BIM技术在装配式建筑施工质量管理中的应用研究彭若虹

BIM技术在装配式建筑施工质量管理中的应用研究彭若虹

彭若虹

陆军航空兵研究所八室北京通州101121

摘要：通过对近几年的研究文献进行分析，总的趋势是由传统的装配式建筑单一构配件质量的研究向综合装配式建筑整体质量发展。特别是近几年利用新技术进行装配式建筑的质量保证，如利用BIM技术手段进行装配式建筑施工管理，但是从BIM的管理角度进行装配式建筑质量管理的研究相对较少，还有待进一步研究。在文献研究的基础上，将BIM在工程项目管理上的强大优势结合装配式建筑由于项目管理产业链拉长、构件众多管理复杂等造成质量管理困难的实际情况，对装配式建筑施工质量管理进行了研究，为装配式建筑的质量管理开辟新的思路。

关键词：BIM技术；装配式建筑；施工质量管理

1基于BIM装配式建筑质量管理优势

1.1BIM技术提升了质量管理效率

传统项目信息表达方式通过纸质存储传递，使各参与方信息存储和沟通相对不便，易出现“信息孤岛”现象。装配式建筑构配件的位置、尺寸都非常精确，如果通过二维图纸传递建筑信息，一方面图纸众多，组织查找困难;另一方面二维图纸作为信息载体，不够直观理解，很可能影响建筑项目质量目标的实现。BIM通过构建的数字化信息模型，三维可视化，简单易“懂”，可以将其中的关键信息用三维模型展示，将为构件加工、安装提供准确尺寸，避免因信息误解产生的质量隐患。同时BIM技术可以协同设计、协同管理，为项目各参与方提供信息传递平台，使质量信息沟通更加便捷，提升质量管理效率。

1.2BIM技术可明确质量责任

追溯BIM技术在装配式建筑施工应用过程中充分与物联网等技术融合，将施工过程中用到的物料、构配件等质量信息，通过RIFD等传感器或二维码等，可对现场施工作业产品进行追踪、记录和分析，实现自动化、智能化，减少了人为干预造成的质量问题，增强了质量信息的可追溯性，明确质量责任。

2我国预制装配式住宅面临的制约因素

2.1标准规范不健全，缺少优惠政策

①标准规范缺乏、配套政策滞后，由于装配式建筑相关的标准规范不完善，没有形成统一的标准，不能大面积推广形成规模效应，造成装配式建筑成本较高。直到2016年，关于装配式建筑的3大结构技术规范、评价标准和消耗量定额等才开始公开征求意见，出台时间极为滞后。②对企业的扶持不足、奖励措施单一，首先政府的宣传力度不够，消费者对装配式建筑的结构性、安全性、抗渗性和抗震性能等持怀疑态度，不愿意购买装配式住宅；其次作为一种新的住宅建造模式，前期推动装配式住宅的发展需要适当的金融和财政的支持，目前我国在土地、财税、金融和技术等方面还没有比较完善的优惠政策，奖励措施也比较单一。③预制构件的征税不合理，我国对预制混凝土构件增收17%的增值税，而其他的建筑材料只收取4%，这种差别化的税收政策极大的挫伤了构件生产企业的积极性，加上构件生产一次性投资大，构件摊销费高，导致预制构件的生产成本高。

2.2装配式住宅的建筑体系不完善

①传统项目设计和施工的分离，我国在项目采购时大多采用平行发包的方式进行招标，将设计、施工、设备安装等业务分别发包给不同的设计公司和施工企业，很少采用项目总承包模式。而装配式建筑对设计、生产和施工的一体化要求较高，总承包企业既要具备构件的设计、生产能力，也要拥有先进的施工安装技术，目前我国具有装配式生产能力的企业并不多。②装配式住宅结构体系不完善，目前我国主要通过现浇方式建造住宅，住宅的结构体系主要是混凝土结构、少量的钢结构和砌体结构，很少采用预制混凝土结构，导致装配式建筑市场空间狭小，体现不出优势。

