BIM技術在裝配式建筑質量管理中的應用分析

文｜山東省公共資源交易中心 周士效

裝配式建筑的各結構部件的標準化特性較強，因為生產廠家采用標準化設計、工廠化生產各結構部件，隨后通過專業運輸工具把結構部件運到建筑施工現場實施裝配化施工，形成完整的建筑，實現信息化管理、智能化應用，凸顯環保、節能、高效、低成本等優勢。現階段建筑信息化成為建筑工業化發展的重要抓手，BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技術作為典型的建筑信息化代表，能夠集成建筑信息，通過數字化技術為虛擬建筑三維模型提供符合實際情況的、完整的建筑信息庫，在建筑項目中提供設計、管理、運維等服務，促進建筑質量不斷提升，對推廣裝配式建筑產生重要促進作用。因此，在裝配式建筑質量管理中加強BIM 技術具有重要意義。

1、BIM 技術在裝配式建筑質量管理中應用的途徑

1.1 管理初期應用

為了提升裝配式建筑整體質量，在開始項目之前要詳細了解項目背景。一方面，利用BIM 技術構建工程數據庫，因為每一個裝配式建筑工程的情況都不同，在項目實施中自然對應不同參數，基于多次實地考察盡可能輸入更多項目信息，使數據庫更準確，奠定后續模擬分析基礎。另一方面，利用BIM 技術優化工程項目實施方案，即借助BIM 技術模擬裝配式建筑環境性能，使材質選擇、施工布局等更精準，提升建筑后期運營效益。同時通過碰撞檢查提高建筑內部管線分配的實用性、科學性，提前預留大量樓板、花池等所需孔洞，妥善解決管線和土建之間的碰撞問題，預防在裝配施工過程中出現安裝位置和預制構件不匹配的現象。

1.2 管理過程應用

1.2.1 生產

利用BIM 技術實現建筑構配件表達的信息化，直接基于BIM 模型完成構配件加工圖紙，傳達清晰的二維圖紙關系、空間剖面關系，在一個模型里集中離散的二維圖紙信息，與預制工廠進行更緊密的協同、對接。而且BIM 技術支持對預制構件進行預拆分，實現裝配式建筑設計模型的多重使用，作為后面施工和運營的基礎模型，避免重復創建。利用BIM 模型直接設定構配件設計參數，進行一鍵自動生成，內設RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別技術）芯片，同時通過預拆分確定外形尺寸、關鍵參數，做好前期準備。即利用CAM（Computer Aided Manufacturing，計算機輔助制造）進行預制構件數字化制造，在生產設備中輸入BIM 數據信息就可實現自動化、機械化生產，大大提高裝配式建筑生產質量。

1.2.2 施工

在開始裝配式建筑施工作業以前要把構配件運到現場，對組裝好的部分的空間與留孔等進行科學的設計。此時運用BIM技術把時間與質量信息轉化成5D 模型，全面模擬裝配式建筑現場施工，識別難以發現的質量難題，引起明確的關注，從而專注對構配件的監視、測量，減少可能發生的施工質量問題。例如吊裝模擬，運用BIM 技術優化施工方案。一些構配件運到施工現場后需要在堆放1～2 天內吊裝，一些構配件需要即刻吊裝，基于BIM 模型關聯時間信息、構配件信息，標注最佳吊裝時間，進行吊裝計劃的動態模擬，及時發現并調整吊裝施工計劃不合理的部分。然后運用BIM 技術模擬施工現場的環境，進行測量和定位，模擬從起吊到回轉到就位再到調整的流程，確定大型施工機械設備的分布、運行軌跡，科學選擇吊裝施工計劃，提升準確度，進而提高吊裝施工質量。

另外，在BIM 和RIFD 技術的支持下加強裝配式建筑施工質量管理，其流程如圖1所示。利用平板電腦、手動讀取手機和其他手持設施的部件芯片，實時上傳高質量的照片和視頻等信息；利用BIM 模型進行收集、處理，保證找到質量問題，并形成文字說明，保持裝配式建筑施工過程可追溯，為今后追責提供便利。

