基于BIM的保障性住房綠色施工技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

羅賢標(biāo) 宋立艷 鄧小強(qiáng)

(北京城鄉(xiāng)建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100067)

基于BIM的保障性住房綠色施工技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

羅賢標(biāo) 宋立艷 鄧小強(qiáng)

(北京城鄉(xiāng)建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100067)

本文結(jié)合某公租房建設(shè)項(xiàng)目，針對(duì)本工程綠色施工目標(biāo)高、工期短、施工場(chǎng)地狹小等特點(diǎn)，在工程建造階段，進(jìn)行了施工現(xiàn)場(chǎng)三維場(chǎng)地布置、創(chuàng)建BIM施工模型、碰撞檢測(cè)、虛擬施工等工作，充分體現(xiàn)BIM技術(shù)在綠色施工中的應(yīng)用價(jià)值，取得了較好效果，可為同類工程施工提供有益參考。

保障性住房；BIM；綠色施工

1 引言

BIM(building information model)一詞最初由美國(guó)建筑師Jerry Laiserin于2002年提出并開始使用。當(dāng)前，BIM技術(shù)已成為建設(shè)領(lǐng)域信息技術(shù)研究和應(yīng)用熱點(diǎn)，BIM的應(yīng)用價(jià)值已經(jīng)得到政府的高度關(guān)注和行業(yè)的普遍認(rèn)可[1]。與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)BIM發(fā)展一直比較緩慢，直到2009年才開始逐步受到行業(yè)各界的重視。

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)的BIM應(yīng)用主要集中于建筑設(shè)計(jì)階段，在施工領(lǐng)域的應(yīng)用相對(duì)較少，本文結(jié)合具體工程案例，探討基于BIM的保障性住房綠色施工技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐，積極響應(yīng)政府在保障性住房中實(shí)施綠色建筑行動(dòng)的號(hào)召，認(rèn)真落實(shí)《綠色保障性住房技術(shù)導(dǎo)則》，充分發(fā)揮綠色施工示范工程在建筑業(yè)節(jié)能減排工作中的示范引領(lǐng)作用，提升施工現(xiàn)場(chǎng)綠色施工建設(shè)和管理水平，提高能源利用率，減少施工活動(dòng)對(duì)環(huán)境造成的不利影響。

2 工程概況

本工程位于北京市朝陽(yáng)區(qū)，為公共租賃住房項(xiàng)目，工程建筑面積10.66萬(wàn)m2，含4棟高層住宅樓和配套公建，共13個(gè)單體建筑，其中2#、3#住宅樓主體結(jié)構(gòu)采用了現(xiàn)澆施工與裝配式施工相結(jié)合的施工方式，為市保障性住房投資建設(shè)中心首個(gè)產(chǎn)業(yè)化住宅項(xiàng)目。工程質(zhì)量目標(biāo)為確保北京市“結(jié)構(gòu)長(zhǎng)城杯(金杯)”、北京市“建筑長(zhǎng)城杯(金杯)”，爭(zhēng)創(chuàng)國(guó)家“魯班獎(jiǎng)”；綠色施工目標(biāo)為：確保北京市“綠色施工示范工程”、確?！叭珖?guó)建筑業(yè)綠色施工示范工程”。

該工程具有綠色施工目標(biāo)高、單體數(shù)量多、工期短、施工場(chǎng)地狹小，施工管控難度較大等特點(diǎn)，為此，在工程施工階段，積極探索應(yīng)用BIM技術(shù)開展綠色施工，倡導(dǎo)施工過程“四節(jié)一環(huán)?！薄?/p>

