曲靖市马龙区住房和城乡建设局 曲靖 马龙 655199
摘要：装配式建筑的核心是“集成”。信息化是“集成”的主线，IPD（集成产品开发）项目集成交付模式为BIM技术项目管理的核心内容。借用BIM技术可以有效实现装配式建筑全生命周期的质量管理，包括设计方案优化、构配件深化设计、构件生产运输、施工现场装配、建筑使用中运营维护等等。本文就BIM技术在装配式建筑质量管理中的应用进行了分析，以供参考和借鉴。
关键词：装配式建筑；质量管理；BIM技术应用；
引言 当前我国建筑业生产存在能耗大、质量差、周期长、成本高、污染大等一系列问题，迫切需要采取现代化手段推进建筑业转型升级。中央政府在十三五发展规划纲要文件，首次明确提出发展钢结构和装配式建筑的政策要求。十三五科技支撑计划也明确城镇化领域重点支持"绿色建筑及建筑工业化"的科研开发工作。住建部发布的《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》中明确指出：推广基于BIM的协同设计，开展多专业间的数据共享和协同，优化设计流程，提高设计质量和效率；建立设计成果数字化交付、审查及存档系统，推进基于二维图的、探索基于BIM的数字化成果交付、审查和存档管理。建立基于BIM的项目管理信息系统；建立完善工程项目质量监管信息系统，对工程实体质量和工程建设、勘察、设计、施工、监理和质量检测单位的质量行为监管信息进行采集，实现工程竣工验收备案、建筑工程五方责任主体项目负责人等信息共享，保障数据可追溯，提高工程质量监管水平。建立建筑垃圾综合管理信息系统，实现项目建筑垃圾的申报、识别、计量、跟踪、结算等数据的实时监控，提升绿色建造水平。国家、行业及地方主管部门积极推动建筑工业化和装配式建筑项目实施，以上海、北京、深圳等城市为代表，从试点示范工程入手，稳步推进装配式技术的本地化发展。提供符合市场要求、节能环保、省工省时的新型装配式建筑，已经成为推进建筑产业可持续发展的必然。IPD（集成产品开发）项目集成交付模式为BIM技术项目管理的核心内容，该模式的运用对于项目质量控制效果可以得到很好的提升，通过对工程设计与管理的协同作用，便于项目参与各方利用所需质量信息实现各阶段质量控制关键点的更好把握与掌控。
1 装配式建筑和BIM技术的内涵
装配式建筑就是“搭积木式”造房子，把在工厂流水线上制造完成的主要构成部分，如墙体、梁、柱、楼板等零部件，现场拼装到一起组建成房屋，实现设计多样化、功能现代化、制造工厂化、施工装配化。通过“三化”（标准化、产业化、信息化）方法来建造使用和管理建筑，促使建筑业从传统建设方式向集约、节约、环保、 绿色、科技等现代化方式转变。
BIM为建筑信息模型Building Information Modeling简称，是在计算机辅助设计（CAD）等技术基础上发展起来的多维模型信息集成技术。该模型的创建以建筑项目中的各类数据、信息为基础，再通过数字信息虚拟仿真建筑物的实际真实信息，呈现的方式是数据库+三维模型，有可视化、模拟性、协调性、优化性、可出图性等特点。
2 BIM技术在装配式建筑全生命周期质量管理中应用
2.1 BIM技术在设计阶段质量管理的应用
1）BIM模型建立及图纸绘制。
BIM技术建模以3D为基础，以参数化的设计方式建立构件的信息资料库，呈现的方式是数据库、三维模型，BIM模型建立主要分三大阶段：标准制定、模型建立、模型应用。BIM模型中任一个图形单元都涵盖了构件的类型、尺寸、材质等参数，因所有构件模型都是由参数控制，这就实现了BIM模型的关联性，若构件模型中某一参数发生改变，与之相关的所有构件都会随之更新，解决了图纸之间的错、漏问题和由此导致的信息不一致问题。确保了设计质量。
BIM模型建成后，可根据需要导出二维CAD图纸、各构件数量表等，方便快捷。设计单位可利用BIM的可视化特征，与建设方、施工方、构件厂商等进行交流沟通，及时对设计方案进行修订完善，为后续各阶段的协同合作打下良好基础。提前做好质量控制，严格把控，可以降低返工率和节约成本时间。
