王中成
中煤科工重庆设计研究院（集团）有限公司重庆市400042
摘要:针对我国从传统现浇式建筑向装配式建筑过渡阶段由于施工人员不熟悉新的施工工艺及方法造成施工中还存在一些有待提高的地方，介绍了BIM技术在工程建设过程中质量及安全控制的作用。第一，设计阶段的碰撞检查、力学计算可以提高设计质量；第二，生产阶段预制构件的装配模拟、生产及交付管理优化可以提高生产及到货质量；第三，施工阶段的碰撞检查、施工模拟可以优化工作流程并积累施工经验，进而提高施工质量；第四，力学计算、预制构件管理的优化可以在提升产品质量的同时减少安全隐患，模拟施工可以把施工中潜在的安全隐患呈现出来，进而做好预防和调整，达到安全施工的目的。这就需要设计单位、生产企业、施工单位、监理单位、建设单位重视BIM技术，相关人员深入学习BIM技术，共同推动BIM技术在装配式建筑中质量及安全控制中的应用。
关键词：装配式建筑；BIM技术；质量控制；安全控制
中图分类号：TU712文献标识码：A
引言
在我国人口红利逐渐消失的背景下，发展装配式建筑已成为大势所趋，是我国正在逐步推广使用的一项现代化建筑施工技术，在实际施工工作开展中，采取干作业模式，突破传统的湿作业模式，施工效率和质量在很大程度上得到提高，对于缩短工期也有着巨大作用，但是，高效率施工的装配式建筑，必须以其良好的生产施工质量为前提。BIM技术能够在建筑设计、构件生产、现场施工等阶段进行不同程度的计算机模拟，实现不同的目的，将BIM技术应用到装配式建筑产业的各个阶段是一种必然。
1 BIM技术基本概述
近年来,BIM在建筑领域得到迅速发展,尤其是BIM被明确写入建筑业发展“十二五”规划并继续列入住房和城乡建设部,科技部“十三五”相关规划之后,其发展趋势更是突飞猛进。在实际BIM技术设计过程中包括三个维度，分别是资源、行为与交付，为施工部门提供相应的信息保障，促使各项施工工作的有序进行。BIM技术不单单是对数字或者是数据的集成，而是对不同数据信息的应用。可以将其应用在设计工作、建造工作以及管理工作中，是一种较为有效的数字化方法，该方法能够为建筑工程集成管理环境提供保障，提升施工质量的同时，降低施工过程中风险的产生。
2 目前装配式建筑施工存在的问题
2.1 施工安装效率相对较低
和传统的混凝土浇筑结构相比,装配式混凝土建筑施工在安装以及管理工作过程中有着明显的区别。一般在装配式建筑施工过程中,对于吊装与拼接等工艺要求标准较高,如果不能对现场施工有一个更加全面的了解,将会导致整体施工周期过长，甚至是质量无法得到保证。所以在开展装配式建筑施工过程中，一定要加大对其安装过程的统一规划管理，使其布局工作更加科学,尤其是在构件运输、作业面安装、储存管理等多个工程操作环节,否则将无法发挥施工效率优势。
2.2 预制构件运输中存在安全隐患
使用装配式的建筑施工方式，往往需要在不同的工厂场地进行不同构件的生产，然后再将不同的构件运送到施工现场进行现场组装，因此相比较传统的建筑施工方式，装配式建筑施工方式多了一个较为不同的环节，那就是进行预制构件的运输。倘若在预制构件的运输过程中出现了质量问题，那么将是一个质量隐患，在预制构件的组装结合施工过程中，很可能会造成施工质量受到影响。
2.3 难以体现协同性
建筑工程工业化是装配式建筑的根本性目的,所以在开展工作的过程中，一定要确保整体系统的完整性，进而实现对整个建筑生命周期的协同化管理。但是和传统的建筑工程相比,装配式建筑并没有明显表现出更好的应用优势，尤其是在协同性管理方面,一旦在某一环节出现问题将会影响后续工作的开展,甚至还会延误施工工期，所以对于装配式建筑工程的协同性管理具有重要意义和价值。
3 基于BIM的装配式建筑质量安全控制
3.1在设计阶段质量管理中的应用
碰撞检查是目前BIM应用中最基础的功能，它的实用性有目共睹，它是二维时代转向三维时代的重要标志，通过全面的“三维校审”，可发现大量隐藏在设计中的问题。设计阶段主要关注硬碰撞，例如，围护支撑与楼面碰撞、集水井与基础承台之间碰撞、楼梯与梁碰撞、钢筋碰撞、管综碰撞、机电设备之间碰撞、门窗与结构梁柱碰撞、建筑线脚与雨棚等构件碰撞、管线穿梁柱、预留洞口与管路错位等。BIM技术的应用，使得在真实建造施工之前理论上能100%消除各类硬碰撞，减少返工，缩短工期，节约成本。
碰撞检查仅仅是开始，最重要的是碰撞检查后的处理，常规的处理方法为升降或者偏移。但在空间受限的情况下，部分碰撞并不能被合理解决，采用不合理的处理方法可能达不到最初设想的功能要求，影响工程质量。比如当风管与其他管道或者构件发生碰撞后，如果简单采用弯管的方式处理，后面的房间可能风量和风压不够，达不到空气调节的目的。在设计阶段发现不易解决的碰撞问题留给了设计师更多的优化设计的时间，而不是在施工中才发现问题，导致窝工甚至延误工期。
