装配式建筑全寿命周期管理的核心技术——BIM和RFID

来源:BIM大咖

2020/03/04 12:52:22

      近些年,随着现代发达的工业技术以及先进的科学技术在工业中的广泛应用,我国的工业化水平逐步朝着现代化、科技化以及信息化方向发展,许多建筑企业为了达到业主对于施工周期的要求,逐步开始采用装配式建筑。装配式建筑是将工厂预制的构件运到施工现场进行组装的新型建筑施工模式,全程采用专用设备进行生产及施工,将构件的生产、加工、组装流程有效的串联起来,显著提高了施工效率,减轻了施工强度。可以说,装配式建筑的应用将建筑行业带入了机械化时代,在未来,建造房屋可以像机器一样精密、高效,只需要输入相关程序就可以达到预期的设计效果,建筑企业的利益得到了最大化的保障。

      装配式建筑全寿命周期管理的两大核心技术为建筑信息模型BIM技术和无线射频RFID技术。而BIM技术是建筑工程实现全生命周期信息化的实践手段,其具有可视化、多元化、信息化的特点,RFID技术具有标识唯一性、信息准确性和处理便捷性的特点,二者已在全球范围内的建筑业得到广泛的认可。


一、BIM和RFID技术原理

      1、BIM技术原理

      建筑信息模型(BIM)就是把建设工程项目的各相关信息数据作为模型的基础,建立建筑模型,然后运用数字信息仿真模拟建筑物所包含的确凿信息。BIM技术有以下三个特点:其一是把作为基本图元元素的每一个建设工程项目中的单一构件组合成一个数据库(Database),数据库中的数据始终保持一致性且全局共享。其二是构件的材料信息、几何图形信息等各种信息集和在一起,构成一个含有极其丰富的项目信息的数据化建筑图元。其三是模型信息是相互关联、动态变化的,只要模型信息有变化,其相关联的所有对象会迅速更新,并且还可以自动生成相应的图形、文档等。

      2、RFID技术原理

      无线射频识别(RFID)技术,是一种与生活息息相关的无线电波通信技术,不需要识别系统与特定目标之间建立光学或者机械接触就能够通过无线电波识别特定目标并显示其所包含的相关信息;其组成部分有应答器、阅读器、中间件、软件系统。RFID技术主要有三个特点:其一是非接触式的信息读取,不受覆盖物遮挡的干扰,可远距离通讯,穿透性极强。其二是多个电子标签所包含的信息能够同时被接收,信息的读取具有便捷性。其三是抗污染能力和耐久性好,可以重复使用。


二、BIM和RFID在装配式建筑全寿命周期管理中的应用

      1、BIM和RFID技术在构件运输阶段的应用

      预制构件在工厂制造完成后,向其植入特制的含有与之相关的各种信息的RFID标签,目的是为了方便对预制构件在运输、存储、吊装、运营维护过程中进行管理。RFID标签编码的原则是唯一性:保证每个构件单元对应代码标识的唯一性,保证每个构件在生产、运输、吊装运营维护等过程中的信息准确无误,有效的解决了因混淆带来的影响。

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BIM和FRID技术的创新应用流程

      2、BIM和RFID技术在现场施工阶段的应用

      RFID阅读器迅速识别并读入进入施工场地的构件,然后通过施工场地无线网络把预制构件中的芯片所包含的信息上传至控制中心;控制中心根据BIM系统中的信息指挥构件进入吊装中心进行存储,并把相应的信息发送给吊装中心;吊装中心根据接收到的信息对预制构件进行吊装;然后RFID阅读器阅读并识别吊装后的预制构件并通过无线网络把信息反馈给控制中心,控制中心进行核实并对BIM系统进行更新。

      在此阶段,主要以RFID技术随时追踪和监控预制构件的储存和吊装,以施工现场的无线网络为媒介及时的传递相关信息,同时把RFID与BIM相结合,保证信息完整,加速信息传递,减少了工作人员在录入信息时潜在的错误,可实现零失误,比如在预制构件进入施工现场接受核查时,不需要而导致返工的问题;其次标签也具有可扩展性,一般要预留出可扩展区域,为可能出现的其他属性信息预留充足的存储空间;再者标签也有具体含义来保证编码卡的可操作性和简易性,构件的类型和数量全是提前计划好的,且数量不大,使用具有具体含义的编码可以使编码的可阅性得到提高,有利于数据处理。

      将RFID标签中的信息传输到BIM系统中进行判断和处理,并合理安排施工顺序、规划构件运输顺序、运输的车次、路线等等,对于精益建设中的零缺陷、零库存理想化目标实现非常有利。同时施工现场的实际进度等相关信息还能即时被反馈到预制构件生产工厂,工厂再根据反馈来的施工现场进度信息调整构件生产计划,使待工待料出现的概率几乎为零,然后工厂再将调整计划的信息传递给施工现场,实现信息共享,有利于工程顺利进行。

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BIM和RFID技术在现场施工阶段的应用

      3、RFID和BIM技术在运营管理阶段的应用

      在运营维护管理过程中,建筑物使用情况、财务状况、容量等所有即时信息均可被BIM物业管理系统随时监测到;还可以将预制构件所包含的所有信息输入并存储到BIM物业管理系统中,这样建筑物中的所有构件和各种设备的运行情况就可以即时被掌握,及时发现和处理损坏或不合格的预制构件。依靠BIM文件来实现建设工程施工阶段与运营维护阶段的无缝衔接并且提供运营维护管理过程所需全部信息。同时预制构件的改扩建过程中,应用RFID标签和BIM数据库,可以及时准确地将内隔墙、厨卫设备、管线等预制构件安装到对应的房间中,针对建筑结构的安全性、耐久性进行分析与检测,避免结构损伤;当建筑物寿命期达到预定使用期限时,还可以运用RFID标签和BIM数据库中的各种信息来判定一些预制构件能否循环使用,不仅可以减少材料的使用、能源的消耗、环境的污染,而且可以响应我国可持续发展的战略。





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