2）协同工作及碰撞检查。 BIM技术最大价值在于信息化和协同管理，为参与各方提供了一个三维设计信息交互的平台，将不同专业的设计模型在同一平台上交互合并，使各专业、各参与方协同工作成为可能。碰撞检查是针对整个建筑设计周期中的多专业协同设计，各专业将建好的BIM模型导入BIM碰撞软件，对施工流程进行模拟，开展施工碰撞检查，然后对碰撞点认真分析、排除、讨论，解决因信息不互通造成的各专业设计冲突，优化工程设计，在项目施工前发现问题并采取措施，以设计质量的优化来降低返工风险。
2.2 BIM技术在生产制作、运输、现场管理、安装阶段质量管理的应用
1）构件生产制作。装配式建筑建造中特有的重要的一个环节是预制构件生产，此环节是连接建筑设计与施工吊装的桥梁与纽带。预制构件生产商可直接从BIM信息平台调取预制构件的尺寸、材质等，制定构件生产计划，开展有计划地生产，同时将生产信息反馈至BIM信息平台，及时让施工方了解构件生产情况，以便施工方做好施工准备及计划，有助于在整个预制装配过程实现零库存、零缺陷的精益建造目标。
为保证预制构件的质量，且便于对构件在生产、存储、运输、施工、运维全过程管理，在构件生产制作阶段，将BIM技术与物联网ＲFID技术相结合，根据用户需求，借鉴工程合同清单编码规则，对构件进行编码，编码具有唯一性、扩展性，从而确保构件信息的准确性。然后制作人员将含有构件类型、尺寸、材质、安装位置等信息的ＲFID芯片植入构件中，供各阶段工作人员读取、查阅并使用相关信息。根据实际施工情况，及时将构件质量、进度等信息反馈至BIM信息共享平台，以便生产方及时调整生产计划，减少待工、待料，通过BIM平台实现双方协同互通。
2）构件运输管理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在运输预制构件时，通常可采用在运输车辆上植入ＲFID芯片的方法，这样可准确地跟踪并收集到运输车辆的信息数据。在构件运输规划中，要根据构件大小合理选择运输工具（特别是特大构件），依据构件存储位置合理布置运输路线，依照施工顺序安排构件运输顺序，寻求路程及时间最短的运输线路，降低运输费用，加快工程进度。
3）预制构件现场管理。装配式建筑因预制构件种类繁多，经常会出现构件丢失、错用、误用等情况，所以对预制构件现场管理务必要严格。在现场管理中，主要将物联网ＲFID技术与BIM技术结合，对构件进行实时追踪控制。构件入场时，在门禁系统中设置ＲFID阅读器，当运输车辆的入场信息被接收后，应马上组织人员进入现场检验，确认合格且信息准确无误后，按此前规划的线路引导到指定地点，并按构件存放要求放置，同时在ＲFID芯片中输入构配件到场的相关信息。在构件吊装阶段，工作人员手持阅读器和显示器，按照显示器上的信息依次进行吊运和装配，做到规范且一步到位，提高工作效率同时确保入场材料及构件质量关。
4）施工模拟仿真。装配式建筑施工机械化程度高，施工工艺复杂，安全防护要求也高，需要各方协调配合，为此在施工前，施工方可利用BIM技术进行装配吊装的施工模拟和仿真，进一步优化施工流程及施工方案，确保构件准确定位，从而实现高质量的安装。利用BIM技术优化施工场地布置，包括垂直机械、临时设施、构配件等位置合理布置，优化临时道路、车辆运输路线，尽可能降低二次搬运的浪费，降低施工成本，提升施工机械吊装效率，加快装配进度。在各工序施工前，利用BIM技术实现可视化、技术交底 通过三维展示，使交底更直观，各部门沟通更高效。另外，施工方也可通过BIM技术模拟安全突发事件，完善应急预案，减少安全事故发生概率。
5）施工质量进度成本控制。在装配式建筑施工过程中，利用BIM技术将施工对象与施工进度数据连接，将“3D-BIM”模型转换成“4D-BIM”可视化模型，实现施工进度的实时跟踪与监控。在此基础上再引入资源维度，形成“5D-BIM”模型，施工方可通过此模型模拟装配施工过程及资源投入情况，建立装配式建筑“动态施工规划”，对质量、进度、成本实现动态管理。
