景 磊

我國正在建設(shè)資源集中的城市群，未來建筑市場(chǎng)的需求將會(huì)進(jìn)一步提升，而裝配式建筑作為一種綠色建筑技術(shù)，將大量應(yīng)用到建筑行業(yè)中。為促進(jìn)建筑行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，為人們提供更高質(zhì)量的建筑工程，提升城市資源與優(yōu)質(zhì)人才的包容能力，推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，有必要對(duì)建筑工程的質(zhì)量管理展開系統(tǒng)性研究，做好整體設(shè)計(jì)與細(xì)節(jié)優(yōu)化工作。

1 BIM 技術(shù)概述

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)利用數(shù)字化技術(shù)為建筑工程構(gòu)建三維立體模型，實(shí)現(xiàn)建筑工程信息的可視化。BIM 技術(shù)的信息庫不僅負(fù)責(zé)存儲(chǔ)建筑工程建設(shè)數(shù)據(jù)，如各類建筑構(gòu)件的幾何信息、狀態(tài)信息等，還用于存儲(chǔ)空間、運(yùn)動(dòng)行為等非構(gòu)件對(duì)象信息[1]。通過BIM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)建筑工程信息的高度集成化，為建筑工程項(xiàng)目提供信息交換與共享的平臺(tái)，廣泛應(yīng)用于建筑、工程等多個(gè)領(lǐng)域。

BIM 技術(shù)不僅可以應(yīng)用于建筑工程設(shè)計(jì)階段，根據(jù)使用需求還可以在工程項(xiàng)目的全壽命周期中合理使用。同時(shí)，在工程項(xiàng)目建設(shè)過程中，可以不斷更新BIM 數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，提高三維立體模型和建筑工程的匹配度，有效提升施工質(zhì)量。常見的BIM 軟件有以下幾種：第一，Revit 軟件。主要應(yīng)用于施工標(biāo)準(zhǔn)一般的民用建筑。第二，Bentley 軟件。主要應(yīng)用在石油、化工等工業(yè)領(lǐng)域中，也可以用于道路、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)。第三，ArchiCAD 軟件?？梢詰?yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，是BIM 技術(shù)的核心建模軟件。

2 BIM 技術(shù)在裝配式建筑質(zhì)量管理中的應(yīng)用價(jià)值

裝配式建筑是將以往工程施工中需要現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的內(nèi)容移交到生產(chǎn)工廠進(jìn)行加工、制作，再將構(gòu)件、配件等運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行各部件的連接，進(jìn)而完成項(xiàng)目施工的一種建筑模式。將BIM 技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑質(zhì)量管理中，具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。

（1）有利于模擬施工模式。使用BIM 技術(shù)構(gòu)建三維立體模型，在施工前模擬分析施工方案，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的潛在問題，并通過適當(dāng)方法進(jìn)行修改。質(zhì)量管理人員可根據(jù)三維立體模型，預(yù)先了解后續(xù)施工作業(yè)的難點(diǎn)與重點(diǎn)，明確具體的構(gòu)件安裝流程，從而有效減少返工問題，提升裝配式建筑的施工質(zhì)量。

（2）有利于提高管理效率。傳統(tǒng)的二維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer Aided Design，CAD）圖紙需要一定的空間邏輯能力，理解圖紙信息需要花費(fèi)較長時(shí)間，無法有效提升信息傳遞效率，嚴(yán)重影響裝配式建筑的質(zhì)量管理效果。而BIM 技術(shù)則可提供三維立體模型，把所有設(shè)計(jì)內(nèi)容以直觀的方式呈現(xiàn)給交流雙方或多方，使信息表達(dá)更完整，細(xì)節(jié)描述更準(zhǔn)確，降低信息傳遞的時(shí)間成本，為裝配式建筑生產(chǎn)提供安全保障。

（3）有利于實(shí)時(shí)控制現(xiàn)場(chǎng)情況。在使用BIM 技術(shù)時(shí)，質(zhì)量管理人員可根據(jù)信息內(nèi)容實(shí)時(shí)更新三維立體模型；而技術(shù)人員可根據(jù)三維立體模型的變化情況，實(shí)時(shí)記錄施工現(xiàn)場(chǎng)的施工情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，為質(zhì)量管理人員提供有效的解決方法。

由此可見，利用實(shí)時(shí)控制技術(shù)能夠準(zhǔn)確分析建筑工程的施工細(xì)節(jié)，有效處理潛在的施工安全隱患，從而穩(wěn)定提升裝配式建筑工程的建設(shè)質(zhì)量[2]。

