基于BIM的裝配式建筑質(zhì)量管理

（西安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，建筑與軌道交通學(xué)院，陜西西安市，711066） 謝 超 孫萬(wàn)香 李佳凌 張 艷

近年來(lái)，我國(guó)建筑行業(yè)快速發(fā)展，以裝配式建筑為代表的新型建筑施工技術(shù)應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，并獲得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。相比于傳統(tǒng)建筑質(zhì)量管理，裝配式建筑需要從設(shè)計(jì)初始階段就對(duì)建筑構(gòu)件進(jìn)行質(zhì)量管控，以確保在生產(chǎn)安裝環(huán)節(jié)能夠符合施工要求。BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)建筑設(shè)計(jì)三維化，并將施工環(huán)節(jié)采用模型方式展示出來(lái)，大大提高了建筑施工各個(gè)環(huán)節(jié)可預(yù)見(jiàn)性，有利于提高裝配式建筑質(zhì)量管理工作水平。

1 裝配式建筑概念及發(fā)展簡(jiǎn)述

1.1 裝配式建筑概念及優(yōu)勢(shì)

裝配式建筑是近年來(lái)建筑行業(yè)發(fā)展新的方向，區(qū)別于傳統(tǒng)建筑在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行作業(yè)的情況，裝配式建筑采用工業(yè)化生產(chǎn)，在工廠內(nèi)將建筑各部分構(gòu)件預(yù)制生產(chǎn)，然后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝。根據(jù)施工材料不同，裝配式建筑可以分為：預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑等，在預(yù)制混凝土裝配式建筑中，根據(jù)受力方式，又可以分為疊合剪力墻、現(xiàn)澆外掛體系、裝配整體式框架體系。相比于傳統(tǒng)施工方式，裝配式建筑具有綠色環(huán)保、施工速度快、節(jié)約施工材料等優(yōu)點(diǎn)，是建筑行業(yè)工業(yè)化生產(chǎn)的標(biāo)志。隨著我國(guó)建筑行業(yè)勞動(dòng)從業(yè)人員年齡逐漸增大，建筑行業(yè)施工人員短缺已經(jīng)成為制約我國(guó)建筑施工行業(yè)持續(xù)發(fā)展因素，因此發(fā)展裝配式建筑，能夠發(fā)揮工業(yè)化生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，提高我國(guó)建筑行業(yè)施工技術(shù)水平。

1.2 裝配式建筑發(fā)展簡(jiǎn)述

裝配式建筑概念出現(xiàn)于近代，但是在人類歷史早期，裝配式建筑就已經(jīng)出現(xiàn)在人們生活中，例如以蒙古包為代表的游牧民族建筑、我國(guó)古代木建筑等，都具有一定的裝配式建筑特征?，F(xiàn)代裝配式建筑的出現(xiàn)，則伴隨著工業(yè)化發(fā)展和建筑技術(shù)進(jìn)步，以鋼結(jié)構(gòu)、混凝土澆筑、木結(jié)構(gòu)等建筑材料為代表的裝配式建筑開(kāi)始進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)，替代大量傳統(tǒng)建筑施工方式，快速在建筑行業(yè)中占有一席之地。根據(jù)世界各個(gè)地區(qū)的實(shí)際情況，裝配式建筑在發(fā)展過(guò)程中形成了具有鮮明地域特色的技術(shù)類型。以美國(guó)為代表的歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，裝配式技術(shù)發(fā)展起源較早，技術(shù)成熟，以鋼結(jié)構(gòu)為代表的高層裝配式建筑和以預(yù)制混凝土未為代表的多層建筑，普遍具有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、材料壽命長(zhǎng)、注重環(huán)保等特點(diǎn)。以日本為代表得裝配式建筑，則由于日本處于地震多發(fā)區(qū)，再加上豐富的林業(yè)資源，日本裝配式建筑普遍以輕鋼混合結(jié)構(gòu)為主，輔以板材進(jìn)行隔斷，從而使建筑本身輕量化，能夠具有較好的抗震性能，同時(shí)建筑材料本身可以充分回收利用，建筑具有低碳環(huán)保優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)我國(guó)裝配式建筑普遍采用預(yù)制裝配式混凝土技術(shù)，主要應(yīng)用于高層住宅施工，相比于傳統(tǒng)施工方式，這種技術(shù)有利于建筑行業(yè)質(zhì)量管理，提高建筑的標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)也能降低施工中對(duì)環(huán)境的破壞。

