探究基于BIM 的裝配式建筑監(jiān)理質(zhì)量安全控制

謝文浩

（南京南房建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司，江蘇南京 210007）

0 引言

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，人們對建筑工程的建設(shè)管理水平提出更高的要求。融合計(jì)算機(jī)、信息化及數(shù)字化技術(shù)的BIM 技術(shù)，逐漸在建筑工程的建設(shè)和管理行業(yè)中得到應(yīng)用，并發(fā)揮十分重要的作用。裝配式建筑是當(dāng)前市場上十分先進(jìn)的建筑工程技術(shù)，有著與傳統(tǒng)建筑工程差異極大的生產(chǎn)建設(shè)方式。BIM 技術(shù)和裝配式建筑工程技術(shù)結(jié)合的過程中，在質(zhì)量安全管理方面存在著一些問題，需要重點(diǎn)分析。

1 BIM 技術(shù)的概念和在裝配式建筑工程中的應(yīng)用價(jià)值

1.1 概念

BIM 技術(shù)全稱是Building Information Modeling，也就是建筑信息模型。這種起源于1974 年的技術(shù)，主要融合信息技術(shù)、圖像處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對建筑工程涉及的各相關(guān)因素的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化和精細(xì)化管理。隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷進(jìn)步，BIM 的功能越來越強(qiáng)大，可以覆蓋到建筑工程建設(shè)施工和管理的全過程，并滲透到各個(gè)環(huán)節(jié)之中。

1.2 在裝配式建筑工程中的應(yīng)用價(jià)值

裝配式建筑，從字面意思來理解，就是以裝配的方式建設(shè)建筑。也就是根據(jù)建筑工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)圖紙，在工廠或指定位置制造各個(gè)結(jié)構(gòu)件，然后在施工現(xiàn)場進(jìn)行裝配的技術(shù)[1]。從該技術(shù)的工藝模式可以發(fā)現(xiàn)，裝配式建筑工藝對工程設(shè)計(jì)、構(gòu)件制造工藝以及現(xiàn)場裝配工藝的要求極高。高度模塊化、快捷化的工藝流程，意味著BIM 技術(shù)在裝配式建筑工程中有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。在裝配式建筑工中采用BIM 技術(shù)，通過三維模擬技術(shù)對建筑設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行可視化立體呈現(xiàn)，對各結(jié)構(gòu)件的形狀、尺寸及裝配方式進(jìn)行合理化分析，進(jìn)一步提高裝配式建筑設(shè)計(jì)水平。同時(shí)，通過BIM 技術(shù)，可以將建筑工程涉及的各類材料、人工、設(shè)備成本進(jìn)行統(tǒng)籌管理，加上時(shí)間軸的管理機(jī)制，進(jìn)一步提高裝配式工程建設(shè)項(xiàng)目的成本管理及進(jìn)度管理水平。另外，通過BIM 技術(shù)，可以讓設(shè)計(jì)單位與構(gòu)件生產(chǎn)、現(xiàn)場裝配單位加強(qiáng)溝通，基于設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行可視化溝通，并實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)調(diào)整的信息統(tǒng)一，避免出現(xiàn)信息不匹配的情況[2]。

2 裝配式建筑工程質(zhì)量安全中存在的問題

2.1 設(shè)計(jì)和構(gòu)件生產(chǎn)環(huán)節(jié)

傳統(tǒng)的裝配建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，會(huì)出現(xiàn)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)表達(dá)不完善、易讀性差等問題。同時(shí)，傳統(tǒng)平面設(shè)計(jì)圖紙?jiān)跁?huì)審和使用的時(shí)候容易給相關(guān)人員帶來困擾。另外，部分單位對裝配式建筑這類新型工程工藝?yán)斫獠蛔?，設(shè)計(jì)人員沒有對圖紙進(jìn)行針對性優(yōu)化，導(dǎo)致在構(gòu)件制造、裝配過程中出現(xiàn)信息不匹配、效率低等問題。如今部分裝配式建筑工程在裝配施工現(xiàn)場對構(gòu)件進(jìn)行質(zhì)量檢查時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)工藝不達(dá)標(biāo)、尺寸不匹配、外觀不合格等問題，無法達(dá)到裝配施工的要求[3]。這主要是因?yàn)楣こ探Y(jié)構(gòu)件的施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，而更深層次的原因是結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)單位生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)不足、對裝配式建筑工程集結(jié)構(gòu)件施工的相關(guān)規(guī)范不了解。

2.2 裝配環(huán)節(jié)

