BIM技術(shù)在裝配式建筑質(zhì)量管理中的應(yīng)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(jié)構(gòu)部件的標準化特性較強，因為生產(chǎn)廠家采用標準化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)各結(jié)構(gòu)部件，隨后通過專業(yè)運輸工具把結(jié)構(gòu)部件運到建筑施工現(xiàn)場實施裝配化施工，形成完整的建筑，實現(xiàn)信息化管理、智能化應(yīng)用，凸顯環(huán)保、節(jié)能、高效、低成本等優(yōu)勢。現(xiàn)階段建筑信息化成為建筑工業(yè)化發(fā)展的重要抓手，BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技術(shù)作為典型的建筑信息化代表，能夠集成建筑信息，通過數(shù)字化技術(shù)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(shè)計、管理、運維等服務(wù)，促進建筑質(zhì)量不斷提升，對推廣裝配式建筑產(chǎn)生重要促進作用。因此，在裝配式建筑質(zhì)量管理中加強BIM 技術(shù)具有重要意義。

1、BIM 技術(shù)在裝配式建筑質(zhì)量管理中應(yīng)用的途徑

1.1 管理初期應(yīng)用

為了提升裝配式建筑整體質(zhì)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(shù)構(gòu)建工程數(shù)據(jù)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(yīng)不同參數(shù)，基于多次實地考察盡可能輸入更多項目信息，使數(shù)據(jù)庫更準確，奠定后續(xù)模擬分析基礎(chǔ)。另一方面，利用BIM 技術(shù)優(yōu)化工程項目實施方案，即借助BIM 技術(shù)模擬裝配式建筑環(huán)境性能，使材質(zhì)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(nèi)部管線分配的實用性、科學(xué)性，提前預(yù)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(yù)防在裝配施工過程中出現(xiàn)安裝位置和預(yù)制構(gòu)件不匹配的現(xiàn)象。

1.2 管理過程應(yīng)用

1.2.1 生產(chǎn)

利用BIM 技術(shù)實現(xiàn)建筑構(gòu)配件表達的信息化，直接基于BIM 模型完成構(gòu)配件加工圖紙，傳達清晰的二維圖紙關(guān)系、空間剖面關(guān)系，在一個模型里集中離散的二維圖紙信息，與預(yù)制工廠進行更緊密的協(xié)同、對接。而且BIM 技術(shù)支持對預(yù)制構(gòu)件進行預(yù)拆分，實現(xiàn)裝配式建筑設(shè)計模型的多重使用，作為后面施工和運營的基礎(chǔ)模型，避免重復(fù)創(chuàng)建。利用BIM 模型直接設(shè)定構(gòu)配件設(shè)計參數(shù)，進行一鍵自動生成，內(nèi)設(shè)RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別技術(shù)）芯片，同時通過預(yù)拆分確定外形尺寸、關(guān)鍵參數(shù)，做好前期準備。即利用CAM（Computer Aided Manufacturing，計算機輔助制造）進行預(yù)制構(gòu)件數(shù)字化制造，在生產(chǎn)設(shè)備中輸入BIM 數(shù)據(jù)信息就可實現(xiàn)自動化、機械化生產(chǎn)，大大提高裝配式建筑生產(chǎn)質(zhì)量。

1.2.2 施工

在開始裝配式建筑施工作業(yè)以前要把構(gòu)配件運到現(xiàn)場，對組裝好的部分的空間與留孔等進行科學(xué)的設(shè)計。此時運用BIM技術(shù)把時間與質(zhì)量信息轉(zhuǎn)化成5D 模型，全面模擬裝配式建筑現(xiàn)場施工，識別難以發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量難題，引起明確的關(guān)注，從而專注對構(gòu)配件的監(jiān)視、測量，減少可能發(fā)生的施工質(zhì)量問題。例如吊裝模擬，運用BIM 技術(shù)優(yōu)化施工方案。一些構(gòu)配件運到施工現(xiàn)場后需要在堆放1～2 天內(nèi)吊裝，一些構(gòu)配件需要即刻吊裝，基于BIM 模型關(guān)聯(lián)時間信息、構(gòu)配件信息，標注最佳吊裝時間，進行吊裝計劃的動態(tài)模擬，及時發(fā)現(xiàn)并調(diào)整吊裝施工計劃不合理的部分。然后運用BIM 技術(shù)模擬施工現(xiàn)場的環(huán)境，進行測量和定位，模擬從起吊到回轉(zhuǎn)到就位再到調(diào)整的流程，確定大型施工機械設(shè)備的分布、運行軌跡，科學(xué)選擇吊裝施工計劃，提升準確度，進而提高吊裝施工質(zhì)量。

另外，在BIM 和RIFD 技術(shù)的支持下加強裝配式建筑施工質(zhì)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(shè)施的部件芯片，實時上傳高質(zhì)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(zhì)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(zé)提供便利。

