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Application of BIM Technology in Construction Quality Management of Prefabricated Buildings
侯学武 HOU Xue-wu；孙少楠 SUN Shao-nan
（华北水利水电大学水利学院，郑州 450045）
（School of Water Conservancy，North China University of Water Recourses and Electric Power，Zhengzhou 450045，China）
摘要：我国城市化建设不断加快，传统的建筑模式已经不能满足当代建筑需求，装配式建筑作为一种新型模式，可以弥补传统建筑模式中的缺点，BIM技术与装配式建筑高度结合，在图纸设计、预制构件生产、现场施工管理、后期维护中都有非常良好的应用前景。在装配式建筑设计及施工管理中，充分考虑装配式建筑的特性和BIM技术的优势，将二者进行有机结合，通过实时信息共享和先进的模型构建，可以有效促进装配式建筑设计与施工管理，为推动智能建造与建筑工业化协同发展奠定坚实基础。
Abstract: With the rapid development of urbanization in China, the traditional architectural model has been unable to meet the needs of contemporary buildings. As a new model, prefabricated buildings can make up for the shortcomings of traditional architectural models. The combination of BIM technology and prefabricated buildings has a very good application prospect in drawing design, prefabricated component production, site construction management and post-maintenance. In the design and construction management of prefabricated buildings, the characteristics of prefabricated buildings and the advantages of BIM technology are fully considered, and the two are organically combined. Through real-time information sharing and advanced model construction, it can effectively promote the design and construction management of prefabricated buildings, and lay a solid foundation for promoting the coordinated development of intelligent construction and building industrialization.
关键词：BIM技术；装配式；建筑施工；质量管理
Key words: BIM technology；prefabricated；building construction；quality management
中图分类号：TU71 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2021）01-0198-03
1 BIM技术概述及特点
1.1 BIM技术特点及应用优势
