BIM技术在装配式建筑质量管理中的应用研究

谢明辉，周志颖，王野

（1.吉林建筑大学；2.中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司）

1 引言

目前，我国建筑业存在能源消耗严重、劳动力稀缺、污染环境等问题。装配式建筑的推广能够成为解决以上问题的有效途径。相较于传统建筑施工，装配式建筑涉及生产、运输、装配等多个环节，这就使得装配式建筑质量管理信息庞杂，从而对装配式建筑的质量管理提出了更高的要求。BIM技术是一种多维化模型信息集成技术，能够连接各个阶段的相关质量信息，同时也可以被项目的各参与方共同使用。BIM技术具有可视化、模拟化、协同性以及可出图性等功能，能够为装配式建筑的质量管理提供了技术支持。然而当前国内装配式建筑质量管理仍然存在很多问题，本文就如何高效地将BIM技术在装配式建筑质量管理中应用进行了研究。

2 装配式建筑质量管理存在的问题

2.1 施工准备不完善

装配式建筑在我国的发展还处于起步阶段，在开始前项目就存在施工准备不充分的问题，主要包括技术准备不足、人员知识储备不足、施工现场准备不足、吊装设备准备不足等。对于装配式建筑质量管理缺乏预见性，导致在出现质量问题后不能快速准确的解决。从而严重影响了装配式建筑的质量。

2.2 信息化管理程度低

装配式建筑的质量保障需要各参与方以及各专业人员的协同配合。不同单位的交叉管理以及沟通协调问题是导致装配式建筑质量问题的重要因素。在装配式建筑构件设计、生产、运输、装配阶段，各参与方之间的信息传递存在着潜在的问题，如果发生质量信息传递不及时或者质量信息丢失，就会降低装配式建筑质量管理效率，且容易导致质量问题责任难以追溯。

2.3 预制构件生产质量问题突出

在装配式建筑质量体系中，预制构件生产的质量是整个装配式建筑的质量的基础。由于施工方式的转变，装配式建筑产业链拉长，导致构件在设计、生产、运输、仓储的过程中，难免存在质量不达标和操作不规范等问题，这就直接威胁到装配式建筑的质量。

2.4 预制构件装配质量有待加强

装配式建筑的现场施工环节较传统建筑发生了很大的变化。装配人员的预制构件装配水平决定了建筑的整体质量。以往施工单位、监理单位以及质量监管部门对于建筑质量管理的内容已经不能适用于装配式建筑。由于装配式建筑施工涉及内容和相关部门比较多，在整体的管理中没有注重协调和提高，从而造成了施工质量管理问题的发生。

3 BIM技术在装配式建筑质量管理中的应用优势

3.1 模拟施工提前准备

基于BIM技术的建筑信息模型，能够在项目开始前实现装配式建筑施工方案的模拟分析，找出设计中存在的质量问题并且及时修改。利用BIM技术模拟装配现场的合理布置，保证吊机能够处于合理的吊装范围，保障预制构件的堆放安全。同时质量管理人员可以利用模拟装配视屏将装配时的难点和要点提前说明，从而装配人员能够准确知道构件的基本质量参数和安装流程，减少因装配质量问题产生的返工，能够有效控制装配式建筑的装配质量。

3.2 提升质量管理效率

传统二维CAD图纸不容易直观理解且信息传递效率低下，容易出现“信息孤岛”现象，从而会影响装配式建筑质量管理目标的实现。BIM技术提供了三维可视化的思路，通过构建一个数字化的信息模型，“所见即所得”，使信息的表达方式更加完整、准确和清晰，且信息传递方式更为方便，为装配式建筑预制构件的生产装配提供了质量保障，从而避免由于信息误解产生的质量隐患，提升了装配式建筑质量管理效率。

3.3 明确质量责任追溯

在装配式建筑质量管理中，由于装配式建筑预制构件的数量众多，BIM模型的复杂程度也随之增加。在BIM技术应用过程中可以与RFID技术、物联网等技术充分融合，通过RFID读写功能对预制构件生产现场以及装配现场的作业产品进行追踪、记录和分析，实现了质量信息传递的自动化和智能化，增强了预制构件质量信息的透明度，从而明确质量问题的责任追溯。

