)工廠，工廠再根據(jù)反饋來的施工現(xiàn)場進度信息調(diào)整構(gòu)件生產(chǎn)計劃，使待工待料出現(xiàn)的概率幾乎為零，然后工廠再將調(diào)整計劃的信息傳遞給施工現(xiàn)場，實現(xiàn)信息共享，有利于工程順利進行。

BIM和RFID技術在現(xiàn)場施工階段的應用

3、RFID和BIM技術在運營管理階段的應用

在運營維護管理過程中，建筑物使用情況、財務狀況、容量等所有即時信息均可被BIM物業(yè)管理系統(tǒng)隨時監(jiān)測到;還可以將預制構(gòu)件所包含的所有信息輸入并存儲到BIM物業(yè)管理系統(tǒng)中，這樣建筑物中的所有構(gòu)件和各種設備的運行情況就可以即時被掌握，及時發(fā)現(xiàn)和處理損壞或不合格的預制構(gòu)件。依靠BIM文件來實現(xiàn)建設工程施工階段與運營維護階段的無縫銜接并且提供運營維護管理過程所需全部信息。同時預制構(gòu)件的改擴建過程中，應用RFID標簽和BIM數(shù)據(jù)庫，可以及時準確地將內(nèi)隔墻、廚衛(wèi)設備、管線等預制構(gòu)件安裝到對應的房間中，針對建筑結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性進行分析與檢測，避免結(jié)構(gòu)損傷;當建筑物壽命期達到預定使用期限時，還可以運用RFID標簽和BIM數(shù)據(jù)庫中的各種信息來判定一些預制構(gòu)件能否循環(huán)使用，不僅可以減少材料的使用、能源的消耗、環(huán)境的污染，而且可以響應我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。

（編輯：奚雅青）