基于BIM 与物联网技术的建筑工程施工阶段质量动态管控研究

引言

随着建筑规模扩大、结构复杂化，施工质量要求日益提高，但传统管理模式存在信息传递滞后、管控不及时等问题，影响工程质量。BIM 技术通过三维数字模型集成项目信息，实现信息共享与协同管理；物联网技术利用传感设备实现物体智能识别与实时监控。将 BIM 与物联网技术结合应用于施工阶段，可实现施工过程的动态监控与质量管理，提升管控效率与准确性，有效保障工程质量。

一、建筑工程施工阶段质量管控现状及问题

（一）现状

目前，我国建筑工程施工阶段的质量管控主要采用传统的管理模式，即通过施工图纸、施工规范和质量检验标准等文件进行管理。在施工过程中，施工人员按照施工图纸进行施工，质量管理人员按照质量检验标准进行检验和验收。这种管理模式在一定程度上保证了施工质量，但也存在着一些不足之处。

（二）问题

信息传递不及时。在传统的管理模式下，施工信息主要通过纸质文件和口头传达的方式进行传递，信息传递的速度慢、效率低，容易出现信息失真和丢失的情况。

质量管控缺乏实时性。传统的质量管控主要是事后检验和验收，无法对施工过程进行实时监控和动态管理，难以及时发现和解决施工过程中出现的质量问题。

协同工作困难。建筑工程施工涉及多个参与方，如建设单位、设计单位、施工单位和监理单位等。在传统的管理模式下，各参与方之间的信息共享和协同工作困难，容易出现沟通不畅、协调不力的情况，影响施工质量和进度。

二、BIM 与物联网技术概述

（一）BIM 技术

BIM 技术是一种基于数字化三维模型的综合管理系统，它能够集成建筑工程项目的各种信息，包括建筑结构、设备管线、施工进度、质量检验等信息。通过BIM 模型，各参与方可以实时共享和协同工作，提高工作效率和质量。

BIM 技术具有可视化、模拟性、协调性和优化性等特点。可视化是指通过BIM 模型可以直观地展示建筑工程项目的三维效果，方便各参与方进行沟通和交流；模拟性是指可以对建筑工程项目的施工过程、运营管理等进行模拟分析，提前发现和解决问题；协调性是指可以通过 BIM 模型对各专业之间的冲突进行协调，避免施工过程中出现碰撞和返工的情况；优化性是指可以通过 BIM 模型对建筑工程项目的设计方案、施工方案等进行优化，提高项目的经济效益和社会效益。

（二）物联网技术

物联网技术是通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）、全球定位系统（GPS）等，将物品与互联网连接起来，实现物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。在建筑工程施工阶段，物联网技术可以应用于施工设备管理、材料管理、人员管理等方面。

物联网技术具有实时性、准确性和智能化等特点。实时性是指可以实时获取物品的状态信息，及时发现和解决问题；准确性是指可以准确地获取物品的位置、数量、质量等信息，提高管理的精度和效率；智能化是指可以通过物联网平台对物品进行智能化管理，实现自动化控制和决策支持。

三、基于BIM 与物联网技术的建筑工程施工阶段质量动态管控体系构建

（一）体系架构

基于 BIM 与物联网技术的建筑工程施工阶段质量动态管控体系主要由数据采集层、数据传输层、数据处理层和应用层组成。

数据采集层主要负责采集施工过程中的各种数据，包括施工设备的运行状态、材料的质量信息、人员的工作情况等。数据采集设备主要包括传感器、RFID 读写器、摄像头等。

数据传输层主要负责将数据采集层采集到的数据传输到数据处理层。数据传输方式主要包括有线传输和无线传输两种方式。

数据处理层主要负责对数据采集层采集到的数据进行处理和分析，提取有用的信息。数据处理技术主要包括数据挖掘、机器学习、人工智能等。

应用层主要负责将数据处理层处理和分析后得到的信息应用于施工质量管控中。应用系统主要包括BIM 模型管理系统、质量监控系统、进度管理系统等。

（二）功能模块

施工质量实时监控模块。该模块通过物联网技术实时采集施工设备的运行状态、材料的质量信息、人员的工作情况等数据，并将这些数据与 BIM 模型进行关联，实现施工过程的实时监控。

质量问题预警模块。该模块通过对施工过程中采集到的数据进行分析和处理，及时发现施工过程中出现的质量问题，并发出预警信息。

质量问题处理模块。该模块在发现质量问题后，能够及时生成质量问题处

理方案，并将处理方案发送给相关人员进行处理。该模块还能够对质量问题的处理过程进行跟踪和记录，确保质量问题得到及时有效的解决。

质量数据管理模块。该模块主要负责对施工过程中的质量数据进行管理，包括数据的存储、查询、统计和分析等。通过对质量数据的管理，可以为施工质量管控提供决策支持。

四、基于 BIM 与物联网技术的建筑工程施工阶段质量动态管控体系应用效果评估

（一）评估指标

为了评估基于 BIM 与物联网技术的建筑工程施工阶段质量动态管控体系的应用效果，选取了施工质量合格率、质量问题处理及时率、施工成本降低率和工期缩短率等指标作为评估指标。

（二）评估方法

采用对比分析法对基于 BIM 与物联网技术的建筑工程施工阶段质量动态管控体系的应用效果进行评估。将应用该体系的项目与未应用该体系的项目进行对比，分析各项评估指标的变化情况。

（三）评估结果

通过对比分析发现，应用基于 BIM 与物联网技术的建筑工程施工阶段质量动态管控体系的项目，施工质量合格率明显提高，质量问题处理及时率显著提高，施工成本降低率和工期缩短率也有不同程度的提高。这表明该体系能够有效提高建筑工程施工阶段的质量管控水平，实现施工质量的动态管控。

结论

本文通过对建筑工程施工阶段质量管控现状及问题的分析，阐述了 BIM 与物联网技术的特点和优势，构建了基于 BIM 与物联网技术的建筑工程施工阶段质量动态管控体系，并对其应用效果进行了评估。研究结果表明，该体系能够有效提高施工质量管控的效率和准确性，实现施工质量的动态管控，为建筑工程施工质量的提升提供了有力的技术支持。

参考文献

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