BIM技术又称建筑信息模型技术，是通过收集建筑工程中各项相关数据和信息，以数字信息技术模拟出真实情况，并构建三维建筑模型的一种技术。BIM技术具有完备性、可视性、协调性、优化性、一致性、关联性、模拟性等显著特点，可以对工程中各个环节进行设计和核对，能有效提高施工准备阶段的工作效率和工作质量。BIM技术可以将传统的平面图纸，以三维化的方式呈现出来，并可以与设备和材料的各种信息相匹配，挑选出合适的型号，节省了实地勘察和检验的时间，减少了工作量。通过使用BIM技术，设计人员可以进行更多的设计和尝试，几乎零成本的在三维建筑模型上模拟和试验，有利于设计出最具有经济性和实用性的方案。对客户来说也有更多的选择，通过模拟，客户可以在施工前看到大致的工程效果，并及时提出自己的意见，充分满足客户的意愿。
1.2 BIM技术在装配式建筑施工管理中的应用优势
在我国推行可持续发展，城市化建设不断加快的背景下，传统现浇钢筋混凝土结构施工损耗大、环境不友好、质量不一等问题，越发被人们所重视，建筑行业转型升级是必然的趋势，国家也加强了新型建筑模式的研发。装配式建筑就是一种新型建筑模式，可以将预制构件在工地现场装配成完整的建筑，根据预购件的形状和施工方法，可以分为砌块建筑、骨架板材建筑、升板升层建筑、板材建筑和盒式建筑，这些预制构件主要在各种专业的工厂中生产，预制构件主要包括墙板、内墙板、叠合板等，需要根据图纸进行精细的制造。与传统建筑模式相比，装配式建筑大大减少了现场作业量，理想状态中，建筑、装修可以与主体施工同步进行。在工厂统一生产的情况下，预制构件的生产效率会有所提高，成本也会下降，而且构件可以高度标准化，保证质量。现场施工时，所消耗的时间和材料都会减少，污染程度低，符合绿色建筑的要求。但我国装配式建筑还处在起步阶段，仍然有很多问题和缺陷，比如构件设计错误、构件设计无法与实际建筑匹配，由于设计变更引起生产待料、施工停止等问题，都会有影响装配式建筑的质量。
2 装配式建筑施工前期BIM技术的具体应用
2.1 构建装配式标准化
在装配式建筑工程项目中应用BIM技术能够更好地发挥出两者的优势，借助于BIM技术施工单位能够建立一个装配式标准化族库，这样就能够建立更加完善的装配式建筑结构模型了，建模的时间被大大缩短了。另外，BIM技术中的碰撞校核管理器也能够及时检查相关的碰撞信息，有效解决预制PC构件出现碰撞的问题。在装配式建筑构件的生产阶段也能够科学应用BIM技术，传统的生产预制构件的过程是存在着一定的弊端的，生产人员经常会无法准确读取二维图纸，那么就会影响构件的数据，既浪费了材料，同时也影响的施工进度的有序进行。而如果使用BIM技术，施工单位就能够将材料、尺寸以及钢筋水泥的相关参数等模型数据信息以直观的形式提供给生产厂家，借助于二维码技术能够将设计参数直接转换成加工参数，生产系统中直接输入设计信息，生产构件的准确率大大提升，同时也大大提升了预制PC构件的机械化水平。
2.2 检验预制构件的预拼装情况
在检验预制PC构件的预拼装情况时也可以借助于BIM技术，在实际的工作中是这样操作的，通过3D打印技术和BIM模型能够将需要生产的构件打印出来，之后对它们进行预拼装，在此过程中如果出现了相应问题，那么就可以及时进行调整，如改进构件的形状、尺寸和接口形式等，之后再次打印已经改进过后的构件，再次进行预瓶装直到预拼装的过程准确无误后，才能够批量的生产PC构件。在装配式建筑的施工前期应用BIM技术，不但能够通过模拟生产和模拟拼装及时发现大批量生产过程中可能会出现的问题，避免出现构件报废的问题，同时也能够有效验证预制装配式建筑的设计方案的科学性和合理性。
2.3 合理管控装配式建筑的造价应用
BIM技术后能够将大量的建筑信息涵盖进来，并能够更加精准的动态化管理相关资源。BIM软件主要是通过计算机信息技术将模型中的所有数据信息快速并且准确地统计出来，科学计算出装配式建筑的节点和工程量，有效避免以往因为人工计算数据而导致的计算误差的出现。在我们对相关资料进行研究的过程中，我们发现如果在估算造价的工作中应用BIM技术，与传统的估算方式相比，其不但能够大大节省估算的耗时，同时也大大提升了估算工作的精准性，预算外更改的情况大大减少。在碰撞检查工作中也能够应用BIM技术，不同单位以及不同专业之间在BIM系统中能够很好地避免发生冲突，彼此的可交流性大大提升。如图2所示。
3 BIM技术在装配式建筑质量管理中的应用
3.1 通过BIM技术进行建设初期指导性质量管理