基于BIM 技術(shù)的裝配式建筑，在設(shè)計(jì)階段會(huì)對每個(gè)構(gòu)件的位置、連接方式、裝配標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定。但是，在實(shí)際的裝配環(huán)節(jié)當(dāng)中，裝配施工單位對裝配式設(shè)計(jì)圖紙的審核不夠全面，沒有做好相應(yīng)的準(zhǔn)備。在裝配過程中，各構(gòu)件的裝配順序，以及各連接件的連接方式都缺乏科學(xué)性，導(dǎo)致裝配質(zhì)量無法達(dá)到實(shí)際設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。裝配式建筑工程的現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)，包括針對裝配施工建設(shè)基礎(chǔ)工程，以及對結(jié)構(gòu)件進(jìn)行裝配的過程。裝配式建筑工程施工現(xiàn)場管理與傳統(tǒng)建筑工程存在一定差異，如果監(jiān)理人員依然按照傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)或方式，容易存在監(jiān)管漏洞，無法充分保證施工現(xiàn)場的質(zhì)量安全。比如，針對施工現(xiàn)場結(jié)構(gòu)件工藝的檢查、吊裝設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，以及對裝配施工人員專業(yè)技術(shù)的評估，一旦出現(xiàn)問題，都會(huì)直接影響裝配質(zhì)量，甚至引發(fā)安全事故。

2.3 全過程管理

全過程管理包括對建筑工程前期考察、籌備、設(shè)計(jì)、施工、竣工驗(yàn)收等多個(gè)環(huán)節(jié)的管理，同時(shí)也包括施工過程的質(zhì)量、進(jìn)度、安全、成本乃至環(huán)保性的管理。在基于BIM 技術(shù)的裝配式建筑建設(shè)的全過程管理中，得益于BIM 技術(shù)的優(yōu)越性，便于全過程管理機(jī)制的全面開展。但是，在實(shí)際的項(xiàng)目開發(fā)中，部分建設(shè)單位依然按照傳統(tǒng)的管理方式開展工作，導(dǎo)致工程相關(guān)環(huán)節(jié)的管理質(zhì)量無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。例如，針對裝配式建筑的造價(jià)管理，施工單位只關(guān)注構(gòu)件制造過程的材料、工藝費(fèi)用，以及裝配過程的設(shè)備、材料費(fèi)用，但是沒有對構(gòu)件制造過程的材料損耗以及裝配過程的能耗進(jìn)行管理，導(dǎo)致造價(jià)控制水平無法達(dá)到預(yù)期。

3 基于BIM 的裝配式建筑監(jiān)理質(zhì)量安全控制措施

3.1 建立二次開發(fā)平臺(tái)

在BIM 應(yīng)用背景下，REVIT 是建筑工程行業(yè)中常用軟件。這種適用性好、開放性強(qiáng)的軟件，可以根據(jù)建筑設(shè)計(jì)及施工單位的具體要求進(jìn)行開發(fā)[4]。而裝配式建筑工程的監(jiān)理工作需要具備動(dòng)態(tài)性和全過程覆蓋性，需要建立可持續(xù)、全過程、動(dòng)態(tài)化的管理機(jī)制。因此，可以基于BIM 中的相關(guān)軟件，建立二次開發(fā)平臺(tái)。通過對BIM 技術(shù)建筑模型和可視化技術(shù)的應(yīng)用，可以通過全景模型對裝配式建筑工程全過程信息數(shù)據(jù)的監(jiān)控、收集和應(yīng)用。具體來講，有以下幾個(gè)應(yīng)用環(huán)節(jié)：

（1）模型管理。通過BIM 技術(shù)強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)件管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對裝配式建筑每個(gè)結(jié)構(gòu)件的編號(hào)管理，采用ID 對應(yīng)模式，與結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、裝配乃至后續(xù)的維護(hù)管理環(huán)節(jié)建立緊密的聯(lián)系。通過可視化的建筑模型，對各個(gè)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行信息化管理，基于數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化管理和應(yīng)用。

（2）文檔管理。通過BIM 技術(shù)，可以對裝配式建筑監(jiān)理工作進(jìn)行改革，將其中涉及的各類文件資料進(jìn)行整理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫之中[5]。再基于科學(xué)的權(quán)限管理制度，方便建筑工程各建設(shè)施工及管理人員的調(diào)取使用，提高監(jiān)理人員的管理效率，同時(shí)降低信息風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 加強(qiáng)協(xié)同設(shè)計(jì)與構(gòu)件制造