3.4 实时控制现场质量

在BIM模型应用过程中，现场质量管理人员可以实时的将预制构件生产以及装配期间发生的所有质量问题都记录下来，并反馈到BIM模型中，相关技术人员可以通过观察输入质量问题的BIM模型，实时掌控生产、装配现场的质量情况，及时找出解决质量问题的方法，并且可以通过现场质量情况的更新做到有效的预防，从而实现对于装配式建筑构件生产以及装配现场实时的质量控制。

4 BIM技术在装配式建筑质量管理中的应用设计

4.1 事前指导性质量管理

为了使装配式建筑整体的质量得到有效保障，在项目正式开始前需要对项目有一个事前的指导性质量管理。在这个阶段，技术人员应用BIM技术虚拟构件生产和装配以及现场的准备工作，项目质量管理人员和项目作业人员能够了解每一个阶段具体的活动，可以增加项目管理人员的质量管理效率，同时可以增强作业人员具体的操作能力，从而减少作业人员在项目开始初期由于操作不熟练而导致的质量问题。通过模拟项目的全过程，可以对装配式建筑项目施工风险、问题以及质量控制点进行识别，在项目开始前做好提前部署；还可以加快、加深项目所有参与人员对于新技术的了解和应用，做到项目质量管理的人人参与，从而达到项目事前指导性质量管理的效果。

4.2 事中控制性质量管理

装配式建筑事中控制性质量管理是指在装配式预制构件生产和装配过程中的质量管理。由于装配式建筑的作业场所延伸，分为预制构件生产工厂和预制构件装配现场，质量管理人员需要根据不同场所的重要质量管理环节和质量管理影响因素，结合BIM技术的应用，有目的性的对装配式建筑的质量进行控制性的管理。

4.2.1 预制构件生产工厂质量管理

装配式建筑预制构件的生产质量直接影响到以后预制构件的装配质量，是装配式建筑整体质量管理的关键部分。在预制构件生产前，利用Navisworks软件检查和消除BIM模型中在实际装配时可能出现的碰撞冲突。在完成碰撞检查后对BIM信息库以及预制构件图纸信息进行更新，从而保证信息的准确性和实时性。在预制构件信息更新后，预制构件生产工厂可以根据装配式建筑BIM模型拆分设计，从而建立出可供工厂生产的BIM模型。工厂在开始预制构件生产时，结合RFID技术，在生产模具上安置RFID标签，生产工人可以通过手持设备将标签中记录的构件信息传输进BIM模型中，方便项目的各参与方随时检查预制构件的质量情况以及保证预制构件生产质量信息保存的完整性，以便以后预制构件质量问题的责任追溯。

4.2.2 预制构件装配现场质量管理

装配式建筑现场施工相较于传统建筑现场施工更为复杂且机械化程度更高，从而导致装配式建筑的吊装工艺要求高以及质量管理要点增多。在预制构件开始装配前，运用BIM5D技术对装配过程可视化模拟，如果发现质量隐患，质量管理人员提前采取预防措施，提出新的适用装配方法。根据模型输出的装配图片，质量管理人员可以根据装配图片对装配人员进行技术交底，现场装配人员也可以直观的了解预制构件的具体安装操作。现场装配人员可以根据手持移动网络设备扫描RFID标签，了解预制构件的安装质量要求，从而极大提高了装配式建筑预制构件装配的效率和质量。

4.3 事后总结性质量管理

装配式建筑事后总结性质量管理是指完成装配式建筑生产装配过程后，形成一个信息化的事后总结的质量管理。传统建筑的事后质量管理缺乏对于项目质量问题的总结和解决方法积累。在装配式建筑质量管理中应用BIM技术和RFID技术等，可以将质量问题具体情况、分析结果以及解决方法上传到BIM模型中，进行统计和存储，有利于项目结束后的责任追溯。这就可以建立一个与建筑企业相适应的质量管理信息库，方便质量管理人员在下次装配式建筑出现相似的问题时提前规避，从而提高整个建筑企业的装配式建筑质量管理水平和效益。

5 结语

在国家大力推行装配式建筑的背景下，质量管理是装配式建筑能够顺利推广和应用的重要环节。BIM信息集成模型保证了作业人员的生产和装配质量，同时为项目参与各方提供了能共同监督和实时控制质量的平台。希望通过此次对BIM技术在装配式建筑质量管理中的应用研究，能够为我国装配式建筑质量管理开辟新的思路。但是BIM技术在装配式建筑质量管理中的应用还不够完善，后续将会根据BIM技术和我国装配式建筑质量管理实际需求进行更深的探讨和论证，争取构建一个更适用的装配式建筑质量管理体系。