BIM技術在裝配式建筑質量管理中的應用

陳齊騰

[摘要]針對裝配式建筑質量控制存在的問題，闡述了BIM技術，以及基于BIM技術的裝配式建筑質量管理軟件，其能實現質量問題部位的定位，及時查看存在的質量問題詳細信息，查看質量問題相關的責任人，記錄質量處理過程信息。通過運用BIM技術，提高了質量問題的追蹤和整改效率，質量問題信息化傳遞速率快，為裝配式建筑質量提供有效的保障。

[關鍵詞] BIM；建筑質量；裝配式；構件優化

文章編號：2095 - 4085（2018）09 - 0022 - 02

裝配式建筑因其建造速度快，建筑垃圾少，對環境又好而得到推廣使用，裝配式的建筑項目在逐年增加，2017年2月出臺的城市規劃建設管理工作的諾干意見中提到，力爭10年內裝配式的建筑占新建建筑比例突破30%[1]。發展裝配式建筑的初衷也是為了提高產品的質量控制，但由于項目工程巨大，配套的技術人員參差不齊，現場的管理呈粗放式狀態，容易造成裝配式建筑節點強度低，預制構件破損，灌漿不緊實等問題，在質量管理上也存在信息溝通滯后，自動化程度低，責任劃分不明確等問題[2，3]。裝配式建筑質量管理是一個動態的過程，需要對全生命周期的每個環節進行管控。建筑信息模型（BIM）技術作為一種新的信息化技術，可以為裝配式建筑高效質量控制帶來了契機。

國外對于裝配式的建筑研究較早，技術與標準相對較為領先，質量管理也較為完善，目前專家學者正在研究新的信息技術給裝配式建筑帶來新的發展方向。國外已經有學者將BIM技術和AR技術應用到裝配式的建筑的質量管理和進度管理，并運用BIM技術進行自動化檢查，可以提高溝通協作能力，提高了質量管理效率。國內對裝配式建筑的發展十分看好，近幾年也是研究熱點之一，目前已經有采用BIM和RFID技術對綠色預制構件裝配式智慧建筑的全生命周期的質量進行管理[4]，實現了數據的實時交換，有機整合了裝配式建筑的各個階段，實現了全面的質量管理。

1 BIM技術概述

BIM技術是指通過將全部建筑構建信息和性能集成到一個建筑模型上，構建一個參數化的3D模型，在模型上實際上是一個協同管理工作平臺，能夠精確的創建和顯示各種工程信息，在協同平臺上能夠實現設計和施工的管理，能夠根據不同需求進行信息的共享和更新。

BIM技術具有可視化較強的特點，能夠將2D圖紙轉為3D模型，顯示更為直觀，解決了二維圖紙表達不清的問題，并且還可以通過三維模型進行直觀的設計和管理。傳統的建筑工程各個專業的溝通較少，當出現沖突時才集體討論溝通，利用BIM技術可預先知道可能與其他專業產生沖突，因此可以提前規劃避免產生碰撞。利用BIM技術還可以對設計，施工和運維整個周期進行動態模擬，可以對方案進行不斷的校核優化。

2 裝配式建筑質量控制存在的問題

在設計階段，圖紙設計是建筑建造的基礎環節也是質量控制的核心環節，在設計中若出現失誤容易造成建筑的質量不合格，甚至導致嚴重的生產事故，在設計階段容易出現設計圖紙與實際脫節，設計人員對構件的操作性沒有全面的考慮和設計優化，增加了生產和裝配的難度。各個單位的構件拆分后，容易出現碰撞問題，二維的設計容易出現設計上的盲點，出現信息孤島，容易導致構件之間或者構建內部出現碰撞的問題。

在施工階段，構建的吊裝由于構件生產的精度差，導致出現標高位置不一致，產生嚴重的錯位，一方面是操作人員的技術水平不夠，另一方面是現場的監督管理不到位造成的。造成節點連接方面的質量問題主要是套筒內漿液不飽滿，導致連接處強度不達標；構件豎向連接時套筒與預留插筋不匹配，導致安裝時無法準確對接；節點處鋼筋碰撞問題較為常見，這也是因為傳統的施工圖紙是二維的，容易導致節點碰撞問題，容易造成質量事故。臨時支撐方面豎向構件垂直度不符合要求會導致垂直度不符和要求，構件連接強度不足導致構建位置發生偏離，影響工程質量。