2 BIM技術(shù)特點(diǎn)

所謂BIM 技術(shù)，就是Building Information Modeling的縮寫，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，改變了傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)方式，利用數(shù)字技術(shù)，將建筑中各項(xiàng)數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中，基于工程各項(xiàng)信息形成建筑三維模型。BIM 作為建筑信息化核心，可以將建筑施工整個(gè)過(guò)程模擬出數(shù)字化模型，并體現(xiàn)項(xiàng)目各個(gè)階段施工工藝、施工材料、預(yù)制預(yù)留信息等。傳統(tǒng)施工中由于工程技術(shù)變更，導(dǎo)致施工環(huán)節(jié)信息不對(duì)等，容易出現(xiàn)各種質(zhì)量管控問(wèn)題，而B(niǎo)IM 技術(shù)的應(yīng)用，則降低了施工階段技術(shù)變更帶來(lái)的不可預(yù)見(jiàn)性，能夠提高工程施工質(zhì)量管控水平，促進(jìn)建筑行業(yè)信息化。BIM 技術(shù)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：可視化、協(xié)同性、可模擬性、可優(yōu)化性以及可出圖性。

2.1 BIM技術(shù)具有可視性

建筑施工中，由于整個(gè)施工周期較長(zhǎng)，涉及到的施工環(huán)節(jié)較多，因此管理人員需要確保每個(gè)施工環(huán)節(jié)技術(shù)符合規(guī)范，同時(shí)施工工藝、施工材料符合標(biāo)準(zhǔn)，有時(shí)還會(huì)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行施工技術(shù)變更，這就造成管理人員面對(duì)大量建筑數(shù)據(jù)和信息，如果沒(méi)有有效調(diào)控，對(duì)于潛在的風(fēng)險(xiǎn)就無(wú)法監(jiān)控到位，容易造成工程質(zhì)量隱患。BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以將施工中的繁雜信息實(shí)時(shí)監(jiān)控，必要時(shí)可以對(duì)涉及到的數(shù)據(jù)隨時(shí)調(diào)出，大大增加了管理人員的質(zhì)量管理準(zhǔn)確性和時(shí)效性，對(duì)于潛在風(fēng)險(xiǎn)能夠及時(shí)排除并處理，解決安全隱患。

2.2 BIM技術(shù)具有協(xié)調(diào)性

建筑工程設(shè)計(jì)與施工需要多個(gè)單位協(xié)作，各個(gè)單位部門之間的溝通與協(xié)調(diào)十分重要，能夠及時(shí)將工程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分享，并就工程施工中各種技術(shù)變更及施工中出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)交流解決，保證施工質(zhì)量穩(wěn)定同時(shí)，工程正常進(jìn)行。傳統(tǒng)施工中由于施工圖紙及工程變更頻繁，需要設(shè)計(jì)單位和施工單位反復(fù)開(kāi)會(huì)交流，以確保工程協(xié)調(diào)有效，對(duì)于施工人員和設(shè)計(jì)人員都要付出較高時(shí)間成本。BIM技術(shù)的應(yīng)用，將建筑施工中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享，動(dòng)態(tài)性共享數(shù)據(jù)庫(kù)則可以協(xié)調(diào)不同專業(yè)之間的問(wèn)題，解決防火分區(qū)協(xié)調(diào)布置等多種復(fù)雜設(shè)計(jì)布置問(wèn)題

2.3 BIM技術(shù)具有可模擬性

可模擬性就是針對(duì)施工中可能干擾工程質(zhì)量的各種意外情況進(jìn)行提前模擬，以便制定相應(yīng)的預(yù)防措施，提高建筑工程施工預(yù)案應(yīng)對(duì)能力。利用BIM 技術(shù)，能夠提前規(guī)避建筑施工中不合理因素設(shè)計(jì)，推動(dòng)建筑施工安全管理有效開(kāi)展。

2.4 BIM技術(shù)具有優(yōu)化性

BIM 技術(shù)由于采用計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)，因此對(duì)于建筑工程設(shè)計(jì)及施工來(lái)說(shuō)，能夠根據(jù)工程實(shí)際情況，不斷優(yōu)化項(xiàng)目施工各個(gè)環(huán)節(jié)，調(diào)整模擬過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，便于安全管理的實(shí)施。另外，BIM技術(shù)的應(yīng)用，也能夠優(yōu)化施工現(xiàn)場(chǎng)的整體施工質(zhì)量和環(huán)境，進(jìn)而確保工程項(xiàng)目實(shí)施的高效率的高標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 BIM技術(shù)具有可出圖性