3 BIM 技術(shù)在裝配式建筑質(zhì)量管理中的應(yīng)用方案

為了讓BIM 技術(shù)在裝配式建筑施工中發(fā)揮最大效果，提升質(zhì)量管理效率，可以從裝配式建筑施工全過程入手，將其細(xì)分為構(gòu)件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝配以及運(yùn)營管理等多個(gè)階段，實(shí)現(xiàn)BIM 技術(shù)的合理應(yīng)用。

3.1 構(gòu)件設(shè)計(jì)階段

完成裝配式建筑的設(shè)計(jì)圖紙后需要優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件規(guī)格，并對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行拆分、碰撞檢查等，再將預(yù)制構(gòu)件信息提供給生產(chǎn)廠家進(jìn)行生產(chǎn)。在深化設(shè)計(jì)預(yù)制構(gòu)件時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)圖紙信息錯(cuò)誤問題。如果某個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)圖紙細(xì)節(jié)發(fā)生變化，也會(huì)對(duì)其他專業(yè)造成影響，從而增加預(yù)制構(gòu)件深化工作的難度。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用BIM 技術(shù)，可以利用預(yù)制構(gòu)件的相關(guān)信息構(gòu)建三維立體模型。如果受施工、設(shè)計(jì)等因素影響需要更改某個(gè)預(yù)制構(gòu)件參數(shù)，可以直接調(diào)整三維立體模型，相應(yīng)的構(gòu)件模型也會(huì)同步變化，省略重新繪制設(shè)計(jì)圖紙這個(gè)環(huán)節(jié)。通過這種方式能夠有效減少設(shè)計(jì)變更的工作量，降低裝配式建筑設(shè)計(jì)的時(shí)間成本。

各專業(yè)設(shè)計(jì)人員可通過BIM 信息平臺(tái)進(jìn)行便捷溝通，及時(shí)發(fā)現(xiàn)專業(yè)間的設(shè)計(jì)沖突問題，從根本上避免信息傳遞不及時(shí)、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)誤差等問題，實(shí)現(xiàn)更高效的專業(yè)設(shè)計(jì)[3]。而且BIM 信息平臺(tái)是一種開放式的信息交流平臺(tái)，不同裝配式建筑設(shè)計(jì)人員可利用云端服務(wù)器將設(shè)計(jì)內(nèi)容分享給其他人，讓更多人參與到裝配式建筑設(shè)計(jì)零部件更新、優(yōu)化的工作中，從而豐富云端服務(wù)器的數(shù)據(jù)內(nèi)容，便于規(guī)范裝配式建筑設(shè)計(jì)。另外，設(shè)計(jì)人員通過BIM 信息平臺(tái)能夠參考其他設(shè)計(jì)圖紙，開拓設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)出符合業(yè)主使用需求且滿足綠色施工理念的方案，從而提升裝配式建筑的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)全面勘察裝配式建筑的施工場(chǎng)地，收集各類施工指標(biāo)、施工場(chǎng)地的地質(zhì)情況等，確保設(shè)計(jì)時(shí)掌握準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，避免后續(xù)大規(guī)模修改預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)單位可為裝配式建筑工程構(gòu)建BIM 信息數(shù)據(jù)庫，用于存儲(chǔ)圖紙信息，并充分整理設(shè)計(jì)使用的各類預(yù)制構(gòu)件信息。設(shè)計(jì)人員在施工場(chǎng)地獲得第一手資料后需要立即登錄BIM 信息數(shù)據(jù)庫，整理預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)需求，并將其與數(shù)據(jù)庫內(nèi)容進(jìn)行匹配，從數(shù)據(jù)庫中調(diào)用設(shè)計(jì)所需的預(yù)制構(gòu)件，快速完成裝配式建筑整體框架的設(shè)計(jì)任務(wù)。

如果數(shù)據(jù)庫中沒有設(shè)計(jì)所需的預(yù)制構(gòu)件，那么設(shè)計(jì)人員需要詳細(xì)分析裝配式建筑的施工需求，設(shè)計(jì)出與施工需求相匹配的預(yù)制構(gòu)件，并及時(shí)更新數(shù)據(jù)庫中的設(shè)計(jì)信息。利用這種方式，能夠提升設(shè)計(jì)單位的綜合能力，方便開展下一次裝配式建筑工程設(shè)計(jì)，在短時(shí)間內(nèi)為業(yè)主提供詳細(xì)的設(shè)計(jì)內(nèi)容。業(yè)主對(duì)三維立體模型提出意見后，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)意見調(diào)整細(xì)節(jié)內(nèi)容，并與業(yè)主達(dá)成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，從而降低裝配式建筑設(shè)計(jì)階段消耗的時(shí)間成本。

