BIM技术在装配式建筑质量管理中的应用分析

文｜山东省公共资源交易中心 周士效

装配式建筑的各结构部件的标准化特性较强，因为生产厂家采用标准化设计、工厂化生产各结构部件，随后通过专业运输工具把结构部件运到建筑施工现场实施装配化施工，形成完整的建筑，实现信息化管理、智能化应用，凸显环保、节能、高效、低成本等优势。现阶段建筑信息化成为建筑工业化发展的重要抓手，BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技术作为典型的建筑信息化代表，能够集成建筑信息，通过数字化技术为虚拟建筑三维模型提供符合实际情况的、完整的建筑信息库，在建筑项目中提供设计、管理、运维等服务，促进建筑质量不断提升，对推广装配式建筑产生重要促进作用。因此，在装配式建筑质量管理中加强BIM 技术具有重要意义。

1、BIM 技术在装配式建筑质量管理中应用的途径

1.1 管理初期应用

为了提升装配式建筑整体质量，在开始项目之前要详细了解项目背景。一方面，利用BIM 技术构建工程数据库，因为每一个装配式建筑工程的情况都不同，在项目实施中自然对应不同参数，基于多次实地考察尽可能输入更多项目信息，使数据库更准确，奠定后续模拟分析基础。另一方面，利用BIM 技术优化工程项目实施方案，即借助BIM 技术模拟装配式建筑环境性能，使材质选择、施工布局等更精准，提升建筑后期运营效益。同时通过碰撞检查提高建筑内部管线分配的实用性、科学性，提前预留大量楼板、花池等所需孔洞，妥善解决管线和土建之间的碰撞问题，预防在装配施工过程中出现安装位置和预制构件不匹配的现象。

1.2 管理过程应用

1.2.1 生产

利用BIM 技术实现建筑构配件表达的信息化，直接基于BIM 模型完成构配件加工图纸，传达清晰的二维图纸关系、空间剖面关系，在一个模型里集中离散的二维图纸信息，与预制工厂进行更紧密的协同、对接。而且BIM 技术支持对预制构件进行预拆分，实现装配式建筑设计模型的多重使用，作为后面施工和运营的基础模型，避免重复创建。利用BIM 模型直接设定构配件设计参数，进行一键自动生成，内设RFID（Radio Frequency Identification，射频识别技术）芯片，同时通过预拆分确定外形尺寸、关键参数，做好前期准备。即利用CAM（Computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造）进行预制构件数字化制造，在生产设备中输入BIM 数据信息就可实现自动化、机械化生产，大大提高装配式建筑生产质量。

1.2.2 施工

在开始装配式建筑施工作业以前要把构配件运到现场，对组装好的部分的空间与留孔等进行科学的设计。此时运用BIM技术把时间与质量信息转化成5D 模型，全面模拟装配式建筑现场施工，识别难以发现的质量难题，引起明确的关注，从而专注对构配件的监视、测量，减少可能发生的施工质量问题。例如吊装模拟，运用BIM 技术优化施工方案。一些构配件运到施工现场后需要在堆放1～2 天内吊装，一些构配件需要即刻吊装，基于BIM 模型关联时间信息、构配件信息，标注最佳吊装时间，进行吊装计划的动态模拟，及时发现并调整吊装施工计划不合理的部分。然后运用BIM 技术模拟施工现场的环境，进行测量和定位，模拟从起吊到回转到就位再到调整的流程，确定大型施工机械设备的分布、运行轨迹，科学选择吊装施工计划，提升准确度，进而提高吊装施工质量。

另外，在BIM 和RIFD 技术的支持下加强装配式建筑施工质量管理，其流程如图1所示。利用平板电脑、手动读取手机和其他手持设施的部件芯片，实时上传高质量的照片和视频等信息；利用BIM 模型进行收集、处理，保证找到质量问题，并形成文字说明，保持装配式建筑施工过程可追溯，为今后追责提供便利。