雖然信息技術(shù)的發(fā)展，使無(wú)紙化辦公得到廣泛應(yīng)用，但是在建筑施工現(xiàn)場(chǎng)，仍然需要施工圖紙便于進(jìn)行建筑質(zhì)量管理。應(yīng)用BIM技術(shù)，可以方便將建筑設(shè)計(jì)中的各部分圖紙及時(shí)打印出來(lái)，采用數(shù)字化技術(shù)，在打印圖紙時(shí)不但準(zhǔn)確率高，而且傳輸方便，只有連接網(wǎng)絡(luò)就可以將所需的圖紙打印出來(lái)，改變以往圖紙攜帶繁瑣的弊病，同時(shí)，BIM技術(shù)還能提高對(duì)建筑設(shè)計(jì)施工圖紙的管理水平，避免因?yàn)閳D紙打印錯(cuò)誤等問(wèn)題的產(chǎn)生。

3 目前裝配式建筑質(zhì)量管理中存在的問(wèn)題

3.1 缺乏設(shè)計(jì)施工一體化質(zhì)量管理

裝配式建筑施工不同于傳統(tǒng)建筑，在設(shè)計(jì)階段就要將各個(gè)構(gòu)件的接口數(shù)據(jù)確定，并在后續(xù)的建筑構(gòu)件工廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)和現(xiàn)場(chǎng)組裝環(huán)節(jié)，根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行安裝，因此裝配式建筑質(zhì)量管理工作，需要進(jìn)行前置，在設(shè)計(jì)階段就要考慮施工環(huán)節(jié)建筑質(zhì)量管理。目前裝配式建筑規(guī)格統(tǒng)一，同時(shí)采用工廠預(yù)制的模式，如果在設(shè)計(jì)階段沒(méi)有進(jìn)行工程質(zhì)量管理，那么在后續(xù)工程生產(chǎn)與現(xiàn)場(chǎng)組裝環(huán)節(jié)，裝配式建筑質(zhì)量管理工作存在空缺。

3.2 質(zhì)量管理人才與技術(shù)缺乏

裝配式建筑在我國(guó)發(fā)展起步較晚，近年來(lái)國(guó)家加大政策支持力度，各地也將提升裝配式建筑在新建建筑面積比例作為建筑行業(yè)發(fā)展重要內(nèi)容。相比于傳統(tǒng)建筑成本，裝配式建筑在材料費(fèi)、施工費(fèi)、人工費(fèi)等費(fèi)用上占有一定優(yōu)勢(shì)，但是缺乏規(guī)?；┕?，單位面積建造成本還是高于傳統(tǒng)建筑，這對(duì)于建筑施工企業(yè)來(lái)說(shuō)存在成本壓力。在裝配式建筑質(zhì)量管理工作中，對(duì)于工廠構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)安裝環(huán)節(jié)，需要從業(yè)人員不僅掌握建筑行業(yè)相關(guān)知識(shí)，還要具備一定的設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn)，能夠形成科學(xué)規(guī)范的操作流程。

3.3 缺乏事后總結(jié)性質(zhì)量管理

在目前裝配式建筑質(zhì)量管理工作中，延續(xù)傳統(tǒng)質(zhì)量控制方法，重視施工過(guò)程中質(zhì)量檢驗(yàn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后采取措施進(jìn)行補(bǔ)救，重視偶發(fā)性問(wèn)題的處理，缺乏對(duì)同類型、同性質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)和積累。裝配式建筑不同于傳統(tǒng)建筑，具有高度的規(guī)格化、統(tǒng)一化，采用工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)方式，更注重?cái)?shù)據(jù)積累。

4 基于BIM裝配式建筑質(zhì)量管理措施

4.1 重視工程施工前質(zhì)量管理

裝配式建筑質(zhì)量管理不同于傳統(tǒng)建筑，在設(shè)計(jì)初始階段，就可以介紹到質(zhì)量管理中。除了要根據(jù)建筑法規(guī)等要求對(duì)施工圖紙、施工組織設(shè)計(jì)等方案進(jìn)行審查外，還要與建筑構(gòu)配件工廠進(jìn)行合作，確定構(gòu)配件生產(chǎn)規(guī)格和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，使裝配式建筑構(gòu)件質(zhì)量得到保證。對(duì)于施工過(guò)中涉及到的吊裝、安裝技術(shù)等，要提前與設(shè)計(jì)單位及生產(chǎn)單位溝通協(xié)作，確保裝配式建筑主要構(gòu)件不發(fā)生損壞。為了避免其中各種問(wèn)題，可以充分利用BIM技術(shù)對(duì)裝配式建筑施工環(huán)節(jié)進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)其中潛在問(wèn)題，特別是建筑構(gòu)件之間的結(jié)合部位，降低裝配式建筑安裝環(huán)節(jié)產(chǎn)生工程質(zhì)量的可能性。

