裝配式建筑BIM信息化建造系統(tǒng)及質(zhì)量管理措施探討

廖穎華 （中鐵二十二局五公司，重慶 400700）

1 裝配式建筑與BIM技術(shù)概述

1.1 BIM信息化建造系統(tǒng)在建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用

BIM技術(shù)是以三維技術(shù)為核心建立虛擬的施工項(xiàng)目三維模型，同時(shí)應(yīng)用信息技術(shù)和數(shù)據(jù)，對建筑工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工、管理過程進(jìn)行數(shù)字化管理。借助BIM信息化建造系統(tǒng)所模擬的三維模型，可以使建筑工程的信息集成化大幅提高，從而為該工程涉及的建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位等提供信息化交換和共享的平臺(tái)。

1.2 裝配式建筑的應(yīng)用

與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆建筑相比，裝配式建筑具有施工速度快、結(jié)構(gòu)件靈活多樣、受天氣條件及地理?xiàng)l件影響小、更加節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然裝配式建筑也有一些弊端，例如建筑物預(yù)制結(jié)構(gòu)件難度較大、結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性差、防震及減震性能相較于澆筑式建筑較低等，與之相關(guān)的裝配、設(shè)計(jì)、施工技術(shù)還不夠完善，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚不能完全統(tǒng)一，同時(shí)信息化應(yīng)用水平還有待提升。

2 裝配式建筑BIM信息化建造系統(tǒng)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值

2.1 該系統(tǒng)對建設(shè)單位的應(yīng)用價(jià)值分析

在工程實(shí)踐中建設(shè)單位從裝配式建筑BIM信息化建造系統(tǒng)中收益最大。雖然基于該系統(tǒng)進(jìn)行施工在設(shè)計(jì)階段會(huì)增加部分資金投入，但是對于后續(xù)階段的施工成本、施工進(jìn)度和資源配置等方面可以減少相應(yīng)的資金投入，從而獲取較高的投資收益。例如在施工成本方面通過專業(yè)分析及模擬碰撞檢查，可以大大降低設(shè)計(jì)失誤率從而降低施工成本；在施工進(jìn)度方面不斷優(yōu)化施工方案從而達(dá)到縮短工期的目的；優(yōu)化后的施工方案可以對人、材、機(jī)進(jìn)行合理化配置，既精簡了資源投入又實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保施工。BIM信息化建造系統(tǒng)的最大優(yōu)勢是可視化技術(shù)，在建筑工程施工全過程中應(yīng)用信息技術(shù)和數(shù)字技術(shù)，對項(xiàng)目竣工后的后期運(yùn)營進(jìn)行綜合管理，對建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行全周期管理，有效提高了管理周期和效率。

2.2 該系統(tǒng)對設(shè)計(jì)單位的應(yīng)用價(jià)值分析

在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用裝配式建筑BIM信息化建造系統(tǒng)，可以充分利用BIM技術(shù)建立的虛擬三維模型，通過對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)、光照等專業(yè)分析，依據(jù)分析結(jié)果對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化并對設(shè)計(jì)過程進(jìn)行深化，相較于傳統(tǒng)的人力分析更為快捷準(zhǔn)確，在提高效率的同時(shí)減少了人力投入。同時(shí)可以在施工模擬階段與參與項(xiàng)目的各單位對設(shè)計(jì)效果進(jìn)行深入交流分析，為不同專業(yè)、參建單位提供了可以共同設(shè)計(jì)管理的平臺(tái)，極大地減少了由于缺乏溝通導(dǎo)致的各參建單位對工程信息掌握不及時(shí)不全面的問題，提高了設(shè)計(jì)階段的工作效率。

2.3 該系統(tǒng)對施工單位的應(yīng)用價(jià)值分析

通過對建筑項(xiàng)目的建模、檢查與修改進(jìn)一步優(yōu)化施工方案，在投標(biāo)時(shí)通過BIM信息化建造系統(tǒng)進(jìn)行可視化施工展示可以獲得更多加分，進(jìn)行更加精確的工程計(jì)量和計(jì)價(jià)，在投標(biāo)中更具優(yōu)勢。其次，通過BIM信息化建造系統(tǒng)的可視化功能對施工過程進(jìn)行模擬，并結(jié)合材料進(jìn)場、驗(yàn)收、吊裝等施工過程對出現(xiàn)的施工技術(shù)和施工組織難題予以解決，同時(shí)通過動(dòng)畫形式對施工過程的重難點(diǎn)進(jìn)行模擬展示，技術(shù)及管理人員可以及時(shí)優(yōu)化施工方案，大幅提高工作效率，減少設(shè)計(jì)失誤率及工程返工率，提高了工程的施工質(zhì)量。

