基于BIM的装配式建筑质量管理
时间：2023-03-02 19:55:06 来源：千叶帆 本文已影响人
（西安职业技术学院，建筑与轨道交通学院，陕西西安市，711066） 谢 超 孙万香 李佳凌 张 艳
近年来，我国建筑行业快速发展，以装配式建筑为代表的新型建筑施工技术应用范围逐渐扩大，并获得了良好的社会效益和经济效益。相比于传统建筑质量管理，装配式建筑需要从设计初始阶段就对建筑构件进行质量管控，以确保在生产安装环节能够符合施工要求。BIM技术能够实现建筑设计三维化，并将施工环节采用模型方式展示出来，大大提高了建筑施工各个环节可预见性，有利于提高装配式建筑质量管理工作水平。
1.1 装配式建筑概念及优势
装配式建筑是近年来建筑行业发展新的方向，区别于传统建筑在施工现场进行作业的情况，装配式建筑采用工业化生产，在工厂内将建筑各部分构件预制生产，然后运输到施工现场进行组装。根据施工材料不同，装配式建筑可以分为：预制装配式混凝土结构、钢结构、现代木结构建筑等，在预制混凝土装配式建筑中，根据受力方式，又可以分为叠合剪力墙、现浇外挂体系、装配整体式框架体系。相比于传统施工方式，装配式建筑具有绿色环保、施工速度快、节约施工材料等优点，是建筑行业工业化生产的标志。随着我国建筑行业劳动从业人员年龄逐渐增大，建筑行业施工人员短缺已经成为制约我国建筑施工行业持续发展因素，因此发展装配式建筑，能够发挥工业化生产优势，提高我国建筑行业施工技术水平。
1.2 装配式建筑发展简述
装配式建筑概念出现于近代，但是在人类历史早期，装配式建筑就已经出现在人们生活中，例如以蒙古包为代表的游牧民族建筑、我国古代木建筑等，都具有一定的装配式建筑特征。现代装配式建筑的出现，则伴随着工业化发展和建筑技术进步，以钢结构、混凝土浇筑、木结构等建筑材料为代表的装配式建筑开始进入工业化生产，替代大量传统建筑施工方式，快速在建筑行业中占有一席之地。根据世界各个地区的实际情况，装配式建筑在发展过程中形成了具有鲜明地域特色的技术类型。以美国为代表的欧美发达国家，装配式技术发展起源较早，技术成熟，以钢结构为代表的高层装配式建筑和以预制混凝土未为代表的多层建筑，普遍具有设计标准化、材料寿命长、注重环保等特点。以日本为代表得装配式建筑，则由于日本处于地震多发区，再加上丰富的林业资源，日本装配式建筑普遍以轻钢混合结构为主，辅以板材进行隔断，从而使建筑本身轻量化，能够具有较好的抗震性能，同时建筑材料本身可以充分回收利用，建筑具有低碳环保优势。近年来我国装配式建筑普遍采用预制装配式混凝土技术，主要应用于高层住宅施工，相比于传统施工方式，这种技术有利于建筑行业质量管理，提高建筑的标准化，同时也能降低施工中对环境的破坏。
所谓BIM 技术，就是Building Information Modeling的缩写，计算机技术的发展，改变了传统建筑设计方式，利用数字技术，将建筑中各项数据输入到计算机中，基于工程各项信息形成建筑三维模型。BIM 作为建筑信息化核心，可以将建筑施工整个过程模拟出数字化模型，并体现项目各个阶段施工工艺、施工材料、预制预留信息等。传统施工中由于工程技术变更，导致施工环节信息不对等，容易出现各种质量管控问题，而BIM 技术的应用，则降低了施工阶段技术变更带来的不可预见性，能够提高工程施工质量管控水平，促进建筑行业信息化。BIM 技术具有以下几个特点：可视化、协同性、可模拟性、可优化性以及可出图性。
2.1 BIM技术具有可视性
建筑施工中，由于整个施工周期较长，涉及到的施工环节较多，因此管理人员需要确保每个施工环节技术符合规范，同时施工工艺、施工材料符合标准，有时还会根据施工现场实际情况进行施工技术变更，这就造成管理人员面对大量建筑数据和信息，如果没有有效调控，对于潜在的风险就无法监控到位，容易造成工程质量隐患。BIM技术的应用，可以将施工中的繁杂信息实时监控，必要时可以对涉及到的数据随时调出，大大增加了管理人员的质量管理准确性和时效性，对于潜在风险能够及时排除并处理，解决安全隐患。
2.2 BIM技术具有协调性
建筑工程设计与施工需要多个单位协作，各个单位部门之间的沟通与协调十分重要，能够及时将工程中的数据进行分享，并就工程施工中各种技术变更及施工中出现的问题及时交流解决，保证施工质量稳定同时，工程正常进行。传统施工中由于施工图纸及工程变更频繁，需要设计单位和施工单位反复开会交流，以确保工程协调有效，对于施工人员和设计人员都要付出较高时间成本。BIM技术的应用，将建筑施工中的各项数据实时共享，动态性共享数据库则可以协调不同专业之间的问题，解决防火分区协调布置等多种复杂设计布置问题
2.3 BIM技术具有可模拟性
可模拟性就是针对施工中可能干扰工程质量的各种意外情况进行提前模拟，以便制定相应的预防措施，提高建筑工程施工预案应对能力。利用BIM 技术，能够提前规避建筑施工中不合理因素设计，推动建筑施工安全管理有效开展。
2.4 BIM技术具有优化性
BIM 技术由于采用计算机三维设计，因此对于建筑工程设计及施工来说，能够根据工程实际情况，不断优化项目施工各个环节，调整模拟过程中出现的问题，便于安全管理的实施。另外，BIM技术的应用，也能够优化施工现场的整体施工质量和环境，进而确保工程项目实施的高效率的高标准。