3 基于BIM的保障性住房綠色施工技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

3.1 施工現(xiàn)場(chǎng)三維場(chǎng)地布置

在項(xiàng)目開工前，針對(duì)本工程單體較多、施工場(chǎng)地狹小等特點(diǎn)，利用中國(guó)建筑科學(xué)研究院的3DSG三維施工現(xiàn)場(chǎng)布置BIM軟件建立了基礎(chǔ)施工、主體結(jié)構(gòu)施工、裝修裝飾施工等三個(gè)階段的施工現(xiàn)場(chǎng)三維模型。對(duì)大型起重吊裝設(shè)備、垂直運(yùn)輸設(shè)備、新建建筑、現(xiàn)場(chǎng)辦公區(qū)、生活區(qū)、材料碼放區(qū)、生產(chǎn)操作區(qū)域、行車道、出入口等，通過3D模型進(jìn)行直觀、合理地布局展示，如將鋼筋加工場(chǎng)、木工棚及模板碼放區(qū)等布置在塔吊的回轉(zhuǎn)半徑之內(nèi)，并盡量靠近既有交通線路或即將修建的臨時(shí)交通線路，縮短運(yùn)輸距離，使材料就近卸載，減少材料二次搬運(yùn)等。其中，主體結(jié)構(gòu)施工階段三維場(chǎng)地布置圖見圖1所示。

該BIM軟件內(nèi)置了工程機(jī)械、活動(dòng)板房等常用三維參數(shù)化模型，通過導(dǎo)入二維施工平面布置圖，可在二維底圖的基礎(chǔ)上快速建模，模擬施工場(chǎng)景布置。此外，根據(jù)企業(yè)CI標(biāo)準(zhǔn)化管理規(guī)范，我們創(chuàng)建了符合本企業(yè)的施工圍擋、工地大門、旗桿等三維參數(shù)化模型，方便后續(xù)工程三維場(chǎng)地布置時(shí)調(diào)取使用，進(jìn)一步提升企業(yè)CI標(biāo)準(zhǔn)化管理水平。通過BIM技術(shù)三維反映施工場(chǎng)地布置，便于項(xiàng)目部全體員工虛擬體驗(yàn)施工場(chǎng)地部署，檢驗(yàn)場(chǎng)地布置的合理性，及時(shí)討論、修改和優(yōu)化，最終選擇分析最佳方案，盡量減少施工階段搬移臨建設(shè)施，達(dá)到節(jié)地、節(jié)能、降低施工成本等目的。

3.2 模型建立與圖紙審查

在該項(xiàng)目各單體工程開工前，采用Revit核心建模軟件快速建立了工程整體BIM模型，如圖2、3所示，讓工程整體模型完整地展現(xiàn)在參建各方員工面前，便于大家對(duì)工程整體概況有一個(gè)大致了解。

建立模型的過程，必須要把所有相關(guān)的二維圖紙過一遍，無(wú)疑是非常好的圖紙理解過程，并能從中找出圖紙存在的一些問題，如結(jié)構(gòu)與建筑的矛盾、圖紙尺寸未標(biāo)注、尺寸不合理等一系列圖紙疑問。我們將所發(fā)現(xiàn)的圖紙問題分專業(yè)匯總，及時(shí)與設(shè)計(jì)和甲方溝通，得到對(duì)方確認(rèn)或辦理變更、洽商等。在圖紙會(huì)審前完成BIM建模，不僅加深了項(xiàng)目各專業(yè)技術(shù)人員對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的理解，在施工前快速、準(zhǔn)確、全面檢查出設(shè)計(jì)圖紙中的錯(cuò)、漏、碰、缺問題，也減少了因圖紙錯(cuò)誤導(dǎo)致的不必要返工、材料浪費(fèi)及影響工期的潛在風(fēng)險(xiǎn)因素等，響應(yīng)綠色施工的節(jié)能、節(jié)材等要求。

圖1 施工現(xiàn)場(chǎng)三維場(chǎng)地布置

圖2 8號(hào)樓土建模型

圖3 8號(hào)樓機(jī)電模型

圖4 PKPM 4D管理平臺(tái)

3.3 單體工程施工過程仿真模擬

1)將搭建完成的8號(hào)樓BIM模型導(dǎo)入中國(guó)建筑科學(xué)研究院自主研發(fā)的PKPM 4D管理平臺(tái)；

2)關(guān)聯(lián)3D模型與project施工進(jìn)度計(jì)劃，將空間信息與時(shí)間信息整合在一個(gè)可視的4D模型中，實(shí)現(xiàn)3D模型與進(jìn)度軟件之間的雙向數(shù)據(jù)交流和反饋，從而保證了模型與施工進(jìn)度在時(shí)間和空間上協(xié)調(diào)一致。

