基于BIM 和RFID 技术的装配式建筑施工过程管理

2023-01-07王德华

江苏建材 2022年3期

王德华

（海南馨业建设集团有限公司，海南海口 570100）

0 引言

装配式建筑是一种新型建筑模式，是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作好建筑用构件和配件，而后运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。

装配式建筑由于与一般建筑的不同，在施工管理过程中也有着诸多需要注意的要点。自设计阶段开始，装配式就需要进行专项深化，将传统建筑结构拆解为装配式的形式，同时确定各个构件的尺寸、拆解后的连接方式等内容，此外还需根据具体需求进行模板设计。装配式构件的管理及安装工作也具有一定难度，因其尺寸大、质量要求高，而各个构件之间又具有相似性，如何确定各个构件的施工次序并保障现场材料存放合理均是在装配式建筑实际应用过程中的难点问题。在此背景之下，将新技术应用到装配式建筑的施工过程管理中来解决问题是必要的。

1 BIM 技术及RFID 技术简介

BIM 即建筑信息模型技术，是一种将建筑信息转化为三维模型来开展各项管理工作的技术，主要原理为应用建筑信息、相关模型结构技术，根据装配式建筑工程信息、数据构建科学模型，对相关操作信息数据进行深入分析[1]。这种技术显著的优势就是直观具体，将传统施工过程中的平面图纸和设计方案整合到信息模型平台当中，通过计算机软件的辅助开展各项施工管理工作。

RFID 技术属于无线射频信息识别技术，能结合无线电波即时通讯，借助机械设备的作用自动识别无线电波。应用RFID 技术即等同于赋予每个物品一个电子标签，在信息标签中存储所需要的信息，通过专用设备可直接读取存储信息。

2 BIM 技术的装配式建筑施工过程应用

2.1 装配式专项深化设计

为了保障装配式建筑施工的顺利开展，对于装配式建筑需要进行专项深化，包括结构拆分、结构尺寸确定、模板设计等工作。必须明确的是装配式建筑拆分并不是简单地将完整结构分成几个部分，要考虑结构被分割之后其性能变化情况，以及分割位置的连接情况及衔接办法；此外还需明确结构被分割之后是否会影响整体性能的稳定，是否需要通过增加结构强度的形式来保障整体性能稳定。

应用BIM 技术能够保障装配式建筑在深化过程中高质量开展，BIM 技术所形成的建筑模型，在开展设计工作的过程中更加直观。首先能够通过三维模型直接了解需要拆分的结构，其次还能够做到实施结构稳定性计算来确定拆分方案的可行性与合理性。在拆分过程中也可直接对尺寸进行分割，能够确保尺寸的合理。

在进行模板设计的过程中，也可应用BIM 技术进行辅助。再确定了所有的工程构件形状及尺寸之后，即可在BIM 技术的保障下，从三维的角度进行直观模板设计，相比于传统的计算式设计方案，能够更直观便捷的完成模板设计工作，同时确保模板的可实用性。

2.2 施工技术交底

BIM 技术能够从三维模型的角度对工程实际施工内容进行拆解，且所应用的三维模型与即将开展的施工工程是完全一致的，真正做到所见所得。尤其在当下建筑行业当中，不同项目的装配式具体应用流程与工艺标准均有着细微差异性。应用该三维模型进行施工技术的交底工作，能够使劳务工人直观清楚地明确自身施工内容及施工流程，同时对于工艺标准和操作要求，也能够通过三维模型与信息平台的共同保障交代清楚，避免因施工工人自身经验及理解问题所带来的技术偏差。

2.3 施工进度管理与资源统筹

相比于一般建筑形式而言，装配式建筑在开展过程中进度管理尤为重要，且难度较大。混凝土构件需提前在预制厂完成，整个工程应用的构件数量多、形状尺寸各异，这就给预制厂的预制工作带来一定困扰。同时需要明确的是，混凝土构件在预制完成之后需经过养护流程才能达到最终强度，而后运输到现场进行安装使用。为了保障整个工程的构件安装及时性，就需要提前进行构件排产与养护作业，但又由于预制场地及产能有限，明确各个构件的预制顺序是很有必要的。

通过BIM 技术，能够对现场的施工进度进行管理。将建筑三维信息模型输入到信息平台当中，并通过自动数据采集或手动输入的形式使信息平台中的工程进度与实际施工进度一致。再通过三维模型的指引，即可知悉后续工序所需要的构件种类及数量，结合构件的生产养护及运输周期，即能够与预制厂商提前沟通进行排产。

BIM 技术在进度管理的引入解决了预制厂商产能压力大的问题，在产能有限的条件下，也能够确保现场构件供应井然有序，减少构件存储所带来的仓储成本及质量折损风险。在确保不压货不囤货的同时，能够保障现场材料供应及时，能够直接体现装配式建筑效率高的特点。

3 RFID 技术的装配式建筑施工过程应用

3.1 构件预制阶段的数据核对

对预制厂而言，构件预制工作内容多难度大，就单一工程项目而言，其各个位置的构件形状尺寸等均不相同，批量预制构件极易出现混淆和错误，若构件预制厂商同时为多个项目进行供货，则该过程更易出现混乱的问题。RFID 技术应用就能很好地规避这种问题，信息写入信息标签，在预制阶段通过信息标签内数据的读取即可知悉构件详细情况。