2.5 BIM技术具有可出图性
虽然信息技术的发展，使无纸化办公得到广泛应用，但是在建筑施工现场，仍然需要施工图纸便于进行建筑质量管理。应用BIM技术，可以方便将建筑设计中的各部分图纸及时打印出来，采用数字化技术，在打印图纸时不但准确率高，而且传输方便，只有连接网络就可以将所需的图纸打印出来，改变以往图纸携带繁琐的弊病，同时，BIM技术还能提高对建筑设计施工图纸的管理水平，避免因为图纸打印错误等问题的产生。
3.1 缺乏设计施工一体化质量管理
装配式建筑施工不同于传统建筑，在设计阶段就要将各个构件的接口数据确定，并在后续的建筑构件工厂生产环节和现场组装环节，根据设计数据进行安装，因此装配式建筑质量管理工作，需要进行前置，在设计阶段就要考虑施工环节建筑质量管理。目前装配式建筑规格统一，同时采用工厂预制的模式，如果在设计阶段没有进行工程质量管理，那么在后续工程生产与现场组装环节，装配式建筑质量管理工作存在空缺。
3.2 质量管理人才与技术缺乏
装配式建筑在我国发展起步较晚，近年来国家加大政策支持力度，各地也将提升装配式建筑在新建建筑面积比例作为建筑行业发展重要内容。相比于传统建筑成本，装配式建筑在材料费、施工费、人工费等费用上占有一定优势，但是缺乏规模化施工，单位面积建造成本还是高于传统建筑，这对于建筑施工企业来说存在成本压力。在装配式建筑质量管理工作中，对于工厂构件生产、运输、现场安装环节，需要从业人员不仅掌握建筑行业相关知识，还要具备一定的设计与施工经验，能够形成科学规范的操作流程。
3.3 缺乏事后总结性质量管理
在目前装配式建筑质量管理工作中，延续传统质量控制方法，重视施工过程中质量检验，当发现问题后采取措施进行补救，重视偶发性问题的处理，缺乏对同类型、同性质问题进行总结和积累。装配式建筑不同于传统建筑，具有高度的规格化、统一化，采用工业化标准生产方式，更注重数据积累。
4.1 重视工程施工前质量管理
装配式建筑质量管理不同于传统建筑，在设计初始阶段，就可以介绍到质量管理中。除了要根据建筑法规等要求对施工图纸、施工组织设计等方案进行审查外，还要与建筑构配件工厂进行合作，确定构配件生产规格和质量标准，使装配式建筑构件质量得到保证。对于施工过中涉及到的吊装、安装技术等，要提前与设计单位及生产单位沟通协作，确保装配式建筑主要构件不发生损坏。为了避免其中各种问题，可以充分利用BIM技术对装配式建筑施工环节进行模拟，发现其中潜在问题，特别是建筑构件之间的结合部位，降低装配式建筑安装环节产生工程质量的可能性。
4.2 提高装配式建筑工程的施工技术水平
装配式建筑质量管理既有与传统施工管理相同的地方，也有其自身特点，在建筑质量管理工作中，提高施工技术水平，能够显著提高工程质量，从源头确保建筑质量安全。对于现场施工人员，加强有关装配式建筑安装技能培训，让工人熟练掌握每个构件的数据尺寸，熟练安装，确保装配式建筑安装正确到位，提高安装精度。
4.3 加强装配式建筑工程的组织和管理
在建筑工程中，BIM作为一项新技术，将对预制建筑工程施工现场的组织和管理产生积极的影响。加强装配式建筑工程的组织管理，需要做好以下几方面工作：第一，根据BIM技术特点，对传统的管理和组织模式进行改进，建立BIM质量团队，增强BIM的组织功能；
第二，定期组织施工现场管理人员参加教育培训，促使其接受新技术。特别是在输入制造零件的质量信息时，可以通过组织和规范管理者的行为来保证信息输入的准确性。在装配式建筑的信息设置中，确保信息处理的及时性；
第三，探索组织管理方法，确保预制构件质量管理处于动态控制过程；
第四，管理者可以利用BIM模型，实时掌握现场情况，并利用模型信息预测质量问题，以便及时变更施工方案，规避施工质量事故，加强组织管理，提升装配式建筑的质量控制效率。
4.4 提高装配式建筑项目的经济管理
BIM 技术在装配式建筑质量管理应用中，能够提高管理者对建筑施工进度实时掌握情况，有利于进一步提高质量管控水平，提高项目的经济效益。在质量管理工作中，管理人员要根据市场情况，选择经济有效的施工方案，从项目规划到设计施工环节，充分发挥资金的最大效益，保证项目经济性。在资金支持中，要结合BIM 技术特点，设立建筑质量管理专项资金，保障装配式建筑施工各个环节中质量管理工作顺利推进。
我国城市化快速发展，以房地产为代表的建筑行业增长迅速。为了促进我国建筑行业转型，提高建筑施工技术水平，装配式建筑成为国家大力推进产业之一，在这个过程中，BIM 技术的应用，实现了构建性能与几何模型信息的整合，还将建筑项目整个建设周期内的有关资料集于单独的一个建筑模型中。利用BIM 技术，可以实设计施工一体化，能够实现对装配式建筑质量管理全过程，解决了传统建筑质量管理中缺乏前置的局面，能够促使建筑行业质量管理向着精细化、全程化方向发展，促使我国装配式建筑质量管理工作更上一层楼。
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