圖1 裝配現(xiàn)場工程質(zhì)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(shù)、RFID 技術(shù)的整合應(yīng)用提升竣工交付質(zhì)量管理。這主要是在建筑竣工環(huán)節(jié)檢查工程質(zhì)量，全面檢查隱蔽工程、非隱蔽工程，以在生產(chǎn)環(huán)節(jié)預(yù)埋的構(gòu)配件內(nèi)部RFID 標簽為先導(dǎo)，憑借唯一構(gòu)配件編碼連接BIM 模型和RFID 附著的實體構(gòu)配件，錄入更多裝配式建筑項目的初期設(shè)計、施工過程信息，最后在竣工環(huán)節(jié)讀取BIM 模型里面的構(gòu)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(zhì)量。

1.3 運營管理應(yīng)用

在裝配式建筑竣工環(huán)節(jié)的BIM 模型經(jīng)過整個過程的調(diào)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(shù)量統(tǒng)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(zhì)量。因為應(yīng)用BIM 技術(shù)能夠?qū)ρb配式建筑實現(xiàn)全壽命信息化管理，方便運營管理人員依靠預(yù)制構(gòu)配件里面的RFID 芯片獲取其中保存的生產(chǎn)廠商、運輸人員、安裝人員等關(guān)鍵信息，只要后期出現(xiàn)建筑質(zhì)量問題，就能從運營管理追溯到生產(chǎn)環(huán)節(jié)，明晰責(zé)任歸屬。所以在裝配式建筑的后期運營管理中使用BIM 技術(shù)，通過前期各階段形成的BIM 模型數(shù)據(jù)和信息，促進運營管理環(huán)節(jié)建筑質(zhì)量信息數(shù)據(jù)的收集、分析，實現(xiàn)構(gòu)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(shè)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(yè)主方詳細了解施工信息，快速查看每一個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，利用BIM 技術(shù)的可視化提高質(zhì)量管理效率。

2、BIM 技術(shù)在裝配式建筑質(zhì)量管理中應(yīng)用的注意事項

2.1 統(tǒng)一BIM 技術(shù)設(shè)計標準

和傳統(tǒng)以CAD 為基礎(chǔ)的二維設(shè)計相比，應(yīng)用BIM 技術(shù)的新型三維設(shè)計的規(guī)范與標準還不夠完善，在裝配式建筑中單一使用BIM 技術(shù)設(shè)計項目方案局限于完成項目任務(wù)或者單位目標，當考慮國家標準和行業(yè)標準時就要注意預(yù)先統(tǒng)一制定裝配式建筑的BIM 設(shè)計標準，各單位達成一致，形成規(guī)范的BIM 設(shè)計樣板和設(shè)計程序，統(tǒng)一設(shè)計責(zé)任劃分等，方便進行數(shù)據(jù)交換，由上而下提高裝配式建筑的BIM 設(shè)計質(zhì)量，體現(xiàn)實際操作價值。

2.2 統(tǒng)一BIM 技術(shù)建模標準

為了確保裝配式建筑項目生產(chǎn)鏈上的BIM 模型實現(xiàn)最大程度的吻合，預(yù)防模型文檔兼容引發(fā)BIM 模型信息缺失問題，阻礙建筑信息的清晰有效傳遞，應(yīng)注意統(tǒng)一BIM 技術(shù)的建模標準。這不僅涉及到建模軟件和標高軸網(wǎng)體系、建模方式、模型精度，還涉及到數(shù)據(jù)標準、構(gòu)配件命名和建立編碼、更新模型的周期、歸集模型的形式、設(shè)置系統(tǒng)顏色等等，保證統(tǒng)一裝配式建筑全生命周期里的BIM 技術(shù)應(yīng)用標準、應(yīng)用程式，疏通在建筑質(zhì)量管理中應(yīng)用BIM 技術(shù)的障礙，確保建筑信息穩(wěn)定流轉(zhuǎn)，提高裝配式建筑質(zhì)量管理的效率和水平。

2.3 統(tǒng)一BIM 技術(shù)交付標準

在利用BIM 技術(shù)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(nèi)容，提供交付的模型滿足使用者需求與否的合法依據(jù)；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(xù)是否要進一步深化，例如深化復(fù)雜節(jié)點、拆分模型預(yù)制構(gòu)配件等；交付BIM 模型以后的維護單位是不是原本創(chuàng)建模型的單位等等。通過預(yù)先統(tǒng)一BIM 模型交付標準，盡可能減少分歧，提升BIM技術(shù)應(yīng)用效果。

3 結(jié)語

BIM 技術(shù)憑借參數(shù)化、可視化、模擬性、協(xié)調(diào)性和動態(tài)性等特征在建筑信息化管理中發(fā)揮關(guān)鍵性作用，通過在裝配式建筑管理中應(yīng)用BIM 技術(shù)，實現(xiàn)有效的信息化、精細化建筑質(zhì)量管理，逐漸形成統(tǒng)一的BIM 技術(shù)應(yīng)用標準，從而基于BIM 信息集成化模型確保構(gòu)配件生產(chǎn)質(zhì)量和裝配式施工質(zhì)量、運營管理質(zhì)量，大大提升裝配式建筑質(zhì)量管理水平，最終為建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供保障。