基于BIM的裝配式建筑質量管理

（西安職業技術學院，建筑與軌道交通學院，陜西西安市，711066） 謝 超 孫萬香 李佳凌 張 艷

近年來，我國建筑行業快速發展，以裝配式建筑為代表的新型建筑施工技術應用范圍逐漸擴大，并獲得了良好的社會效益和經濟效益。相比于傳統建筑質量管理，裝配式建筑需要從設計初始階段就對建筑構件進行質量管控，以確保在生產安裝環節能夠符合施工要求。BIM技術能夠實現建筑設計三維化，并將施工環節采用模型方式展示出來，大大提高了建筑施工各個環節可預見性，有利于提高裝配式建筑質量管理工作水平。

1 裝配式建筑概念及發展簡述

1.1 裝配式建筑概念及優勢

裝配式建筑是近年來建筑行業發展新的方向，區別于傳統建筑在施工現場進行作業的情況，裝配式建筑采用工業化生產，在工廠內將建筑各部分構件預制生產，然后運輸到施工現場進行組裝。根據施工材料不同，裝配式建筑可以分為：預制裝配式混凝土結構、鋼結構、現代木結構建筑等，在預制混凝土裝配式建筑中，根據受力方式，又可以分為疊合剪力墻、現澆外掛體系、裝配整體式框架體系。相比于傳統施工方式，裝配式建筑具有綠色環保、施工速度快、節約施工材料等優點，是建筑行業工業化生產的標志。隨著我國建筑行業勞動從業人員年齡逐漸增大，建筑行業施工人員短缺已經成為制約我國建筑施工行業持續發展因素，因此發展裝配式建筑，能夠發揮工業化生產優勢，提高我國建筑行業施工技術水平。

1.2 裝配式建筑發展簡述

裝配式建筑概念出現于近代，但是在人類歷史早期，裝配式建筑就已經出現在人們生活中，例如以蒙古包為代表的游牧民族建筑、我國古代木建筑等，都具有一定的裝配式建筑特征?，F代裝配式建筑的出現，則伴隨著工業化發展和建筑技術進步，以鋼結構、混凝土澆筑、木結構等建筑材料為代表的裝配式建筑開始進入工業化生產，替代大量傳統建筑施工方式，快速在建筑行業中占有一席之地。根據世界各個地區的實際情況，裝配式建筑在發展過程中形成了具有鮮明地域特色的技術類型。以美國為代表的歐美發達國家，裝配式技術發展起源較早，技術成熟，以鋼結構為代表的高層裝配式建筑和以預制混凝土未為代表的多層建筑，普遍具有設計標準化、材料壽命長、注重環保等特點。以日本為代表得裝配式建筑，則由于日本處于地震多發區，再加上豐富的林業資源，日本裝配式建筑普遍以輕鋼混合結構為主，輔以板材進行隔斷，從而使建筑本身輕量化，能夠具有較好的抗震性能，同時建筑材料本身可以充分回收利用，建筑具有低碳環保優勢。近年來我國裝配式建筑普遍采用預制裝配式混凝土技術，主要應用于高層住宅施工，相比于傳統施工方式，這種技術有利于建筑行業質量管理，提高建筑的標準化，同時也能降低施工中對環境的破壞。

2 BIM技術特點

所謂BIM 技術，就是Building Information Modeling的縮寫，計算機技術的發展，改變了傳統建筑設計方式，利用數字技術，將建筑中各項數據輸入到計算機中，基于工程各項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過程模擬出數字化模型，并體現項目各個階段施工工藝、施工材料、預制預留信息等。傳統施工中由于工程技術變更，導致施工環節信息不對等，容易出現各種質量管控問題，而BIM 技術的應用，則降低了施工階段技術變更帶來的不可預見性，能夠提高工程施工質量管控水平，促進建筑行業信息化。BIM 技術具有以下幾個特點：可視化、協同性、可模擬性、可優化性以及可出圖性。

2.1 BIM技術具有可視性

建筑施工中，由于整個施工周期較長，涉及到的施工環節較多，因此管理人員需要確保每個施工環節技術符合規范，同時施工工藝、施工材料符合標準，有時還會根據施工現場實際情況進行施工技術變更，這就造成管理人員面對大量建筑數據和信息，如果沒有有效調控，對于潛在的風險就無法監控到位，容易造成工程質量隱患。BIM技術的應用，可以將施工中的繁雜信息實時監控，必要時可以對涉及到的數據隨時調出，大大增加了管理人員的質量管理準確性和時效性，對于潛在風險能夠及時排除并處理，解決安全隱患。

2.2 BIM技術具有協調性

建筑工程設計與施工需要多個單位協作，各個單位部門之間的溝通與協調十分重要，能夠及時將工程中的數據進行分享，并就工程施工中各種技術變更及施工中出現的問題及時交流解決，保證施工質量穩定同時，工程正常進行。傳統施工中由于施工圖紙及工程變更頻繁，需要設計單位和施工單位反復開會交流，以確保工程協調有效，對于施工人員和設計人員都要付出較高時間成本。BIM技術的應用，將建筑施工中的各項數據實時共享，動態性共享數據庫則可以協調不同專業之間的問題，解決防火分區協調布置等多種復雜設計布置問題

2.3 BIM技術具有可模擬性

可模擬性就是針對施工中可能干擾工程質量的各種意外情況進行提前模擬，以便制定相應的預防措施，提高建筑工程施工預案應對能力。利用BIM 技術，能夠提前規避建筑施工中不合理因素設計，推動建筑施工安全管理有效開展。