3.2 构件运输与验收进场

构件预制完成且验收合格后即可进行运输。对于构件的生产商而言，一般会同时供给多个工程项目，而各个工程项目的构件外观类似尺寸近似，但因其细节问题是不能够混用的，同时不同工程中的装配式构件也会有性能和标准的不同。通过在构件预制阶段植入的RFID 标签，即可将构件的生产需求直接输入到信息标签之中，这样在进行构件运输的过程中，就能够通过再次检验的形式来明确运输目的地与目标构件是否是一致的。

对于施工方而言，进行构件的进场验收，同样可应用RFID 技术确保验收工作的全面执行。在现场验收过程中，由于验收手段有限，仅能对构件的尺寸形状外观是否完整等指标进行验收，若存在外观相似尺寸相同但性能不同的构件，即使运输错误在验收时也很难察觉。在应用RFID 技术之后，将构件的前期数据和所属项目写入到信息标签当中，验收时只需直接扫描标签，即可明确该构件是否属于本项目。

3.3 构件尺寸及孔位信息

当前装配式构件尺寸相似难以避免地出现类似构建详细尺寸无法分辨的问题，大部分工程中即使构件的尺寸相似，其预留的卡槽和钢筋对位孔洞也可能存在不同，若此时进行盲目混用对工程质量将会造成巨大影响。

在装配式构件的信息标签中可体现出尺寸及孔位信息，以自身数据存储或构建信息平台的形式，在扫描标签之后即能够知悉该构件的具体尺寸和孔位情况，以便于技术人员根据现场实际施工需要进行构件的选择。这样能够避免传统模式下将构件吊装检查之后，才能知悉具体孔洞位置的问题，确保所有构件均安装在正确位置，减少不必要的返工发生。

3.4 构件安装次序确定

装配式混凝土构件是具有严格的施工顺序要求的。在传统形式下，该工作主要由技术人员来通过自身经验和技术能力完成，整个过程效率低且准确率难以保障。即使出现了安装次序的问题，通常也是在后续施工中才得以察觉，从而使整个问题的处理成本提高。

应用RFID 技术，将装配式构件的具体施工次序写入信息标签当中，施工前对信息标签进行检验，即可明确施工顺序是否正确。

此外还可通过RFID 技术与管理平台相配合，来实现对构件安装顺序的精准管理。可设定一个规则，所有构件在安装之前必须进行信息录入，同时录入信息的顺序就是构件的使用顺序。可与仓储及运输方向协调配合的形式，明确每次吊装安装的构件为下一次序的构件，若通过扫描发现使用的构件与预设次序不一致，则会通过信息提示或警报的方式来明确施工错误问题。这样能够做到应用次序正确性的提前知悉。

3.5 构件现场存放情况

混凝土构件在到场之后可能不会第一时间被应用到工程当中，难以避免的会在现场进行存放。与外观相似尺寸相同的构件很难区分其先后到场顺序，而明确先后到场顺序，将对于构件使用而言有着积极作用。主要思路就是减少构件的后场时间，到场后及时使用，这样能够保证构件存放风险降到最低，防止在整个过程中出现质量不稳定的因素。通过RFID 信息标签技术即能够明确各个构件的到场时间，以实现先到先用后到后用的目的。

此外在进行材料存放的过程中，装配式混凝土构件大多尺寸较大移动困难，在现场也会有多个位置供构件存放。将各个构件存放至距施工位置最近的库房能够减少未来构件运输所消耗的成本，避免质量受到影响。而在构件进场之后，通过人工的方式来辨别各个构件所属位置并进行分类是较为困难的，RFID 技术的应用能够使该工作变得简单，到场后通过扫描信息标签即可知悉该构件对应的施工位置，或直接将现场的仓库信息写入扫描后，即可自动分配存储仓库。

由于构件尺寸大，且具有施工顺序，在进行构件存放的过程中，也需按照施工顺序进行存放，确保先使用的构件在上层、外侧等方便拿取运输的位置，减少不必要的材料倒运。RFID 技术的应用也使得该设想得以实现，对于批量到场的构件，通过扫描信息标签的形式来知悉其施工次序，并按照该次序进行构件的仓储。

3.6 构件安装后质量验收

RFID 技术能够在构件安装后起到验收的作用。装配式混凝土各个构件外观相似，尺寸相近，构件是否安装到了正确的位置以及构件自身的质量情况对工程质量的影响是极为明显的。通过RFID信息标签，能够在构件安装之后来验证该构件的质量是否达标。通过读取信息标签的编码，即可知悉该构件的生产运输流程以及质量情况，同时也可提前录入该构件正确的安装位这样就能够构件施工完成之后，通过读取信息的形式来明确该构件自身质量是否合格，以及是否安装在了正确的位置。

此外在质量验收的过程中，也可提前对各个构件进行编码及其位置关系确定，然后在某一阶段施工完成之后，通过连续读取的方式就能够知悉整个片区内的构件衔接是否准确。同时对可读写的信息标签或信息化平台管理的形式，也可在验收之后加以标记，将验收情况及验收人等必要信息写入信息标签当中，这样在进行后续质量管控及验收过程中，即可知悉该构件的质量情况，也能用于管理人员工作检验。