3 BIM信息化建造系統(tǒng)在裝配式建筑中的應(yīng)用

3.1 BIM信息化建造系統(tǒng)虛擬建模及圖紙?jiān)O(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)人員在應(yīng)用BIM信息建造系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先要對建筑場地進(jìn)行實(shí)地勘測以得到建筑群體的布局和測繪結(jié)果，然后通過BIM信息化建造系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，上傳實(shí)地勘測得到的相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)人員通過操作BIM信息化建造系統(tǒng)，能夠快速準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)出裝配式建筑結(jié)構(gòu)部件，再通過可視化技術(shù)展現(xiàn)建筑物外觀造型。另外，由于BIM信息化建造系統(tǒng)具有區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性的功能，一旦在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或是出現(xiàn)數(shù)據(jù)遺漏和失真就會(huì)提醒設(shè)計(jì)人員，極大減少設(shè)計(jì)失誤率。

3.2 BIM信息化建造系統(tǒng)在預(yù)制結(jié)構(gòu)件過程中的應(yīng)用

預(yù)制結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)是連接建筑工程設(shè)計(jì)與施工的橋梁，預(yù)制結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)廠家可以從虛擬三維建模中獲取預(yù)制結(jié)構(gòu)件的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，對后期生產(chǎn)計(jì)劃實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)信息，以便建筑施工企業(yè)能及時(shí)準(zhǔn)確了解生產(chǎn)進(jìn)度。為了確保施工順利開展，在設(shè)計(jì)完工后設(shè)計(jì)人員將BIM信息化建造系統(tǒng)中關(guān)于結(jié)構(gòu)件的信息與生產(chǎn)方進(jìn)行資料對接和信息共享，生產(chǎn)廠家可以獲得預(yù)制結(jié)構(gòu)件的尺寸、規(guī)格、材質(zhì)及內(nèi)設(shè)鋼筋信息等。通過信息的對接和共享，提高生產(chǎn)的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效能。

3.3 BIM信息化建造系統(tǒng)在施工過程中的應(yīng)用

由于裝配式建筑在施工過程中涉及的工程量較大、機(jī)械化程度更高同時(shí)安裝工藝也極為復(fù)雜，相較于其他施工方式安全保障措施也更高，基于BIM信息化建造系統(tǒng)可以進(jìn)行施工過程模擬，施工技術(shù)人員可以根據(jù)模擬出現(xiàn)的突發(fā)狀況，發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題進(jìn)而對施工方案進(jìn)行優(yōu)化，對可能出現(xiàn)的安全隱患及時(shí)改進(jìn)以提高施工安全。同時(shí)還可以模擬施工場地情況，從而優(yōu)化材料及設(shè)備流轉(zhuǎn)路線，減少二次搬運(yùn)，提高材料及設(shè)備的利用效率以保證工程進(jìn)度。

4 BIM信息化建造系統(tǒng)在施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用

管理系統(tǒng)是影響施工質(zhì)量的決定性因素，從工程實(shí)踐中可以看出，通過應(yīng)用BIM信息化建造系統(tǒng)可以在人力、物力、財(cái)力等方面節(jié)省消耗，可以極大提高施工質(zhì)量管理效率。

4.1 基于BIM信息化建造系統(tǒng)的事前質(zhì)量控制

事前控制是質(zhì)量控制的前提和基礎(chǔ)，在實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制目標(biāo)過程中通過事前質(zhì)量控制的優(yōu)化可以取得良好的綜合效益。在事前質(zhì)量控制中通過對可能影響施工質(zhì)量的各種因素進(jìn)行分析與研判，提前做好預(yù)防措施實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的有效控制，并提出預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)的對策，提醒一線施工人員施工中可能出現(xiàn)的施工及質(zhì)量問題，通過提醒施工人員注意可以有效保證施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。

4.2 基于BIM信息化建造系統(tǒng)的事中質(zhì)量控制

基于BIM信息化建造系統(tǒng)的事中質(zhì)量控制指的是在施工過程中，通過該技術(shù)建立虛擬的三維模型，通過可視化技術(shù)較為真實(shí)地展現(xiàn)施工現(xiàn)場及周邊環(huán)境情況，方便施工人員及時(shí)了解實(shí)際施工條件進(jìn)而進(jìn)行施工現(xiàn)場和道路交通的施工組織設(shè)計(jì)，通過操作人員提前熟悉施工工藝和施工質(zhì)量控制重點(diǎn)，杜絕施工人員在施工過程中盲目施工而影響施工質(zhì)量和進(jìn)度的情況，還可以對現(xiàn)場的施工情況和設(shè)計(jì)偏差及時(shí)整改。

