BIM技术在装配式建筑质量管理中的应用研究

李健

（中国建筑第二工程局有限公司华东公司）

1 引言

目前，政府和企业层面都在积极推广装配式建筑，装配式建筑以其高效率、低污染等特点成为建筑行业发展的未来趋势之一，将BIM 技术与装配式建筑结合，充分利用信息技术和制造技术的先进性，提高对建筑质量的控制、对施工进度的控制，进而提高建筑项目的建造水平。

装配式建筑的概念为：预制构件在工厂进行生产，按照施工进度需要运送至施工现场，在施工现场进行干作业，将这些构件进行组装、装配，直至形成完整的建筑。相较传统建筑，装配式建筑因为多了预制构件的设计、生产、运输等环节，对构件的精细度和质量的管理提出更高要求。

BIM 技术属于多维度的模型数据集成技术，它从二维CAD发展而来，具有可视化、参数化、模拟化等特点，项目的各参与方基于BIM信息数据模型进行设计、建造等工程项目信息的更改、优化，并模拟施工进度，使项目的管理工作高效、有序进行。

装配式建筑虽然有很多优点，但也存在一些问题，只有借助BIM 技术的支持，装配式建筑的设计、施工、运维才能更高效、更科学。尤其是在装配式建筑的质量管理方面，BIM技术可以通过介入管线综合碰撞、构件质量管控、施工进度管理、施工场地布置、成本管控等工作，加强对装配式建筑的质量管理[1]。

2 装配式建筑质量管理中的问题

2.1 前期准备不充分

虽然有政策的加持，但是装配式建筑的发展还处于推广应用阶段，暴露了很多施工管理准备不充分的问题，主要分为技术、人力、设备几个方面。管理不完善就会对项目可能发生的质量问题缺乏预警，当问题真的出现后，也不能做出科学、合理、及时、快速的反馈，导致建筑项目质量不过关。

2.2 协同作业效果较差

在进行装配式建筑建造时，需要各参与方、各专业基于统一的信息管理平台进行沟通、协调，再将信息传递、分享，因此，各参与方的协同管理以及对项目信息的沟通成为重中之重。装配式建筑建造环节多，如果沟通不顺畅极有可能造成错误信息的传递或者信息的丢失，不利于建筑项目质量的整体把控。

2.3 构件的生产、安装质量有待提升

预制构件是装配式建筑的基础。其设计、生产、运输、安装各环节的质量更是关系到项目建造的整体质量。设计精准度差、预制构件尺寸不合格、运输过程有损耗、安装技术不规范，这些都会导致装配式建筑质量的下滑。

因此，将多维信息技术模型BIM应用到装配式建筑中，可以大幅提高建筑质量，促进装配式建筑的精细化管理[2]。

3 BIM 技术在装配式建筑质量管理中的优势

3.1 可模拟、可预警

利用BIM 技术可视化、可模拟的特点，在装配式建筑施工准备阶段就可以进行建设方案的模拟：搭建BIM模型→导入环境等项目信息→按预设方案进行模拟和分析处理→发现问题并预警→更正、优化建设方案。利用模型，我们可以直观感受到装配式建筑建设过程中的重点和难点，并做好预案，可以让工人提前了解和学习，以便减少建造中的各种问题，有效缩短工期。

3.2 统一平台、统一管理

基于BIM数据信息管理平台，各参与方、各专业可以全面而直观地了解到项目的相关情况，并将需要调整的问题在信息平台上进行沟通、传递、共享、更正、优化，这就为装配式建筑各环节的精准把控和管理提供了基础。

3.3 提高精准度，完善精细化

对装配式建筑质量的管理，首先是对预制构件的管理，包括预制构件的设计、生产、运输、安装各环节的严格把控。在进行预制构件生产时，工人要严格按照模型数据要求进行精准化生产；在进行预制构件安装时，管理人员可以实时记录构件在生产以及装配时发生的质量问题，并将这些信息传输至BIM模型，技术人员进行及时处理。