針對以上裝配式建筑常出現的問題，將傳統的質量控制方式與基于BIM質量控制進行比較分析，表l是傳統質量控制方法與基于BIM質量控制方法的比較。

3 基于BIM技術的質量管理架構

基于BIM技術，通過Revit軟件利用C#語言對質量管理系統進行設計，系統的設計流程為通過對傳統的質量控制方法存在的問題進行分析，分析系統需要解決的問題，從而進行系統功能的實現。系統主要需要實現以下功能：（1）質量問題部位的定位；（2）及時查看存在的質量問題詳細信息；（3）查看質量問題相關的責任人；（4）記錄質量處理過程信息。

BIM系統架構包括質量管理系統、BIM模型和問題發現途徑三部分。系統通過BIM技術發現問題，將質量問題進行定位，記錄質量問題的修改反饋，并通過不斷上傳整改，直至滿足要求，系統能追溯每次修改的責任人信息。在系統前期的基礎上進行了質量問題的上傳，質量問題的整改和記錄等功能的開發。

4 應用案例

4.1 模型構建

以BIM模型為中心，將項目部、構件生產方、設計方以及監理方聯系起來，模型平臺可以將信息迅速的傳遞到施工員、預算員、質量員等各方的技術人員處。建模工作分為現澆和預制兩部分，預制需要創建單個構件，然后進行拼裝，現澆是通過建模軟件直接建立。在拆分設計時，需要按照現澆標準進行拆分，要充分考慮到構件的制作要求和施工便利性，同時也需要考慮構件的吊裝能力和運輸要求。通過BIM設計的3D模型，可以清晰看到構件的連接情況，能有效的避免設計誤差，降低錯誤發生率，提高設計質量。

基于BIM技術的可視化可以對拆分的獨立構建進行深化設計，利用參數化的設計工具，可以提高設計精確度，誤差控制在l-3mm。

4.2 質量管理系統的流程

裝配式建筑質量管理系統的主要流程是在發現質量問題時，運用BIM技術檢查圖紙質量，運用移動端對問題構件信息進行收集，將相關質量問題信息錄用BIM模型，運用BIM模型對質量問題進行分析，接枝質量管理系統反饋問題，并對模型進行修改，整改成功后對處理過程進行保存，形成可追溯性的資料。

4.3 節點連接問題整改示例

將繪制的構件模型在軟件中進行預安裝，將墻板設置為透明色，可以觀察到套筒灌漿孔與鋼筋發生重疊，通過系統將質量問題進行上傳，包括上傳質量問題描述、圖片、上傳人姓名、上傳時間。對質量問題進行整改，首先找到構件所在位置，輸入整改描述、審核人、整改情況等信息，具體整改方案由現場情況而定。整改合格后，審核人可以將整改情況調整為已經整改，如果不合格，則重新循環，直至問題解決。

5 結語

針對傳統建筑質量管理呈粗放式，特別是對于新興的裝配式建筑，需要BIM技術對建筑的質量進行精細化的管理。通過BIM技術以及BIM+技術的運用，實現了質量問題的分析發現，質量問題的追蹤和整改，質量問題信息化傳遞速率快，具有問題追溯記錄，能對裝配式建筑質量提供有效的保障。

參考文獻：

[1]王佳.預裝配式建筑設計在綠色建筑中的體現與應用——以吳涇鎮16號地塊工程三期住宅項目為例[J].中外建筑，2018，（07）：161 -163.

[2]王正凱.基于BIM的裝配式建筑預制構件設計加工技術研發[D].中國建筑科學研究院，2018.

[3]李亞萍，陳國平.BIM技術在裝配式混凝土建筑結構設計中的應用及發展[I].混凝土，2018，（06）：121-123.

[4]王艷蔚，王蒙蒙.BIM在裝配式建筑中的應用[J].混凝土世界，2018，（05）：39 - 43，38.