4.2 提高裝配式建筑工程的施工技術(shù)水平

裝配式建筑質(zhì)量管理既有與傳統(tǒng)施工管理相同的地方，也有其自身特點(diǎn)，在建筑質(zhì)量管理工作中，提高施工技術(shù)水平，能夠顯著提高工程質(zhì)量，從源頭確保建筑質(zhì)量安全。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)施工人員，加強(qiáng)有關(guān)裝配式建筑安裝技能培訓(xùn)，讓工人熟練掌握每個(gè)構(gòu)件的數(shù)據(jù)尺寸，熟練安裝，確保裝配式建筑安裝正確到位，提高安裝精度。

4.3 加強(qiáng)裝配式建筑工程的組織和管理

在建筑工程中，BIM作為一項(xiàng)新技術(shù)，將對(duì)預(yù)制建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)的組織和管理產(chǎn)生積極的影響。加強(qiáng)裝配式建筑工程的組織管理，需要做好以下幾方面工作：第一，根據(jù)BIM技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)的管理和組織模式進(jìn)行改進(jìn)，建立BIM質(zhì)量團(tuán)隊(duì)，增強(qiáng)BIM的組織功能；第二，定期組織施工現(xiàn)場(chǎng)管理人員參加教育培訓(xùn)，促使其接受新技術(shù)。特別是在輸入制造零件的質(zhì)量信息時(shí)，可以通過(guò)組織和規(guī)范管理者的行為來(lái)保證信息輸入的準(zhǔn)確性。在裝配式建筑的信息設(shè)置中，確保信息處理的及時(shí)性；第三，探索組織管理方法，確保預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量管理處于動(dòng)態(tài)控制過(guò)程；第四，管理者可以利用BIM模型，實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)情況，并利用模型信息預(yù)測(cè)質(zhì)量問(wèn)題，以便及時(shí)變更施工方案，規(guī)避施工質(zhì)量事故，加強(qiáng)組織管理，提升裝配式建筑的質(zhì)量控制效率。

4.4 提高裝配式建筑項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)管理

BIM 技術(shù)在裝配式建筑質(zhì)量管理應(yīng)用中，能夠提高管理者對(duì)建筑施工進(jìn)度實(shí)時(shí)掌握情況，有利于進(jìn)一步提高質(zhì)量管控水平，提高項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。在質(zhì)量管理工作中，管理人員要根據(jù)市場(chǎng)情況，選擇經(jīng)濟(jì)有效的施工方案，從項(xiàng)目規(guī)劃到設(shè)計(jì)施工環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮資金的最大效益，保證項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性。在資金支持中，要結(jié)合BIM 技術(shù)特點(diǎn)，設(shè)立建筑質(zhì)量管理專項(xiàng)資金，保障裝配式建筑施工各個(gè)環(huán)節(jié)中質(zhì)量管理工作順利推進(jìn)。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)城市化快速發(fā)展，以房地產(chǎn)為代表的建筑行業(yè)增長(zhǎng)迅速。為了促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型，提高建筑施工技術(shù)水平，裝配式建筑成為國(guó)家大力推進(jìn)產(chǎn)業(yè)之一，在這個(gè)過(guò)程中，BIM 技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)建性能與幾何模型信息的整合，還將建筑項(xiàng)目整個(gè)建設(shè)周期內(nèi)的有關(guān)資料集于單獨(dú)的一個(gè)建筑模型中。利用BIM 技術(shù)，可以實(shí)設(shè)計(jì)施工一體化，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)裝配式建筑質(zhì)量管理全過(guò)程，解決了傳統(tǒng)建筑質(zhì)量管理中缺乏前置的局面，能夠促使建筑行業(yè)質(zhì)量管理向著精細(xì)化、全程化方向發(fā)展，促使我國(guó)裝配式建筑質(zhì)量管理工作更上一層樓。