4.3 基于BIM信息化建造系統(tǒng)的事后質(zhì)量控制

BIM信息化建造系統(tǒng)的事后質(zhì)量控制是完善施工質(zhì)量的重要步驟，由于BIM信息化建造系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量控制是獨(dú)立完成的，這種事后質(zhì)量控制本質(zhì)上是對施工過程中的不足進(jìn)行必要的總結(jié)并予以彌補(bǔ)。通過該系統(tǒng)進(jìn)行施工驗(yàn)收，對不符合項(xiàng)進(jìn)行整改、糾錯(cuò)，一方面可以通過三維技術(shù)對施工項(xiàng)目的建筑外觀進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，通過與BIM信息化建造系統(tǒng)中的虛擬模型進(jìn)行比對，檢查是否存在偏差并積極整改；另一方面通過現(xiàn)場質(zhì)量驗(yàn)收數(shù)據(jù)與該系統(tǒng)中的質(zhì)量要求進(jìn)行核對，從中發(fā)現(xiàn)問題并提出補(bǔ)救辦法，并對以上問題進(jìn)行集中總結(jié)。因此，通過BIM信息化建造系統(tǒng)的事后質(zhì)量控制可以對施工項(xiàng)目質(zhì)量控制中遺漏的問題進(jìn)行彌補(bǔ)，并為今后項(xiàng)目的質(zhì)量管理積累豐富經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)以實(shí)現(xiàn)未來施工項(xiàng)目良好的質(zhì)量控制。

4.4 BIM信息化建造系統(tǒng)在影響工程質(zhì)量因素中的應(yīng)用分析

影響施工項(xiàng)目質(zhì)量的因素眾多，但是究其原因主要有以下幾個(gè)方面：第一，施工人員的專業(yè)水平，BIM信息化建造系統(tǒng)可以幫助施工管理人員提升工作水平和工作效率，施工人員通過三維建模提前了解施工項(xiàng)目的全過程，對整個(gè)項(xiàng)目有宏觀上的認(rèn)識(shí)，可以通過以往施工經(jīng)驗(yàn)對施工中出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)判，并制定相應(yīng)的預(yù)防措施降低施工風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生；第二，通過BIM信息化建造系統(tǒng)的防碰撞試驗(yàn)可以有效避免設(shè)計(jì)失誤造成的返工，提高施工質(zhì)量；第三，施工中的原材料控制是保證施工質(zhì)量的重要因素之一，通過BIM信息化建造系統(tǒng)的應(yīng)用，可以根據(jù)施工項(xiàng)目的進(jìn)度實(shí)時(shí)生成材料需求清單，確定一定時(shí)段內(nèi)所需原材料的種類及數(shù)量，保證原材料供應(yīng)及時(shí)準(zhǔn)確；第四，可以通過BIM信息化建造系統(tǒng)演示不同的施工技術(shù)方法，通過可視化系統(tǒng)研究施工方法的應(yīng)用效果，從而選擇最優(yōu)的施工方案，減少返工停工避免影響施工進(jìn)度；第五，BIM信息化建造系統(tǒng)可以研究環(huán)境對施工質(zhì)量的影響，通過對現(xiàn)場施工環(huán)境的模擬，分析地質(zhì)和氣象資料，對不利于施工進(jìn)行的水文、地質(zhì)條件提前預(yù)防，并提出解決方案，最終提高施工質(zhì)量。

5 結(jié)語

項(xiàng)目施工質(zhì)量是施工項(xiàng)目管理中的重要組成，在信息化背景下，傳統(tǒng)的施工及施工質(zhì)量管理模式已經(jīng)難以適應(yīng)目前信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，BIM信息化建造系統(tǒng)的應(yīng)用是施工質(zhì)量控制發(fā)展的趨勢所在，通過該技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對施工項(xiàng)目的全過程質(zhì)量控制，并通過該系統(tǒng)的不斷優(yōu)化，利用施工虛擬技術(shù)的可視化，加強(qiáng)對施工過程的質(zhì)量管理，從而全面提升項(xiàng)目施工質(zhì)量。