李健

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司華東公司）

1 引言

目前，政府和企業(yè)層面都在積極推廣裝配式建筑，裝配式建筑以其高效率、低污染等特點(diǎn)成為建筑行業(yè)發(fā)展的未來(lái)趨勢(shì)之一，將BIM 技術(shù)與裝配式建筑結(jié)合，充分利用信息技術(shù)和制造技術(shù)的先進(jìn)性，提高對(duì)建筑質(zhì)量的控制、對(duì)施工進(jìn)度的控制，進(jìn)而提高建筑項(xiàng)目的建造水平。

裝配式建筑的概念為：預(yù)制構(gòu)件在工廠進(jìn)行生產(chǎn)，按照施工進(jìn)度需要運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)，在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行干作業(yè)，將這些構(gòu)件進(jìn)行組裝、裝配，直至形成完整的建筑。相較傳統(tǒng)建筑，裝配式建筑因?yàn)槎嗔祟A(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，對(duì)構(gòu)件的精細(xì)度和質(zhì)量的管理提出更高要求。

BIM 技術(shù)屬于多維度的模型數(shù)據(jù)集成技術(shù)，它從二維CAD發(fā)展而來(lái)，具有可視化、參數(shù)化、模擬化等特點(diǎn)，項(xiàng)目的各參與方基于BIM信息數(shù)據(jù)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造等工程項(xiàng)目信息的更改、優(yōu)化，并模擬施工進(jìn)度，使項(xiàng)目的管理工作高效、有序進(jìn)行。

裝配式建筑雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些問(wèn)題，只有借助BIM 技術(shù)的支持，裝配式建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維才能更高效、更科學(xué)。尤其是在裝配式建筑的質(zhì)量管理方面，BIM技術(shù)可以通過(guò)介入管線綜合碰撞、構(gòu)件質(zhì)量管控、施工進(jìn)度管理、施工場(chǎng)地布置、成本管控等工作，加強(qiáng)對(duì)裝配式建筑的質(zhì)量管理[1]。

2 裝配式建筑質(zhì)量管理中的問(wèn)題

2.1 前期準(zhǔn)備不充分

雖然有政策的加持，但是裝配式建筑的發(fā)展還處于推廣應(yīng)用階段，暴露了很多施工管理準(zhǔn)備不充分的問(wèn)題，主要分為技術(shù)、人力、設(shè)備幾個(gè)方面。管理不完善就會(huì)對(duì)項(xiàng)目可能發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題缺乏預(yù)警，當(dāng)問(wèn)題真的出現(xiàn)后，也不能做出科學(xué)、合理、及時(shí)、快速的反饋，導(dǎo)致建筑項(xiàng)目質(zhì)量不過(guò)關(guān)。

2.2 協(xié)同作業(yè)效果較差

在進(jìn)行裝配式建筑建造時(shí)，需要各參與方、各專(zhuān)業(yè)基于統(tǒng)一的信息管理平臺(tái)進(jìn)行溝通、協(xié)調(diào)，再將信息傳遞、分享，因此，各參與方的協(xié)同管理以及對(duì)項(xiàng)目信息的溝通成為重中之重。裝配式建筑建造環(huán)節(jié)多，如果溝通不順暢極有可能造成錯(cuò)誤信息的傳遞或者信息的丟失，不利于建筑項(xiàng)目質(zhì)量的整體把控。

2.3 構(gòu)件的生產(chǎn)、安裝質(zhì)量有待提升

預(yù)制構(gòu)件是裝配式建筑的基礎(chǔ)。其設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝各環(huán)節(jié)的質(zhì)量更是關(guān)系到項(xiàng)目建造的整體質(zhì)量。設(shè)計(jì)精準(zhǔn)度差、預(yù)制構(gòu)件尺寸不合格、運(yùn)輸過(guò)程有損耗、安裝技術(shù)不規(guī)范，這些都會(huì)導(dǎo)致裝配式建筑質(zhì)量的下滑。