BIM在装配式建筑的设计阶段的另一个功能是预制构件的力学计算。预制构件在脱模、翻转、吊运、安装需要吊点，在存放和运输环节需要支撑，在安装后需要临时支撑，吊点及支撑设计不仅关系到预制构件是否真正可用，而且涉及到装配式项目的安全问题。装配式项目中的吊点设计是装配式建筑设计中的一大难题，相对于传统的现浇结构设计，吊点设计是装配式专项设计中的新增内容，许多工程师对此设计缺乏经验。力学计算可以在很大程度上帮助设计师验证吊点及支撑设计，是不可或缺的内容。
3.2在生产阶段质量管理中的应用
预制构件的现场管理和安装,是一个比较复杂、系统的工程。预制构件现场管理方面，从预制构件的生产顺序管理到预制构件仓储及运输的调配，合理的调配可以大大减少生产及现场仓储的空间占用及搬运次数从而降低成本，并且能统筹现场安装过程，做到降低现场预制构件仓储量后，不但不影响施工进度，反而随着现场管理的预制构件种类的减少而提高施工现场资源调配效率。预制构件安装方面，目前多数验收规范都要求设置旁站监理并对现场安装进行录像记录，可见各方对安装过程的重视程度非同一般。将BIM技术和计算机技术结合起来,利用计算机技术对预制构件安装过程进行完整模拟,可以在生产阶段提前模拟施工过程，提前找到安装过程可能存在的问题，制定标准安装说明，从而避免下阶段现场施工过程中采用不合理方式安装导致构件损坏或者工期延长。例如，将某个施工过程在相关的预制混凝土构件生产之前即进行施工模拟，不仅可以提前验证各个构件设计是够正确，而且可以找到安装的难点，进而制作构件安装步骤和安装视频，精确指导装配式建筑的现场施工。
3.3 在施工阶段质量管理中的应用
在碰撞检查中，设计单位一般考虑硬碰撞较多，而施工单位施工时更加注重软碰撞（间隙碰撞）。常见的软碰撞有管线未考虑保温层设置导致间隙不足、检修口预留位置不足、门窗开启半径与管线碰撞、停车位设置在积水坑下面、楼梯梯段净高不满足规范要求、施工中脚手架设置导致安装空间不够等。软碰撞由于比较隐蔽，不如硬碰撞那么容易被发现，同时由于现阶段多数设计人员对施工工法不熟悉，导致设计人员检测的软碰撞可能会有遗漏，所以施工阶段的碰撞检查一般由施工单位BIM技术人员进行。如果到施工阶段再来进行软碰撞的检查，很可能会导致无法调整，所以施工的碰撞检查一般提前到和设计阶段同时进行，这是目前装配式建筑中BIM应用的新常态。
在装配式建筑施工阶段质量管理中，可以利用BIM技术模拟施工，及时发现在施工中难点，优化预制构件安装顺序。与此同时，还能模拟出施工中施工材料使用情况、设计变更情况以及设备租赁情况等。在这一过程中，施工期间产生的资产信息以及设备使用信息等将会被收集起来，从而实现对整个工程的全方位模拟，明确在实际施工中的施工材料使用情况、施工人员情况以及设备使用情况等。在施工阶段质量管理中，要加强对BIM技术的可视化与优化性特点的应用，降低质量风险的发生频率，促使运行过程能够逐渐朝着信息化方向发展，不断提升建筑施工水平与管理水平，实现对资产、人力资源以及其他资源的科学合理配置，促使施工质量能够得到保障。
3.4 优化各阶段安全管理
BIM技术应用于装配式建筑项目还充分体现在安全提升方面。力学计算可以计算预制构件的受力情况，进而改进设计质量。优化预制构件管理，通过生产阶段优化预制构件生产顺序，合理安排仓储及物流，从而减少吊装及搬运，吊装及搬运的减少即减少了相应安全隐患。模拟施工可以把施工中潜在的安全隐患呈现出来，进而做好预防和调整，达到安全施工的目的。
当前，建筑行业必须高度重视这一点，不仅能帮助减少安全隐患，还能保证施工水平的不断提升。除此之外，在装配式建筑生产施工中应用BIM技术充分体现出实时性，对其存在的不合理因素进行实时动态跟踪和分析，及时预警可能出现的风险，以便及时准确启动相关应急预案，减少生产施工安全事故的发生。
结束语
从前文可以看出，BIM技术对于提高设计质量、构件生产质量、工程施工质量、工程安全管理具有重要作用，这就需要设计单位、生产企业、施工单位、监理单位、建设单位重视BIM技术，相关人员深入学习BIM技术，共同推动BIM技术在装配式建筑中质量及安全控制的应用。
参考文献
[1] 吴艳梅.基于BIM技术的装配式建筑施工技术分析[J].建筑技术开发,2018(7):3-4.
[2] 陈传帅.张宏斌.装配式建筑工程管理的影响因素与对策分析[J].百科论坛电子杂志，2019（13）：3.