3.2 構(gòu)件生產(chǎn)階段

預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)質(zhì)量會(huì)直接影響裝配式建筑工程的施工質(zhì)量，因此需要合理應(yīng)用BIM 技術(shù)，做好預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)質(zhì)量控制工作。設(shè)計(jì)人員可利用BIM 技術(shù)深化處理各種構(gòu)件（圖1），并通過碰撞檢查功能檢查構(gòu)件后續(xù)應(yīng)用中是否存在沖突問題，以便及時(shí)消除沖突。在深化處理預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)圖紙后，應(yīng)用BIM技術(shù)構(gòu)建三維立體模型并上傳至BIM 信息平臺(tái)[4]。

圖1 預(yù)制外墻板（來源：網(wǎng)絡(luò)）

生產(chǎn)工廠在登錄BIM 信息平臺(tái)后可及時(shí)獲取預(yù)制構(gòu)件的相關(guān)信息，避免信息傳遞過程中發(fā)生信息丟失問題。三維立體模型可以有效提升預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)精度，提高裝配式建筑的施工質(zhì)量，生產(chǎn)工廠也可以通過觀察三維立體模型詳細(xì)分析預(yù)制構(gòu)件的具體生產(chǎn)需求，如果出現(xiàn)生產(chǎn)需求不明確的問題，生產(chǎn)工廠可以及時(shí)與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)聯(lián)系，調(diào)整三維立體模型的細(xì)節(jié)。在生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件時(shí)，生產(chǎn)工廠會(huì)向每個(gè)構(gòu)件植入射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification，RFID）芯片，芯片可以記錄預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)和使用等信息。通過專用設(shè)備將質(zhì)量管理信息記錄到芯片中，再將芯片信息傳遞給BIM信息平臺(tái)，使三維立體模型可以實(shí)時(shí)更新預(yù)制構(gòu)件信息。質(zhì)量管理人員登錄BIM信息平臺(tái)即可查看各個(gè)構(gòu)件的生產(chǎn)及施工質(zhì)量情況，避免不合格的預(yù)制構(gòu)件進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，造成對(duì)裝配式建筑的施工質(zhì)量的影響。

如果在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)不合格的預(yù)制構(gòu)件，那么應(yīng)先剔除不合格產(chǎn)品，然后檢查BIM 信息平臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸情況，分析數(shù)據(jù)更新與信息傳輸是否存在問題。發(fā)現(xiàn)問題后，需要及時(shí)組織技術(shù)人員，分析信息傳遞問題產(chǎn)生的原因，并使用合適的方法解決問題，確保不影響預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)計(jì)劃。預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)作業(yè)完成后，需要系統(tǒng)檢查BIM 信息平臺(tái)，逐一排查平臺(tái)運(yùn)行問題，確保有效解決預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)問題，保障裝配式建筑的生產(chǎn)質(zhì)量。

3.3 構(gòu)件裝配階段

要想使BIM 技術(shù)在預(yù)制構(gòu)件裝配階段發(fā)揮最大作用，可以從以下幾個(gè)方面入手。

（1）優(yōu)化施工方案。作為預(yù)制構(gòu)件裝配階段的重要內(nèi)容，設(shè)計(jì)吊裝施工方案時(shí)，可利用BIM 技術(shù)模擬構(gòu)件吊裝流程，并優(yōu)化、改進(jìn)吊裝方案，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的施工安全隱患，制訂合理的安全管理方案，保證在后續(xù)吊裝作業(yè)時(shí)可以有效降低安全事故的發(fā)生概率。同時(shí)，在模擬施工流程時(shí)可找到施工難點(diǎn)，分析需要注意的質(zhì)量控制要點(diǎn)，并在技術(shù)交底時(shí)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)該部分內(nèi)容，做好監(jiān)控管理工作。

（2）可視化技術(shù)交底。施工人員使用相關(guān)設(shè)備掃描預(yù)制構(gòu)件的內(nèi)置芯片，可以明確該構(gòu)件在建筑工程中的具體位置、質(zhì)量控制要求等重要信息。對(duì)一些復(fù)雜施工環(huán)節(jié)，施工單位需要組織施工人員，通過觀察三維立體模型的施工模擬方案進(jìn)行BIM 技術(shù)的可視化交底，直觀了解預(yù)制構(gòu)件的各個(gè)施工環(huán)節(jié)，明確施工要點(diǎn)，避免技術(shù)交底中出現(xiàn)信息丟失問題，保證構(gòu)件的裝配質(zhì)量。

