公共建筑中的可視化施工研究

陳千祥

（遠洋集團福建區域廈泉公司，福建 廈門 361000）

1 引言

城市建設中包含大量的公共建筑和居民建筑，其中，公共建筑主要指城市居民進行各種公共活動的建筑場所。隨著城市化建設規模不斷擴大，公共建筑的數量不斷增加，這是基于城市人口不斷增長背景下，為滿足城市人群公共服務的需求而對城市設施完善和功能完備的重要舉措。由于公共建筑通常施工周期較長，容易受到城市施工環境的影響，影響施工進度、施工質量的提升以及施工效率、施工成本的控制。因此，采用可視化施工方式具有很大的實際意義。不但能有效提高施工現場安全水平和信息化技術、數字技術的應用效果，還能有效提升施工質量和施工效率。

2 關于公共建筑與可視化施工管理

2.1 公共建筑特點

公共建筑施工具有施工周期長、施工環境較為復雜等特征。從公共建筑結構和功能性角度來講，公共建筑的整體結構較為復雜，通常規模較大。由于其使用性質和類型不同，主要可劃分為使用部分、次使用部分、交通聯系部分等。其在空間構成和功能分區以及人流組織疏散、空間的量度、規模形狀、物理環境等方面與居民建筑有很大的不同，具有空間量度大、規模大、物理環境復雜、功能分區較多、空間構成分類較為明確等特點，尤其注重建筑空間的使用性質和流線活動等因素。

在實際公共建筑施工過程中，施工單位必須嚴格按照設計圖紙和方案進行現場施工管理。在公共建筑的各功能區和施工方面要著重進行精細化管理和可視化技術應用，以此確保公共建筑整體質量的提升，同時，充分展現公共建筑的各部分功能，為人們提供優質服務。

2.2 可視化施工概念

可視化施工主要是指在公共建筑的施工現場利用先進的數字技術和影像技術，對各施工環節、施工部分的分項工程作業關鍵位置進行數字模擬和可視化監控施工。其主要針對工程質量控制點材料儲備區和存在重大危險源的施工環節、分項工程作業面等關鍵位置。采取相應的監控設備進行視頻信號壓縮編碼后，通過有線或無線網絡傳輸到項目部監控中心，使監控中心能隨時監控和了解施工現場實際施工情況。此外，還包括利用現代數字技術對公共建筑整體結構以及施工效果進行數字模擬建模。通常以3D可視化效果和4D可視化效果為主要呈現方式。前者主要目的在于提高公共建筑施工現場各部分施工環節的施工質量和效率，以及加強對成本控制的管理效果。后者主要是增強施工單位對公共建筑施工設計與施工圖紙以及整個建筑工程結構的可視化展現，讓施工人員、監理人員、管理人員能全方位對整個建筑工程項目結構以及施工環節產生直觀了解，有助于增強模擬以及實際的工程施工質量和進度的可視化展現，同時有效防止產生安全風險隱患。目前，可視化施工技術主要包含BIM技術的3D模擬效果和4D可視化模擬。

3 4D可視化管理系統

4D可視化管理系統主要是在3D技術應用模型基礎上的開發和應用，通過加入模擬施工時間，使其呈現4D效果，實現監督管理中心對施工進度計劃時間線的準確模擬，形成動態的施工過程模擬并自動優化控制與管理。由于4D可視化管理系統屬于先進的新開發技術，整體的使用仍處于摸索階段，并且公共建筑施工受涉及范圍廣、規模大、施工周期長、時間跨度大、涉及數據繁雜等諸多因素影響，難以利用現代信息設備模型進行一步到位的呈現。所以，需要增加3D可視化技術的應用，使其能結合其他相關數據與施工資源信息形成擴展模型，再與4D系統的導出融合后，形成4D展示模式。4D可視化系統構建的施工模型不僅能呈現各個構件以及施工環節和整體結構，還能在施工過程中就不同時間段與時間點展示施工狀態，甚至能夠完整地展示從未施工到施工中、再到施工后的效果。例如，可以模擬支護模板鋼筋綁扎、混凝土澆筑與養護、模板拆除和支撐拆卸等各種工序。對其中包含的工程信息，如結構形式、荷載、材料、施工資源和質量安全等都能實現有效的管理和預演示，最大程度提高管理水平，保障施工質量。4D可視化管理在結構計算和受力情況、動態變化的計算和評估、穩定性能評價等方面都有著極好的應用優勢。

4 公共建筑施工現場可視化研究

4.1 施工現場的3D布置準備

在公共建筑施工現場構建3D可視化模型之前，相關設計人員和技術人員必須到現場對地質環境、相關數據、地質信息進行勘測與測量，獲取準確的數據信息。以此為依據，采用BIM技術或3DMAX軟件，在施工現場完成對公共建筑整體結構的嵌入，在此基礎上進行施工效果的模擬。這些都需要利用先進的測量儀器來完成。

4.2 施工現場的4D模擬

在3D數字模型建立基礎上融入4D-CAD技術，其主要是在3D幾何模型與時間和工程信息的集成化理論上進行4D模擬，并將公共建筑現場施工所涉及的進度、成本、人力資源、施工材料、機械設備和場地等進行融入和嵌入，使其形成多維度的信息集成模擬系統，實現4D進度、4D資源動態化、4D施工現場管理和4D施工過程的可視化模擬等功能。并且能夠最大程度上實現對施工進度、人力、材料和設備、成本以及工程全方位的動態集成管理。

5 結束語

綜上所述，在公共建筑施工現場采用可視化技術，能夠呈現施工現場的可視化效果，并針對施工現場的各個施工環節進行監控和管理。可以大幅度提高整體施工管理效率和施工現場的監督管理力度，在保持施工進度的同時有效提高施工質量，從根本上提高公共建筑施工的整體質量水平以及成本控制效果。利用可視化技術進行公共建筑施工現場的管理，不僅能提高施工單位的凝聚力和業務技術水平，還可以保證施工質量和安全，推動建筑企業的發展，完善城市公共建筑相關設施。