因此，將多維信息技術(shù)模型BIM應(yīng)用到裝配式建筑中，可以大幅提高建筑質(zhì)量，促進(jìn)裝配式建筑的精細(xì)化管理[2]。

3 BIM 技術(shù)在裝配式建筑質(zhì)量管理中的優(yōu)勢(shì)

3.1 可模擬、可預(yù)警

利用BIM 技術(shù)可視化、可模擬的特點(diǎn)，在裝配式建筑施工準(zhǔn)備階段就可以進(jìn)行建設(shè)方案的模擬：搭建BIM模型→導(dǎo)入環(huán)境等項(xiàng)目信息→按預(yù)設(shè)方案進(jìn)行模擬和分析處理→發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并預(yù)警→更正、優(yōu)化建設(shè)方案。利用模型，我們可以直觀感受到裝配式建筑建設(shè)過(guò)程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，并做好預(yù)案，可以讓工人提前了解和學(xué)習(xí)，以便減少建造中的各種問(wèn)題，有效縮短工期。

3.2 統(tǒng)一平臺(tái)、統(tǒng)一管理

基于BIM數(shù)據(jù)信息管理平臺(tái)，各參與方、各專(zhuān)業(yè)可以全面而直觀地了解到項(xiàng)目的相關(guān)情況，并將需要調(diào)整的問(wèn)題在信息平臺(tái)上進(jìn)行溝通、傳遞、共享、更正、優(yōu)化，這就為裝配式建筑各環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)把控和管理提供了基礎(chǔ)。

3.3 提高精準(zhǔn)度，完善精細(xì)化

對(duì)裝配式建筑質(zhì)量的管理，首先是對(duì)預(yù)制構(gòu)件的管理，包括預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝各環(huán)節(jié)的嚴(yán)格把控。在進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)時(shí)，工人要嚴(yán)格按照模型數(shù)據(jù)要求進(jìn)行精準(zhǔn)化生產(chǎn)；在進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件安裝時(shí)，管理人員可以實(shí)時(shí)記錄構(gòu)件在生產(chǎn)以及裝配時(shí)發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題，并將這些信息傳輸至BIM模型，技術(shù)人員進(jìn)行及時(shí)處理。

在BIM 技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合RFID 和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件信息的采集、傳遞、匯總、分類(lèi)，加強(qiáng)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的管控，顯著提高經(jīng)濟(jì)效益，減少了構(gòu)件的質(zhì)量問(wèn)題。同時(shí)，通過(guò)這些新技術(shù)，還可以做到：預(yù)制構(gòu)件出廠信息可查→預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸進(jìn)場(chǎng)時(shí)間可預(yù)測(cè)→預(yù)制構(gòu)件對(duì)方定位可循→預(yù)制構(gòu)件安裝質(zhì)量可追溯[3]。

4 BIM 技術(shù)在裝配式建筑質(zhì)量管理中的應(yīng)用

4.1 準(zhǔn)備階段

4.1.1 管線綜合的干涉監(jiān)測(cè)

基于BIM技術(shù)的三維信息數(shù)據(jù)平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)各參與方、各專(zhuān)業(yè)信息以三維模式在模型中進(jìn)行模擬，優(yōu)化節(jié)點(diǎn)，防止管線碰撞問(wèn)題。用三維的BIM 信息數(shù)據(jù)模型取代CAD二維制圖，可以解決碰撞、遺漏、效率低、窩工等問(wèn)題。尤其在施工前及時(shí)發(fā)現(xiàn)、快速響應(yīng)，使建設(shè)方案不斷優(yōu)化。當(dāng)前，利用BIM技術(shù)進(jìn)行管線綜合的干涉監(jiān)測(cè)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。

4.1.2 構(gòu)件的精細(xì)化管控

對(duì)預(yù)制構(gòu)件的管控主要基于BIM 平臺(tái)中的生產(chǎn)系統(tǒng)和裝配系統(tǒng)，包括項(xiàng)目信息、構(gòu)件管理、模具管理、計(jì)劃管理、堆放管理、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、移動(dòng)端生產(chǎn)檢驗(yàn)記錄、遠(yuǎn)程生產(chǎn)線監(jiān)控、自動(dòng)打印、構(gòu)件綜合查詢、構(gòu)件出入堆場(chǎng)管理等模塊。根據(jù)裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)特點(diǎn)將質(zhì)量管控辦法固化在系統(tǒng)內(nèi)，應(yīng)用RFID 等技術(shù)實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的生產(chǎn)檢驗(yàn)、運(yùn)輸存放等可追溯性管理。