6）质量信息、档案管理。对于施工现场质量信息的采集，传统方式一般采用人工记录的形式，但在BIM环境下，可利用现代化ipad、手机等智能移动端对质量信息实施拍照采集，同时将所采信息实时上传至云平台后关联于BIM模型，进而对比、分析存在问题的环节，以此保证所获信息的可靠性与真实性；还可利用视频影像技术和扫描技术进行实时记录等。
对工程质量报审文件、验收记录、审查文件、变更文件、抽查、巡视检查、旁站监督记录、指令文件等通过BIM技术采集后经过处理形成电子文件并经提交和审核，便于后期查找翻阅。
2.3 BIM技术在运营维护阶段的质量管理
随着物联网应用越来越广泛，装配式建筑运维阶段BIM技术的应用也迎来了新的机遇。在突发火灾等应急管理方面，通过BIM信息模型界面，可自动触发火警警报，准确定位火灾发生位置，为及时疏散人群和处理灾情提供重要信息。在装配式建筑及设备维护方面，运维管理人员可直接从BIM模型调取预制构件及设备的相关信息，提高维修的效率及水平。运维人员利用预制构件的ＲFID标签，获取保存其中的构件质量信息，也可取得生产工人、运输者、安装工人及施工人员等相关信息，实现装配式建筑质量可追溯，明确责任归属。利用预制构件中预埋的ＲFID标签，对装配式建筑的整个使用过程能耗进行有效的监控、检测并分析，从而在BIM模型中准确定位高能耗部位，并采取合适的办法进行处理，从而实现装配式建筑的绿色运维管理。
3 结束语
借助BIM技术，避免装配式建筑“错、漏、碰、缺”等质量问题，实现装配式建筑从设计到运维的一体化协同管理，有效的提升装配式建筑整体建造及管理水平。BIM技术作为21世纪建筑业发展的重要变革，将有力推动装配式建筑发展，促进建筑业转型升级，实现建筑产业工业化、信息化。但BIM技术在装配式建筑应用过程中，还存在很多困难：1）政府支持力度较弱。2）相关技术标准不够完善。虽然建筑信息应用统一标准和建筑信息模型施工应用等标准相继出台，但相关技术配套标准不够完善。3）行业认可度低，主要原因BIM技术自身有着成本较高，资金投入大，操作难度大等缺点，在使用过程中企业不能够在短时间内见到技术应有的成效。4）专业人才的缺少，优秀的实施BIM技术专业人才是能够保证BIM技术在应用中顺利进行的关键因素，但是受到传统思想的影响，在高校选择这门课程的学生较少。在教师教授课程的时候，学生也受到生活中能够设计的理念、建筑施工等方面的影响，导致建筑思想固化，难以将BIM技术灵活的应用在建筑业发展中。5）同时兼备BIM技术和装配式建筑施工技术的专业人员极少。6)目前新型装配式建筑在我国还处于起步阶段等等。所以，BIM技术是一个仍在持续发展且同时带来产业改变的新技术，必须不断地透过对新观念、新信息技术、与新案例经验的认识与思考来学习。同时BIM技术不能只靠阅读与思考来学习，还必须配合实务应用经验来相辅相成，才能真正地学得其精髓。要达BIM技术到与装配式建筑完全无缝结合，还需在实践中进一步的磨合与完善，这仍需广阔建造职业的从业者的共同努力。
参考文献：
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［2］《建筑信息模型施工应用标准》GB／T 51235-2017
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论文作者:李永环
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第04期
论文发表时间:2019/6/21
标签：建筑论文; 构件论文; 技术论文; 模型论文; 信息论文; 预制构件论文; 质量论文; 《工程管理前沿》2019年第04期论文;