3BIM技术在施工质量管理中的应用设计

3.1预制构件的质量管理

3.1.1构件生产

装配式建筑对构件的精确度要求较高，因此，构件的生产环节对于装配式建筑而言意义重大，它不仅是其全生命周期中的重要环节，更是连接其设计和施工的关键环节。构件的生产流程是先设计后进入工厂生产，但在正式开始生产之前，设计可能存在多次变更，这就要求设计和生产人员保持及时高效的沟通和交流，设计和生产双方人员都必须就设计意图达成一致。然而传统的设计意图多通过图纸传递，设计人员在交底时无法将自身设计意图真正地传递给相关的生产人员，很容易出现由于双方理解不够导致的错误，且设计一旦变更，由于所涉及环节众多，失误更是在所难免，极容易引发双方争执，不仅影响两方的良性沟通和交流，还耽误了生产的工期。利用BIM技术，实现生产厂家与设计院在模型上的实时对接，不仅造价和工期大大缩减了，而且极大程度上提高了准确性。生产厂家只需提取和更新BIM模型，就能够实时掌握设计人员的设计意图和构件的相关参数，十分有利于构件的批量生产。不仅如此，利用BIM模型，相关厂家能够直接调取预制构件的几何尺寸、材料种类、数量、工艺要求等信息，根据构件生产中对原材料的需求情况，制定相应的原材料采购计划与构件生产计划，减少待工、待料的情况发生，此外，施工单位还能够随时获悉构件的生产进度情况，甚至加以监督和控制。

3.1.2构件运输除

了生产环节，构件运输环节对会影响到预制构件的质量管理，在具体的构建运输中应注意两个问题，分别是时间和空间。首先，受到当地法律条规的约束或者路途中可能存在的各类偶发事故，预制构件可能无法及时运往施工现场。所以考虑到运输时间的问题，应根据现场的施工进度与对构件的需求情况，提前规划好运输时间。由于一些预制构件尺寸巨大甚至异形，如果由于运输过程中发生意外导致构件损坏，不仅会影响施工进度，也会造成成本损失。所以考虑到运输空间的问题，应提前根据构件尺寸类型安排运输卡车，规划运输车次与路线，做好周密的计划安排，实现构件在施工现场零积压。要解决以上两个问题，就需要BIM技术的信息控制系统与构件信息系统进行结合，实现信息共享。利用RFID技术根据现场的实际施工进度，将信息反馈给构件信息系统，管理人员通过构件信息系统的信息能够及时了解进度与构件库存情况，并且实时反映到系统中，提前完成堆放等作业。在运输过程中，利用BIM技术相关软件根据实际环境进行模拟装载运输，以尽量避免实际装载过程中出现的问题。

3.2施工现场的质量管理

3.2.1施工仿真模拟

装配式建筑施工不仅施工工艺复杂，而且机械化程度高，对安全防护存在较高要求，因此在正式开始施工前应先利用BIM技术进行施工仿真模拟，同时依据仿真模式结果可进一步优化施工方案和施工流程，确保构件准确定位，从而实现高质量的安装。不仅如此，通过施工仿真模拟，还能够将施工可能存在的安全隐患更多的暴露出来，便于施工单位未雨绸缪的采取预防措施，将质量安全事故尽可能的降低和杜绝。

3.2.2清单式质量控制

为确定施工质量控制部位，即检查对象需要对施工单元或构件编号，称为构件ID识别码，以便于在BIM模型中调用基本信息，同时保存检查结果。在施工阶段的质量控制，首先是收集与分析建筑物的相关数据，包括：质量要求、工作分解结构的工作包、工作进度等。建筑物本体的质量要求主要由设计文件、企业标准及验收规范构成。施工的技术措施，如脚手架、模板及支架等也由相应的企业标准与验收规范规定。BIM模型建立后，建筑物的物理和功能特性已通过数据形式包含其中，通过工作分解结构，可以将建筑本体与施工技术措施的质量要求进行分解，通过对这些有层次结构工作分解结构工作包的定义，建筑物形成过程整体的质量要求可分解成为一个个建筑构件的质量要求。这些定义的信息与建筑模型和施工进度计划相联系，不仅整个建筑物有了明晰的质量构成和建筑物构件数量，在构成建筑的构件层次上，每个构件也有了各自明确的质量要求与参数，同时因为结合了施工进度，可以以这些建筑构件的质量控制要求为导向，完成按建筑构件工序划分的质量控制清单。

结束语

对于建筑企业，在目前装配式建筑各项技术不太成熟的情况下，应该增加科研投入，成立研发部门研究新的施工技术（BIM、VR技术），掌握装配式建筑施工操作技术，满足未来承揽工程的需要。同时加强与设计单位、构配件生产企业的交流与合作，壮大实力走工程总承包模式，提高业务承揽能力和市场竞争力。

参考文献

[1]齐宝库,王明振.PC建筑建造方案综合评价指标体系构建与评价方法研究[J].建筑经济，2013,(11):108-112.

[2]刘思.工业化住宅产品的市场发展战略研究[D].武汉理工大学,2006.