圖1 裝配現場工程質量管理流程

1.2.3 驗收

完成裝配式建筑施工后，通過BIM 技術、RFID 技術的整合應用提升竣工交付質量管理。這主要是在建筑竣工環節檢查工程質量，全面檢查隱蔽工程、非隱蔽工程，以在生產環節預埋的構配件內部RFID 標簽為先導，憑借唯一構配件編碼連接BIM 模型和RFID 附著的實體構配件，錄入更多裝配式建筑項目的初期設計、施工過程信息，最后在竣工環節讀取BIM 模型里面的構配件尺寸和安裝位置、配筋、用料等信息，判斷滿足要求與否提升竣工交付質量。

1.3 運營管理應用

在裝配式建筑竣工環節的BIM 模型經過整個過程的調整、完善，形成完整的電子版模型，可以將其遞交給建筑運營單位，使其快速獲取建筑的所有信息，做好數量統計、信息查詢、問題查看與分析等工作，在建筑升級改造時也能提供準確的信息，提高后期運營管理質量。因為應用BIM 技術能夠對裝配式建筑實現全壽命信息化管理，方便運營管理人員依靠預制構配件里面的RFID 芯片獲取其中保存的生產廠商、運輸人員、安裝人員等關鍵信息，只要后期出現建筑質量問題，就能從運營管理追溯到生產環節，明晰責任歸屬。所以在裝配式建筑的后期運營管理中使用BIM 技術，通過前期各階段形成的BIM 模型數據和信息，促進運營管理環節建筑質量信息數據的收集、分析，實現構配件維護和管道維修、建筑智能化管理等。而且在裝配式建筑項目實施過程中，讓建設單位基于BIM 模型詳細了解整個項目施工過程，在運營管理中方便業主方詳細了解施工信息，快速查看每一個環節的數據，利用BIM 技術的可視化提高質量管理效率。

2、BIM 技術在裝配式建筑質量管理中應用的注意事項

2.1 統一BIM 技術設計標準

和傳統以CAD 為基礎的二維設計相比，應用BIM 技術的新型三維設計的規范與標準還不夠完善，在裝配式建筑中單一使用BIM 技術設計項目方案局限于完成項目任務或者單位目標，當考慮國家標準和行業標準時就要注意預先統一制定裝配式建筑的BIM 設計標準，各單位達成一致，形成規范的BIM 設計樣板和設計程序，統一設計責任劃分等，方便進行數據交換，由上而下提高裝配式建筑的BIM 設計質量，體現實際操作價值。

2.2 統一BIM 技術建模標準

為了確保裝配式建筑項目生產鏈上的BIM 模型實現最大程度的吻合，預防模型文檔兼容引發BIM 模型信息缺失問題，阻礙建筑信息的清晰有效傳遞，應注意統一BIM 技術的建模標準。這不僅涉及到建模軟件和標高軸網體系、建模方式、模型精度，還涉及到數據標準、構配件命名和建立編碼、更新模型的周期、歸集模型的形式、設置系統顏色等等，保證統一裝配式建筑全生命周期里的BIM 技術應用標準、應用程式，疏通在建筑質量管理中應用BIM 技術的障礙，確保建筑信息穩定流轉，提高裝配式建筑質量管理的效率和水平。

2.3 統一BIM 技術交付標準

在利用BIM 技術進行裝配式建筑的建模操作之前要注意明確交付BIM 模型的范圍、內容，提供交付的模型滿足使用者需求與否的合法依據；裝配式建筑施工難免存在誤差，要注意明確交付BIM 模型時模型誤差和施工誤差的可允許范疇；交付模型的精度符合裝配式建筑項目施工深度要求與否，后續是否要進一步深化，例如深化復雜節點、拆分模型預制構配件等；交付BIM 模型以后的維護單位是不是原本創建模型的單位等等。通過預先統一BIM 模型交付標準，盡可能減少分歧，提升BIM技術應用效果。

3 結語

BIM 技術憑借參數化、可視化、模擬性、協調性和動態性等特征在建筑信息化管理中發揮關鍵性作用，通過在裝配式建筑管理中應用BIM 技術，實現有效的信息化、精細化建筑質量管理，逐漸形成統一的BIM 技術應用標準，從而基于BIM 信息集成化模型確保構配件生產質量和裝配式施工質量、運營管理質量，大大提升裝配式建筑質量管理水平，最終為建筑業的可持續發展提供保障。