BIM在裝配式建筑質量管理中的應用

李芮

（甘肅省城鄉發展投資集團有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

2018年建筑業增加值61808億元，占GDP比重6.9%[l]。建筑產業化將工業化視為基礎，目的是實現設計標準化、節約資源、生產工業化和提高效率[2]。建筑產業化主要通過裝配式實現，但當前建筑信息化水平較低是制約裝配式建筑發展的重要因素。建筑業極易出現質量問題。由于施工現場材料擺放雜亂，人員混雜，常發生質量事故，質量問題一直沒有得到很好的控制和解決[3]。裝配式建筑有兩個主要特點，一是工廠預制標準構件，二是精度要求高。BIM的特點是信息高度集成，進而管理建筑施工時更高效，對裝配式建筑有革命性意義[4-5]。綜上，裝配式建筑的持續性發展需要將BIM和建筑業密切結合。

1 基于BIM的質量管理

質量管理是事前考慮可能發生的事故，并進行預防，事發時對其進行控制，事后分析原因[6]。

從工業化角度分析，質量管理發展可分為檢驗階段、統計階段和全面管理階段[7-8]?；贐IM的裝配式建筑施工質量管理是為了滿足裝配式建筑施工質量相關規范和標準的要求。構建基于BIM的質量管理體系應遵循四項原則，即系統性、動態性、協作性和可擴展性。

由于裝配式建筑體量大、投資大和使用壽命長，因此，處理質量問題需從各方面考慮，嚴禁從單一角度思考問題，從本源出發解決問題，加強管理的系統性。

裝配式建筑施工中，預制廠負責構件的加工生產，施工現場負責構件的準確組裝。不同專業出現的問題不盡相同，需考慮各專業的協調性，及時動態調整質量管理措施。

裝配工程涉及施工方、供應商、設計方等多部門。通常，線下討論質量問題會按照提出問題、分析問題、提出方案、解決問題的思路進行，時間長和效率低。BIM技術的應用不僅實現了從二維制圖到三維建模的實質性飛躍，還能在裝配質量管理中通過多角度的延伸，從多維度控制工程質量。因此，基于BIM的裝配式施工質量管理系統的建設和應用應考慮可擴展特性，有效提高裝配式建筑的質量管理，為進度管理和成本管理提供支持。

2 工程案例

2.1 工程概況

某綜合樓總建筑面積4560m2，共5層，平均層高4.32m，建筑高度21.6m，提前在預制廠制作加工好構件，如外墻掛板、疊合板和樓梯等。

2.2 BIM在施工質量管理中的應用

施工質量管理是將人、料和環境，從項目開始到結束進行管理。構件的預制生產是第一階段，現場施工是第二階段，這是影響施工質量的關鍵。管理人員應因地制宜，采取最有效的質量管理手段[9]。

利用BIM進行仿真模擬時，構件的堆放很重要，具體要求有場地要求、構件的分類堆放，構件的堆放時間和采取的保護等。未引入BIM前，通常采用人工統計構件信息，容易出錯，出錯后也找不到負責人；引入BIM后，可將構件信息添加保存到BIM模型中，如圖1所示，避免了人為錯誤，有利于質量管理。

圖1 模擬預制構件堆放

構件的預制是第一階段，是質量管理的基礎，對第二階段有重要影響。第一階段和第二階段的銜接就是構件在現場的堆放。預制構件種類和數量多，且易損壞，是質量管理不可忽略的環節。具體要求如圖2所示。

圖2 預制構件安裝質量控制

2.3 基于BIM的信息管理

2.3.1 碰撞檢測

目前，BIM軟件市場上有各種碰撞檢測軟件。本文使用碰撞檢測的主流軟件Autodesk Navisworks，可實現碰撞檢測和動畫模擬等功能，基本操作界面如圖3所示。

圖3 項目模型操作界面

碰撞可分為硬碰硬和間隙碰撞。硬碰硬可直接在BIM模型中看出，間隙碰撞需結合相關專業知識進行判斷。碰撞檢測可將各專業內容放在同一模型中，具體步驟是在Autodesk Navisworks中導入需要檢測的模型，設置相關信息，然后檢測。圖4為本工程碰撞檢測示意圖。

圖4 碰撞示意圖

2.3.2 構件統計

預制構件時，復雜構件通常被有序分割，多工序同時進行。因此，預制構件往往種類復雜、數量龐大，存在人為統計上的錯誤。而在BIM中，統計功能可解決此問題。建立BIM模型時，將預制構件的非物理信息輸入模型中，利用軟件中的“導出組件列表”功能導出項目組件列表，如圖5所示。

圖5 構件明細圖

2.3.3 優化項目進度

將施工進度導入Autodesk Navisworks中，并將其與BIM模型關聯，構件4D模型，可對裝配式建筑進行動態模擬。步驟如下：1）導入全專業BIM模型；2）導入工程進度計劃；3）任務關聯模型；4）設置模擬的各個工況，最終形成BIM模型，如圖6所示。

圖6 施工模擬效果圖

3 結論

本文將BIM與裝配式建筑相結合，對BIM在裝配式建筑施工過程的質量管理進行了研究。

1）按照系統性、動態性、協同性和可擴展性的建設原則，構建基于BIM的裝配式施工質量管理體系。

2）結合工程實例分析建立的施工質量管理體系的科學性。質量管理體系用于預制構件廠生產和施工現場吊裝的施工質量管理，提出了工程碰撞檢測、工程構件信息統計、工程進度信息等質量管理內容。