4.1.3 統(tǒng)一平臺(tái)的統(tǒng)一管理

以BIM數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，建立統(tǒng)一的信息管理平臺(tái)，進(jìn)行各參與方、各專(zhuān)業(yè)的協(xié)同作業(yè)。在項(xiàng)目開(kāi)始前，建立整體質(zhì)量管理體系，要求各方積極配合和遵守。裝配式建筑的各環(huán)節(jié)應(yīng)該在統(tǒng)一平臺(tái)上直觀呈現(xiàn)進(jìn)度和生產(chǎn)管理的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)建筑質(zhì)量管理人人參與的目的，進(jìn)一步提高裝配式建筑的質(zhì)量[4]。

4.2 建造階段

裝配式建筑和傳統(tǒng)建筑相比，多了預(yù)制構(gòu)件的階段，預(yù)制構(gòu)件又多在工廠進(jìn)行生產(chǎn)，所以對(duì)其主要做到構(gòu)件生產(chǎn)工廠、構(gòu)件裝配現(xiàn)場(chǎng)的管理。管理人員以不同場(chǎng)所的不同階段和質(zhì)量管理因素為基礎(chǔ)，應(yīng)用BIM等數(shù)字技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝配式建筑質(zhì)量的管控。

4.2.1 預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)質(zhì)量管理

裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)質(zhì)量直接關(guān)系到構(gòu)件的安裝質(zhì)量，它是裝配式建筑整體質(zhì)量管理中的重要內(nèi)容。Navisworks 可以檢查和消除BIM 模型中可能存在的碰撞沖突。在完成碰撞檢查后，對(duì)BIM 信息庫(kù)以及預(yù)制構(gòu)件圖紙信息進(jìn)行更新，保證信息的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。在預(yù)制構(gòu)件信息更新后，構(gòu)件的生產(chǎn)工廠可以按照裝配式建筑的BIM 模型進(jìn)行拆分設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出可以生產(chǎn)的構(gòu)件模型。工廠在進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)用RFID技術(shù)，在生產(chǎn)模具上張貼標(biāo)簽，工人通過(guò)手持設(shè)備將標(biāo)簽中記錄的構(gòu)件信息輸入至BIM 模型，方便項(xiàng)目的各參與方隨時(shí)檢查預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量情況，并完整保存預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)信息，對(duì)預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行追責(zé)。

4.2.2 預(yù)制構(gòu)件的安裝管理

裝配式建筑相較于傳統(tǒng)建筑的現(xiàn)場(chǎng)施工更為復(fù)雜且機(jī)械化程度更高，這就導(dǎo)致裝配式建筑質(zhì)量的管理要點(diǎn)增多。在預(yù)制構(gòu)件開(kāi)始裝配前，應(yīng)用BIM5D 技術(shù)對(duì)裝配過(guò)程進(jìn)行模擬，若發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)立即采取措施，給出新的、優(yōu)化后的裝配方案。根據(jù)BIM模型輸出的裝配方案，管理人員要對(duì)工人進(jìn)行技術(shù)交底，工人按照?qǐng)D紙和規(guī)范進(jìn)行安裝操作，同時(shí)，通過(guò)手持移動(dòng)設(shè)備掃描預(yù)制構(gòu)件的RFID 標(biāo)簽，了解構(gòu)件的安裝質(zhì)量要求，多舉措共保裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件安裝的效率和質(zhì)量。

4.3 運(yùn)維階段

當(dāng)裝配式建筑建造完成進(jìn)入運(yùn)維階段后，可以根據(jù)一整套完整的BIM數(shù)據(jù)模型進(jìn)行運(yùn)維管理，讓BIM 的價(jià)值進(jìn)行延伸。BIM 在裝配式建筑運(yùn)維階段的應(yīng)用包括定位建筑構(gòu)件、數(shù)據(jù)交換、可視性和定位、檢查可維護(hù)性、空間管理、危機(jī)管理、能源控制與監(jiān)測(cè)等內(nèi)容。BIM系統(tǒng)的三維顯示能夠讓運(yùn)維人員清楚發(fā)現(xiàn)故障位置及設(shè)備設(shè)施信息。

5 結(jié)語(yǔ)

BIM 技術(shù)與裝配式建筑的結(jié)合可以說(shuō)有著先天優(yōu)勢(shì)，裝配式建筑遇到的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，都能很好地通過(guò)BIM技術(shù)進(jìn)行解決，并給出最優(yōu)方案。設(shè)計(jì)、建造的高質(zhì)量管理必然會(huì)提高建筑的整體質(zhì)量，BIM平臺(tái)集合的各種信息，在建筑項(xiàng)目的后期維護(hù)中，也會(huì)發(fā)揮巨大作用。