單體施工模擬較常應(yīng)用的Navisworks軟件[2]，PKPM 4D管理平臺(tái)便捷了建筑構(gòu)件與進(jìn)度計(jì)劃的相互關(guān)聯(lián)，使建筑模型可根據(jù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，直觀、精確地反映整個(gè)建筑的施工過程。在工程的重難點(diǎn)部位及時(shí)期進(jìn)行反復(fù)對(duì)比，以此來(lái)合理編制和調(diào)整工程的進(jìn)度計(jì)劃。利用4D施工模擬技術(shù)，精確計(jì)劃和控制了每月、每周、每天的施工進(jìn)度，動(dòng)態(tài)分配各種施工資源，減少或避免了工期延誤，大大提高了資源利用效率，符合綠色施工的趨勢(shì)要求。

3.4 機(jī)電碰撞檢測(cè)

本工程地下車庫(kù)施工前，將各專業(yè)模型導(dǎo)入到Navisworks軟件中進(jìn)行了機(jī)電碰撞檢測(cè)，以3號(hào)車庫(kù)為例，經(jīng)碰撞檢測(cè)，通過簡(jiǎn)單排查后，發(fā)現(xiàn)主要碰撞點(diǎn)19處，一般碰撞點(diǎn)56處，涉及的碰撞問題主要包括：通風(fēng)風(fēng)管與電纜橋架、消防支管與通風(fēng)風(fēng)管、給水管與電纜橋架、消火栓主管與電纜橋架、消火栓主管與噴淋支管、結(jié)構(gòu)預(yù)留洞與圖紙不符等，經(jīng)匯總整理，形成《碰撞檢測(cè)報(bào)告》，并據(jù)此進(jìn)行了二次深化設(shè)計(jì)。

通過機(jī)電碰撞檢測(cè)，不僅便于施工單位盡早發(fā)現(xiàn)問題，提前做好預(yù)留洞口等工作，而且便于向設(shè)計(jì)單位反饋各專業(yè)間打架現(xiàn)象，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行專業(yè)優(yōu)化，大大降低了返工率，減少材料浪費(fèi)，工期縮短明顯。為便于指導(dǎo)工程施工，BIM模型通過碰撞檢測(cè)并優(yōu)化調(diào)整后，針對(duì)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)或管線密集處，為一線施工人員提供了三維節(jié)點(diǎn)圖，如圖6所示。

圖5 多方交底與碰撞檢測(cè)報(bào)告

圖6 管線綜合與復(fù)雜節(jié)點(diǎn)出圖

3.5 重要施工過程BIM交底與深化設(shè)計(jì)

針對(duì)本工程中的施工重點(diǎn)和難點(diǎn)，應(yīng)用BIM技術(shù)設(shè)計(jì)施工動(dòng)畫或3D模型展示，用直觀、形象的方式向操作人員展示具體操作過程，包括一些復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的處理和施工流程、施工順序等，改變以往技術(shù)交底內(nèi)容陳舊、形式枯燥，工人看不懂，記不住等弊端。

(1)本工程2#、3#住宅樓(地下2層、地上27層)4層以上的頂板、陽(yáng)臺(tái)板、空調(diào)板施工中采用了預(yù)制疊合板進(jìn)行施工，樓梯、樓梯間隔墻及其托梁為預(yù)制構(gòu)件，為北京市保障性住房投資建設(shè)中心首個(gè)產(chǎn)業(yè)化住宅項(xiàng)目。為保證施工質(zhì)量，避免因施工經(jīng)驗(yàn)不足導(dǎo)致的返工現(xiàn)象，對(duì)PC構(gòu)件安裝過程進(jìn)行了基于BIM模型的動(dòng)畫模擬，預(yù)演現(xiàn)場(chǎng)PC構(gòu)件安裝過程，事前發(fā)現(xiàn)各種問題并及時(shí)解決，避免因施工工藝的問題導(dǎo)致返工和材料浪費(fèi)。