在裝配式建筑的設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，可以利用BIM 技術(shù)的三維建模技術(shù)，結(jié)合信息化渠道，實(shí)現(xiàn)多位設(shè)計(jì)師協(xié)同設(shè)計(jì)。通過這種方式，一方面可以全面提高設(shè)計(jì)效率；另一方面可以在多設(shè)計(jì)終端的共同保障下，降低設(shè)計(jì)失誤。在此基礎(chǔ)上，基于三維建模系統(tǒng)，與構(gòu)件制造端進(jìn)行數(shù)據(jù)信息對接，讓設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié)緊密結(jié)合起來，提高協(xié)同性，進(jìn)一步提高構(gòu)件制造水平。

3.3 開展裝配模擬工作

裝配式建筑施工過程中，裝配施工環(huán)節(jié)至關(guān)重要，是對設(shè)計(jì)理念的呈現(xiàn)過程。為了進(jìn)一步提高裝配質(zhì)量，避免在裝配過程出現(xiàn)問題，可以利用BIM 技術(shù)，基于設(shè)計(jì)方案，對裝配施工過程進(jìn)行模擬。在計(jì)算機(jī)軟件上，通過裝配模擬可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中存在的問題，同時(shí)可以給裝配施工的方式、細(xì)節(jié)管理提供重要的依據(jù)。裝配過程的模擬，還需要基于大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對各類裝配工程施工案例中發(fā)生的各類安全事故進(jìn)行分析，將相關(guān)隱患及產(chǎn)生的原因進(jìn)行信息轉(zhuǎn)化，再帶入裝配施工的模擬演練過程當(dāng)中，可以分別對實(shí)際工程的相關(guān)方面安全隱患進(jìn)行檢查，看是否準(zhǔn)備充足。

3.4 實(shí)行全過程動(dòng)態(tài)化管理機(jī)制

針對裝配式建筑工程的管理，應(yīng)當(dāng)從工程設(shè)計(jì)到竣工驗(yàn)收，實(shí)行全過程的動(dòng)態(tài)化管理機(jī)制。對工程質(zhì)量安全問題的因素進(jìn)行分析，做好相應(yīng)的規(guī)避和應(yīng)對措施。在全過程動(dòng)態(tài)化管理機(jī)制下，針對施工現(xiàn)場的動(dòng)態(tài)化管理至關(guān)重要。具體來講，當(dāng)裝配式建筑結(jié)構(gòu)件運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，并開始裝配的時(shí)候，可以利用BIM 系統(tǒng)，組織相關(guān)人員進(jìn)行裝配前的準(zhǔn)備工作，要求所有人員都要對裝配方式、技術(shù)要點(diǎn)和裝配標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面了解，同時(shí)要針對現(xiàn)場吊裝設(shè)備的操作管理方式以及裝配工藝進(jìn)行培訓(xùn)，并考核相關(guān)人員的掌握情況。針對裝配構(gòu)件的運(yùn)輸、入場、管理，一方面檢查好構(gòu)件運(yùn)輸過程的各類設(shè)備、裝置，做好構(gòu)件的保護(hù)，避免損傷構(gòu)件；另一方面要在施工現(xiàn)場預(yù)留構(gòu)件堆放的位置，要按照構(gòu)件類型及裝配順序進(jìn)行分類堆放，并做好現(xiàn)場的防雨、防潮措施。然后要根據(jù)相關(guān)圖紙或表格，對到達(dá)現(xiàn)場的構(gòu)件質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，確保構(gòu)件制造質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和裝配要求。在正式裝配的過程當(dāng)中，利用施工現(xiàn)場的傳感器和監(jiān)控系統(tǒng)對裝配過程中的建筑結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行評估。

4 結(jié)束語

綜上所述，裝配式建筑作為一種新興的建筑工程建設(shè)方式，是建筑工程行業(yè)改革優(yōu)化和高效發(fā)展的典型代表。在目前的行業(yè)環(huán)境下，裝配式建筑工程施工過程受到各種因素的影響，存在一定的安全和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。為此，要加強(qiáng)對BIM 技術(shù)的研究和應(yīng)用，在裝配式建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)以及裝配施工現(xiàn)場管理等階段，建立全過程動(dòng)態(tài)化的監(jiān)理機(jī)制，全面提高設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工管理水平。只有這樣，才能進(jìn)一步提高裝配式建筑工程的監(jiān)理水平，保證工程質(zhì)量及安全，為建筑工程行業(yè)的健康發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。