（3）裝配質(zhì)量信息控制。裝配式建筑工程的施工周期較長，可能會(huì)產(chǎn)生大量的施工變更內(nèi)容、各類驗(yàn)收?qǐng)?bào)告以及相關(guān)的建筑工程質(zhì)量信息。以往項(xiàng)目的信息表達(dá)方式，是以紙質(zhì)存儲(chǔ)與傳遞為主，而且紙質(zhì)易損壞且效率不高，極易產(chǎn)生“信息孤島”的問題[5]使用BIM 技術(shù)后，施工人員可以整理裝配式建筑中出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并將信息及時(shí)輸入三維立體模型中。責(zé)任人利用BIM 信息平臺(tái)可以了解工程中出現(xiàn)的問題，及時(shí)組織相關(guān)人員詳細(xì)分析問題產(chǎn)生的原因，制訂合理的解決方案，有效降低質(zhì)量問題的反饋時(shí)間，提高整改效率。管理人員也可以通過觀察三維立體模型，實(shí)時(shí)掌握裝配式建筑的施工情況，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量問題的可追溯性。如果需要進(jìn)行質(zhì)量信息溝通，各參與主體也可通過BIM 信息平臺(tái)查看裝配式建筑的施工質(zhì)量問題，針對(duì)性地進(jìn)行技術(shù)交流，從而提高信息共享效率及構(gòu)件裝配速度。

3.4 運(yùn)營管理階段

三維立體模型應(yīng)用階段已經(jīng)獲得大量有關(guān)裝配式建筑的工程質(zhì)量信息，運(yùn)營管理時(shí)可以整理、歸類質(zhì)量問題，詳細(xì)分析運(yùn)營管理中的重點(diǎn)內(nèi)容，根據(jù)重要監(jiān)控事項(xiàng)合理應(yīng)用BIM 技術(shù)，設(shè)計(jì)與裝配式建筑相符的三維立體模型。管理人員參考三維立體模型對(duì)裝配式建筑進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的構(gòu)件維護(hù)，并專項(xiàng)檢修有問題的設(shè)備管道，從而實(shí)現(xiàn)建筑工程的智能化管理[6]。

業(yè)主可以在施工單位的指導(dǎo)下詳細(xì)分析三維立體模型，明確裝配式建筑的質(zhì)量信息內(nèi)容，讓運(yùn)營管理人員快速投入工作中，降低BIM 技術(shù)學(xué)習(xí)的時(shí)間成本。維修人員也可以利用三維立體模型，精準(zhǔn)定位待維修的設(shè)備設(shè)施，實(shí)現(xiàn)維修的可視化指導(dǎo)，穩(wěn)定提升裝配式建筑的運(yùn)營管理質(zhì)量。

如果運(yùn)營管理人員的專業(yè)能力較弱，可以通過BIM 信息平臺(tái)及時(shí)和施工單位取得聯(lián)系，并提出運(yùn)營管理方面的問題。施工單位向運(yùn)營管理人員提供專業(yè)指導(dǎo)，并輔助他們解決問題。運(yùn)營管理單位也需要為運(yùn)營管理人員提供專業(yè)培訓(xùn)，可邀請(qǐng)行業(yè)內(nèi)的BIM 技術(shù)專家為運(yùn)營管理人員提供專業(yè)指導(dǎo)，逐步提升專業(yè)能力，從而以更科學(xué)的方式分析并解決運(yùn)營管理問題。

同時(shí)，運(yùn)營管理單位還可以將培訓(xùn)內(nèi)容整理為可供翻閱的小冊(cè)子或者電子文檔，供運(yùn)營管理人員在閑暇時(shí)間學(xué)習(xí)BIM 技術(shù)專業(yè)知識(shí)，逐步打造專業(yè)的運(yùn)營管理團(tuán)隊(duì)，為業(yè)主提供高品質(zhì)的居住、辦公體驗(yàn)，從而提升裝配式建筑的質(zhì)量管理效果。

4 結(jié)語

裝配式建筑是我國建筑行業(yè)未來發(fā)展的主要方向，合理應(yīng)用BIM 技術(shù)可以有效提升裝配式建筑的建設(shè)效率，提升建設(shè)質(zhì)量。同時(shí)，將BIM 技術(shù)為代表的信息技術(shù)和建筑行業(yè)融合，也可以推動(dòng)我國從“建筑大國”向“建筑強(qiáng)國”轉(zhuǎn)變，推動(dòng)社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展。