此外，對(duì)現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻的鋼筋綁扎安裝，進(jìn)行了鋼筋樣板墻模擬，見圖7所示，改變過去在施工現(xiàn)場(chǎng)制作安裝實(shí)物樣板墻的做法，省工省料，滿足綠色施工要求。

圖7 鋼筋樣板墻

(2)以卸料平臺(tái)為例，本工程探索了基于BIM技術(shù)的安全設(shè)施管理方法。通過建立卸料平臺(tái)的三維實(shí)體模型，模擬吊裝施工過程，對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行三維可視化安全技術(shù)交底，見圖8所示。

圖8 卸料平臺(tái)吊裝模擬

(3)本工程衛(wèi)生間樣板間面磚粘貼前，根據(jù)衛(wèi)生潔具、地漏、開關(guān)面板及墻磚地磚等規(guī)格尺寸，基于工程BIM實(shí)體模型，進(jìn)行排磚深化設(shè)計(jì)，在保證美觀的同時(shí)，避免碎磚，減少裁磚量，降低材料損耗，減少施工粉塵。

4 結(jié)語(yǔ)

本工程綠色施工目標(biāo)高，為實(shí)現(xiàn)建造過程“四節(jié)一環(huán)?！?，建造“政府放心、業(yè)主滿意”的精品工程，在施工現(xiàn)場(chǎng)三維場(chǎng)地布置、模型建立與圖紙審查、單體工程施工過程仿真模擬、機(jī)電碰撞檢測(cè)、重要施工過程BIM交底與深化設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)進(jìn)行探索BIM應(yīng)用實(shí)踐，有效減少了工程返工次數(shù)，降低材料消耗，減少建筑垃圾和粉塵污染，節(jié)約臨時(shí)用地，大大提高項(xiàng)目綠色施工管理水平，環(huán)境效益明顯。工程已通過北京市“綠色施工示范工程”驗(yàn)收，2014年9月，中國(guó)建筑業(yè)協(xié)會(huì)組織專家對(duì)本工程進(jìn)行了“全國(guó)建筑業(yè)綠色施工示范工程”過程檢查，獲得了專家的一致好評(píng)，評(píng)價(jià)等級(jí)為優(yōu)良。BIM技術(shù)在綠色施工中的大膽嘗試，可供同類工程提供有益參考。

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歐特克Alias軟件激發(fā)年輕設(shè)計(jì)潛能 推動(dòng)汽車行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展歐特克助力未來(lái)汽車設(shè)計(jì)人才在2015年CDN中國(guó)汽車設(shè)計(jì)大賽上大放異彩

2015年04月20日，2015年CDN中國(guó)汽車設(shè)計(jì)大賽在上海800秀創(chuàng)意園圓滿落下帷幕。全球二維和三維設(shè)計(jì)、工程及娛樂軟件的領(lǐng)導(dǎo)者歐特克有限公司(以下簡(jiǎn)稱“歐特克”或“Autodesk”)的Alias軟件全程支持了本次活動(dòng)，見證了參賽學(xué)生們的成長(zhǎng)歷程，切實(shí)幫助年輕的汽車設(shè)計(jì)師們揮灑創(chuàng)意靈感，將抽象的概念轉(zhuǎn)化成出色的設(shè)計(jì)。

CDN中國(guó)汽車設(shè)計(jì)大賽歷經(jīng)六年的發(fā)展，已經(jīng)成為未來(lái)汽車設(shè)計(jì)人才展現(xiàn)創(chuàng)意靈感的絕佳平臺(tái)，在培養(yǎng)新一代汽車設(shè)計(jì)師方面發(fā)揮著彌足重要的作用。本屆大賽邀請(qǐng)了奔馳、廣汽集團(tuán)、大眾賽車等國(guó)內(nèi)外知名汽車廠商來(lái)設(shè)定設(shè)計(jì)任務(wù)書，這些設(shè)計(jì)任務(wù)書真實(shí)地反映了在滿足各個(gè)市場(chǎng)未來(lái)消費(fèi)者需求的道路上所面臨的各種挑戰(zhàn)，如奔馳要求設(shè)計(jì)一款面向2020年以后遙遠(yuǎn)未來(lái)的汽車，而江淮汽車則要求設(shè)計(jì)一款中型電動(dòng)越野車型。借助包括歐特克Alias軟件在內(nèi)的設(shè)計(jì)工具，學(xué)生們充分發(fā)揮了卓越的設(shè)計(jì)才華，展示了富有創(chuàng)意的設(shè)計(jì)作品，獲得了眾多行業(yè)專家和設(shè)計(jì)師的高度認(rèn)可和贊賞。