2.4 BIM技術具有優化性

BIM 技術由于采用計算機三維設計，因此對于建筑工程設計及施工來說，能夠根據工程實際情況，不斷優化項目施工各個環節，調整模擬過程中出現的問題，便于安全管理的實施。另外，BIM技術的應用，也能夠優化施工現場的整體施工質量和環境，進而確保工程項目實施的高效率的高標準。

2.5 BIM技術具有可出圖性

雖然信息技術的發展，使無紙化辦公得到廣泛應用，但是在建筑施工現場，仍然需要施工圖紙便于進行建筑質量管理。應用BIM技術，可以方便將建筑設計中的各部分圖紙及時打印出來，采用數字化技術，在打印圖紙時不但準確率高，而且傳輸方便，只有連接網絡就可以將所需的圖紙打印出來，改變以往圖紙攜帶繁瑣的弊病，同時，BIM技術還能提高對建筑設計施工圖紙的管理水平，避免因為圖紙打印錯誤等問題的產生。

3 目前裝配式建筑質量管理中存在的問題

3.1 缺乏設計施工一體化質量管理

裝配式建筑施工不同于傳統建筑，在設計階段就要將各個構件的接口數據確定，并在后續的建筑構件工廠生產環節和現場組裝環節，根據設計數據進行安裝，因此裝配式建筑質量管理工作，需要進行前置，在設計階段就要考慮施工環節建筑質量管理。目前裝配式建筑規格統一，同時采用工廠預制的模式，如果在設計階段沒有進行工程質量管理，那么在后續工程生產與現場組裝環節，裝配式建筑質量管理工作存在空缺。

3.2 質量管理人才與技術缺乏

裝配式建筑在我國發展起步較晚，近年來國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發展重要內容。相比于傳統建筑成本，裝配式建筑在材料費、施工費、人工費等費用上占有一定優勢，但是缺乏規?；┕ぃ瑔挝幻娣e建造成本還是高于傳統建筑，這對于建筑施工企業來說存在成本壓力。在裝配式建筑質量管理工作中，對于工廠構件生產、運輸、現場安裝環節，需要從業人員不僅掌握建筑行業相關知識，還要具備一定的設計與施工經驗，能夠形成科學規范的操作流程。

3.3 缺乏事后總結性質量管理

在目前裝配式建筑質量管理工作中，延續傳統質量控制方法，重視施工過程中質量檢驗，當發現問題后采取措施進行補救，重視偶發性問題的處理，缺乏對同類型、同性質問題進行總結和積累。裝配式建筑不同于傳統建筑，具有高度的規格化、統一化，采用工業化標準生產方式，更注重數據積累。

4 基于BIM裝配式建筑質量管理措施

4.1 重視工程施工前質量管理

裝配式建筑質量管理不同于傳統建筑，在設計初始階段，就可以介紹到質量管理中。除了要根據建筑法規等要求對施工圖紙、施工組織設計等方案進行審查外，還要與建筑構配件工廠進行合作，確定構配件生產規格和質量標準，使裝配式建筑構件質量得到保證。對于施工過中涉及到的吊裝、安裝技術等，要提前與設計單位及生產單位溝通協作，確保裝配式建筑主要構件不發生損壞。為了避免其中各種問題，可以充分利用BIM技術對裝配式建筑施工環節進行模擬，發現其中潛在問題，特別是建筑構件之間的結合部位，降低裝配式建筑安裝環節產生工程質量的可能性。

4.2 提高裝配式建筑工程的施工技術水平

裝配式建筑質量管理既有與傳統施工管理相同的地方，也有其自身特點，在建筑質量管理工作中，提高施工技術水平，能夠顯著提高工程質量，從源頭確保建筑質量安全。對于現場施工人員，加強有關裝配式建筑安裝技能培訓，讓工人熟練掌握每個構件的數據尺寸，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 加強裝配式建筑工程的組織和管理

在建筑工程中，BIM作為一項新技術，將對預制建筑工程施工現場的組織和管理產生積極的影響。加強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BIM技術特點，對傳統的管理和組織模式進行改進，建立BIM質量團隊，增強BIM的組織功能；第二，定期組織施工現場管理人員參加教育培訓，促使其接受新技術。特別是在輸入制造零件的質量信息時，可以通過組織和規范管理者的行為來保證信息輸入的準確性。在裝配式建筑的信息設置中，確保信息處理的及時性；第三，探索組織管理方法，確保預制構件質量管理處于動態控制過程；第四，管理者可以利用BIM模型，實時掌握現場情況，并利用模型信息預測質量問題，以便及時變更施工方案，規避施工質量事故，加強組織管理，提升裝配式建筑的質量控制效率。

4.4 提高裝配式建筑項目的經濟管理

BIM 技術在裝配式建筑質量管理應用中，能夠提高管理者對建筑施工進度實時掌握情況，有利于進一步提高質量管控水平，提高項目的經濟效益。在質量管理工作中，管理人員要根據市場情況，選擇經濟有效的施工方案，從項目規劃到設計施工環節，充分發揮資金的最大效益，保證項目經濟性。在資金支持中，要結合BIM 技術特點，設立建筑質量管理專項資金，保障裝配式建筑施工各個環節中質量管理工作順利推進。

5 結語

我國城市化快速發展，以房地產為代表的建筑行業增長迅速。為了促進我國建筑行業轉型，提高建筑施工技術水平，裝配式建筑成為國家大力推進產業之一，在這個過程中，BIM 技術的應用，實現了構建性能與幾何模型信息的整合，還將建筑項目整個建設周期內的有關資料集于單獨的一個建筑模型中。利用BIM 技術，可以實設計施工一體化，能夠實現對裝配式建筑質量管理全過程，解決了傳統建筑質量管理中缺乏前置的局面，能夠促使建筑行業質量管理向著精細化、全程化方向發展，促使我國裝配式建筑質量管理工作更上一層樓。