图1 装配现场工程质量管理流程

1.2.3 验收

完成装配式建筑施工后，通过BIM 技术、RFID 技术的整合应用提升竣工交付质量管理。这主要是在建筑竣工环节检查工程质量，全面检查隐蔽工程、非隐蔽工程，以在生产环节预埋的构配件内部RFID 标签为先导，凭借唯一构配件编码连接BIM 模型和RFID 附着的实体构配件，录入更多装配式建筑项目的初期设计、施工过程信息，最后在竣工环节读取BIM 模型里面的构配件尺寸和安装位置、配筋、用料等信息，判断满足要求与否提升竣工交付质量。

1.3 运营管理应用

在装配式建筑竣工环节的BIM 模型经过整个过程的调整、完善，形成完整的电子版模型，可以将其递交给建筑运营单位，使其快速获取建筑的所有信息，做好数量统计、信息查询、问题查看与分析等工作，在建筑升级改造时也能提供准确的信息，提高后期运营管理质量。因为应用BIM 技术能够对装配式建筑实现全寿命信息化管理，方便运营管理人员依靠预制构配件里面的RFID 芯片获取其中保存的生产厂商、运输人员、安装人员等关键信息，只要后期出现建筑质量问题，就能从运营管理追溯到生产环节，明晰责任归属。所以在装配式建筑的后期运营管理中使用BIM 技术，通过前期各阶段形成的BIM 模型数据和信息，促进运营管理环节建筑质量信息数据的收集、分析，实现构配件维护和管道维修、建筑智能化管理等。而且在装配式建筑项目实施过程中，让建设单位基于BIM 模型详细了解整个项目施工过程，在运营管理中方便业主方详细了解施工信息，快速查看每一个环节的数据，利用BIM 技术的可视化提高质量管理效率。

2、BIM 技术在装配式建筑质量管理中应用的注意事项

2.1 统一BIM 技术设计标准

和传统以CAD 为基础的二维设计相比，应用BIM 技术的新型三维设计的规范与标准还不够完善，在装配式建筑中单一使用BIM 技术设计项目方案局限于完成项目任务或者单位目标，当考虑国家标准和行业标准时就要注意预先统一制定装配式建筑的BIM 设计标准，各单位达成一致，形成规范的BIM 设计样板和设计程序，统一设计责任划分等，方便进行数据交换，由上而下提高装配式建筑的BIM 设计质量，体现实际操作价值。

2.2 统一BIM 技术建模标准

为了确保装配式建筑项目生产链上的BIM 模型实现最大程度的吻合，预防模型文档兼容引发BIM 模型信息缺失问题，阻碍建筑信息的清晰有效传递，应注意统一BIM 技术的建模标准。这不仅涉及到建模软件和标高轴网体系、建模方式、模型精度，还涉及到数据标准、构配件命名和建立编码、更新模型的周期、归集模型的形式、设置系统颜色等等，保证统一装配式建筑全生命周期里的BIM 技术应用标准、应用程式，疏通在建筑质量管理中应用BIM 技术的障碍，确保建筑信息稳定流转，提高装配式建筑质量管理的效率和水平。

2.3 统一BIM 技术交付标准

在利用BIM 技术进行装配式建筑的建模操作之前要注意明确交付BIM 模型的范围、内容，提供交付的模型满足使用者需求与否的合法依据；装配式建筑施工难免存在误差，要注意明确交付BIM 模型时模型误差和施工误差的可允许范畴；交付模型的精度符合装配式建筑项目施工深度要求与否，后续是否要进一步深化，例如深化复杂节点、拆分模型预制构配件等；交付BIM 模型以后的维护单位是不是原本创建模型的单位等等。通过预先统一BIM 模型交付标准，尽可能减少分歧，提升BIM技术应用效果。

3 结语

BIM 技术凭借参数化、可视化、模拟性、协调性和动态性等特征在建筑信息化管理中发挥关键性作用，通过在装配式建筑管理中应用BIM 技术，实现有效的信息化、精细化建筑质量管理，逐渐形成统一的BIM 技术应用标准，从而基于BIM 信息集成化模型确保构配件生产质量和装配式施工质量、运营管理质量，大大提升装配式建筑质量管理水平，最终为建筑业的可持续发展提供保障。