BIM技术在建设初期的管理往往具有一定程度的指导性和决定性，BIM技术改变了传统的方案设计中进行人工的图纸二维模型的构建，减轻了设计师的工作量，同时它所进行的计算机三维模型的构建对于工程的前期设计和后期施工都有着巨大的帮助作用，不同于以往建筑工程中进行的三维动画设计。该技术模型是更加的为工程的设计施工去服务的，以往的三维动画只能起到相应的宣传作用，而BIM技术所进行的模型构建，是要为整个工程的建设施工去进行服务的，不仅使工程的工作程序更加的简化，同时三维模型的出现也避免了传统的图纸模型构建中设计师问题思考不全面而导致的工程设计中的缺陷，使得工程在进行施工前期有更加直观的视觉体验，保证了工程的工程管理与工作质量。
3.2 通过BIM技术进行设计阶段的质量管理
BIM技术三维模型的构建的优势往往在设计阶段呈现效果更明显，因为设计阶段的绘图设计、数据测量和计算、模型构建等内容都可以利用BIM技术来实现。通过BIM技术可以对整个建筑流程中的造价内容和工艺控制有更严格的把控，从而提高设计阶段的质量管理。在进行工程的投标方面，使得中标的概率大大的提高，增强了企业与企业之间的竞争力。在进行工程的前期设计中要对工程的造价方面进行严格的计算处理，要严格的核算相应的施工方与建设方间的造价。传统的装配式建筑工程方面是相关人员进行的核算，通过员工去使用电脑中的造价软件进行工程中的造价核算，这不仅使得员工工作量巨大，同时对于人力资源方面的投资也巨大，在BIM技术运用后，只需要使用技术进行相应的模型构建后，就能够直接的得到相应的工程量，同时在对后期的核算方面也是更加的简便。由于BIM技术是通过计算机数据进行相应的收集处理，因此，所得到的结果精确度非常的高，提高了工作的效率。
3.3 通过BIM技术进行装配式建筑施工阶段的质量管理
装配式建筑施工阶段的质量管理具体过程中会遇到很多问题，针对施工过程中遇到的问题，不能等到问题出现了以后再寻求解决方法，要提前制定切实可行的施工备案。同时技术人员也要针对天气等这些可能出现的意外对具体的施工人员进行一定程度上的保障，保障施工人员的安全问题。做到资源的合理分配，一些不必要的环节可以在保证安全，质量的前提下做出调整。例如在对装配式建筑质量工程管线碰撞进行检测的过程当中，可以充分利用BIM的优势，对其中设计的管线进行数字化的检测，从而对整体设计进行详细的了解，有助于相关人员第一时间发现设计当中存在的问题，从而及时采取有效的改正和调整措施，避免后期出现质量不达标、设计不合理而被打回的情况。同时还需要进一步加强管线模型设计的合理性和实际性，促进建筑工程项目的施工质量能够符合国家相关标准和要求，那么就需要进一步对建筑工程项目的管理方法进行内部管理系统的优化和完善。相关企业和单位应当大力支持先进设备的引入和使用，帮助相关技术人员能够采用高效的技术设备，合理利用BIM技术建立可视化模型，提高各项参数的准确性，同时还可以有效控制施工进度。采用传统建筑管理模式的过程当中，不免存在技术人员缺乏联系实际的情况，这主要是技术人员没有对理论知识和管理实践之间建立良好的联系，那么基于BIM技术模式的应用下，就可以大力引进一些4D模拟技术来对建筑项目进行整体的分析，从而构建更加符合实际情况的信息模型，便于相关技术人员能够直观了解到建筑模型当中存在的不足和安全隐患，之后可以借助BIM技术来采取进一步调整措施，结合相关典型的案例分析经验，来有效解决模型设计当中表现出来的问题。还可以借助该项技术来进行外部和内部的精准测量工作，对建筑项目进行完整的扫描，从而进一步提高扫描结果的准确性，与建筑项目要求更加的契合。因此大力应用BIM技术在我国建筑工程管理工作当中能够有效提高建筑管理质量和效率，相关人员应当合理运用其优势，发挥其技术价值。
4 结语
BIM技术作为建筑全生命周期信息管理的主要工具，有助于解决装配式建筑面临的各阶段不协调、信息收集困难等问题，是新型建筑工业化发展的推动剂。在对装配式建筑不断深入研究的过程中，我们发现在装配式建筑中应用BIM技术也是一项重要课题，BIM技术具有优异的模拟性、协调性、可视性以及可出图性，其几乎可以做到完全覆盖建筑中的各类几何和非几何信息，涉及到建筑的材料、重量、尺寸和造价等多个方面的内容，应用BIM技术也能够更好地解决装配式建筑施工中本就存在着的各类问题，同时也优化了施工中的每一道工序和每一个环节，提升了设计效率，保证了施工质量。
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