《中國(guó)汽車人才發(fā)展戰(zhàn)略研究》報(bào)告顯示：2015年，中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)人員年需求將突破500萬(wàn)人大關(guān)，而到2020年，這個(gè)數(shù)字將增長(zhǎng)到776萬(wàn)人。隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)汽車行業(yè)正面臨嚴(yán)重的人才缺口。與此同時(shí)，《中國(guó)制造2025》指出要加快制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，爭(zhēng)取到2025年由制造大國(guó)邁入制造強(qiáng)國(guó)之列。汽車行業(yè)作為制造行業(yè)的主要驅(qū)動(dòng)力之一，其人才的培養(yǎng)迫在眉睫。

歐特克始終關(guān)注和支持中國(guó)汽車人才的培養(yǎng)和汽車行業(yè)的發(fā)展，其Alias工業(yè)設(shè)計(jì)軟件正是一款專為工業(yè)設(shè)計(jì)、汽車設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)定制的數(shù)字化樣機(jī)工具，它采用一系列草圖繪制、建模、曲面設(shè)計(jì)和可視化工具，能夠極大地增強(qiáng)創(chuàng)意設(shè)計(jì)流程，創(chuàng)造出極具吸引力的曲面設(shè)計(jì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更快的速度、更好的控制和更高的精準(zhǔn)度。在本屆CDN中國(guó)汽車設(shè)計(jì)大賽中，歐特克Alias軟件展現(xiàn)了其強(qiáng)大的功能，激發(fā)了學(xué)生們的創(chuàng)新潛能，為未來(lái)汽車人才的成長(zhǎng)推波助瀾。

歐特克汽車行業(yè)高級(jí)經(jīng)理Detlev Reicheneder 表示：“中國(guó)學(xué)生的優(yōu)秀的設(shè)計(jì)能力給我留下深刻的印象，我相信他們能夠迎接未來(lái)汽車行業(yè)存在的挑戰(zhàn)，成為推動(dòng)整個(gè)行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展和變革的創(chuàng)新力量。歐特克軟件將是他們成長(zhǎng)道路上不可或缺的最佳的設(shè)計(jì)工具，其具備的一整套工業(yè)設(shè)計(jì)功能能夠幫助他們探索新穎的設(shè)計(jì)概念，創(chuàng)建優(yōu)秀的作品?！?/p>

Application of BIM Technology in the Green Construction of Indemnificatory Apartment

Luo Xianbiao，Song Liyan，Deng Xiaoqiang

(BeijingUrbanConstructionGroupCo.,Ltd.,Beijing100067,China)

Due to the characteristics of high green construction objective, short construction period, small construction site etc, BIM technology is successfully applied in the construction of indemnificatory apartment, such as three-dimensional layout of construction site, creation of building information model, collision detection, and virtual construction. Engineering practices prove that BIM technology is valuable in green construction. It could be reference to similar projects.

Indemnificatory Apartment; BIM; Green Construction

歐特克汽車行業(yè)高級(jí)經(jīng)理Detlev Reicheneder先生致辭

歐特克大中華區(qū)銷售總經(jīng)理李邵建先生為獲獎(jiǎng)選手頒獎(jiǎng)

羅賢標(biāo)(1978-)，男，高級(jí)工程師，信息管理部副主任。主要負(fù)責(zé)企業(yè)和項(xiàng)目部信息化技術(shù)推廣和管理工作。

TU201·5；TU74

A

1674-7461(2015)02-0067-05