在BIM 技术的基础上，结合RFID 和物联网等技术，实现预制构件信息的采集、传递、汇总、分类，加强对预制构件的管控，显著提高经济效益，减少了构件的质量问题。同时，通过这些新技术，还可以做到：预制构件出厂信息可查→预制构件运输进场时间可预测→预制构件对方定位可循→预制构件安装质量可追溯[3]。

4 BIM 技术在装配式建筑质量管理中的应用

4.1 准备阶段

4.1.1 管线综合的干涉监测

基于BIM技术的三维信息数据平台，能够实现各参与方、各专业信息以三维模式在模型中进行模拟，优化节点，防止管线碰撞问题。用三维的BIM 信息数据模型取代CAD二维制图，可以解决碰撞、遗漏、效率低、窝工等问题。尤其在施工前及时发现、快速响应，使建设方案不断优化。当前，利用BIM技术进行管线综合的干涉监测已经得到了广泛应用。

4.1.2 构件的精细化管控

对预制构件的管控主要基于BIM 平台中的生产系统和装配系统，包括项目信息、构件管理、模具管理、计划管理、堆放管理、生产统计、移动端生产检验记录、远程生产线监控、自动打印、构件综合查询、构件出入堆场管理等模块。根据装配式建筑预制构件的生产特点将质量管控办法固化在系统内，应用RFID 等技术实现构件的生产检验、运输存放等可追溯性管理。

4.1.3 统一平台的统一管理

以BIM数据模型为基础，建立统一的信息管理平台，进行各参与方、各专业的协同作业。在项目开始前，建立整体质量管理体系，要求各方积极配合和遵守。装配式建筑的各环节应该在统一平台上直观呈现进度和生产管理的过程，实现建筑质量管理人人参与的目的，进一步提高装配式建筑的质量[4]。

4.2 建造阶段

装配式建筑和传统建筑相比，多了预制构件的阶段，预制构件又多在工厂进行生产，所以对其主要做到构件生产工厂、构件装配现场的管理。管理人员以不同场所的不同阶段和质量管理因素为基础，应用BIM等数字技术，实现对装配式建筑质量的管控。

4.2.1 预制构件的生产质量管理

装配式建筑预制构件的生产质量直接关系到构件的安装质量，它是装配式建筑整体质量管理中的重要内容。Navisworks 可以检查和消除BIM 模型中可能存在的碰撞冲突。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，保证信息的准确性和实时性。在预制构件信息更新后，构件的生产工厂可以按照装配式建筑的BIM 模型进行拆分设计，设计出可以生产的构件模型。工厂在进行预制构件生产时，应用RFID技术，在生产模具上张贴标签，工人通过手持设备将标签中记录的构件信息输入至BIM 模型，方便项目的各参与方随时检查预制构件的质量情况，并完整保存预制构件生产信息，对预制构件质量问题进行追责。

4.2.2 预制构件的安装管理

装配式建筑相较于传统建筑的现场施工更为复杂且机械化程度更高，这就导致装配式建筑质量的管理要点增多。在预制构件开始装配前，应用BIM5D 技术对装配过程进行模拟，若发现质量问题，应立即采取措施，给出新的、优化后的装配方案。根据BIM模型输出的装配方案，管理人员要对工人进行技术交底，工人按照图纸和规范进行安装操作，同时，通过手持移动设备扫描预制构件的RFID 标签，了解构件的安装质量要求，多举措共保装配式建筑预制构件安装的效率和质量。

4.3 运维阶段

当装配式建筑建造完成进入运维阶段后，可以根据一整套完整的BIM数据模型进行运维管理，让BIM 的价值进行延伸。BIM 在装配式建筑运维阶段的应用包括定位建筑构件、数据交换、可视性和定位、检查可维护性、空间管理、危机管理、能源控制与监测等内容。BIM系统的三维显示能够让运维人员清楚发现故障位置及设备设施信息。

5 结语

BIM 技术与装配式建筑的结合可以说有着先天优势，装配式建筑遇到的重点和难点问题，都能很好地通过BIM技术进行解决，并给出最优方案。设计、建造的高质量管理必然会提高建筑的整体质量，BIM平台集合的各种信息，在建筑项目的后期维护中，也会发挥巨大作用。