基于BIM的施工工藝樣板區的應用價值

孟蓓薇++賀成龍++周益鋒++葉文偉++嚴亮

摘要： 基于BIM的施工工藝樣板區可多視角觀察、起到技術性指導作用，優化施工工藝、降低施工成本，節約臨時設施場地，能克服傳統施工工藝樣板區選址受限、靈活性差、經濟性不高的缺陷，可促進工程信息交流，有利于推動BIM技術在建造階段的應用。

Abstract： Based on the construction process template of BIM is different from the traditional construction process template， is no longer relying solely on the entity model. BIM-based construction technology model area has many advantages. It can observe construction technology with multi-angle， play a technical guiding role， optimize the construction process， reduce construction costs， and save temporary facilities. It also can overcome the shortcomings of the traditional construction technology model area. For example， location is limited， poor flexibility， and uneconomical. This model area can facilitate the exchange of engineering information， and help promote the application of BIM technology in the construction phase.

關鍵詞： 施工工藝樣板區；BIM技術；應用價值

Key words： construction technology model area；BIM technology；application value

中圖分類號：TU17 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）22-0168-02

1 傳統施工工藝樣板區

為順利進行技術交底和后期施工任務而建立的實體施工工藝樣板區，是展示施工工藝、明確施工質量、展現施工流程、探索施工技術的一種有效手段[1]，也是向外界展示工程品質和企業形象的媒介。即在分部分項工程或者大面積施工前，結合工程特點和企業自身特征，明確施工工藝流程和質量驗收標準，選擇合適的位置建立實體標準模型[2]，以減少質量通病的發生率，提高對工程施工重要工序、關鍵環節的質量把控。施工工藝樣板區的建立使得在進行技術交底時，操作人員能更準確地認識分項工程某一對象的具體做法，起到對關鍵節點和關鍵工序的管理，避免出現大面積返工現象，在一定程度上縮短工期。

然而在實際建設過程中，建筑項目規模、施工工藝流程、質量標準等往往不盡相同，導致需要建立不同的施工工藝樣板區。對于施工技術難度低，工程量小的擬建項目，那么所有分部分項工程樣板區就無法體現其建造意義，不能達到施工所需的代表性和全面性；其次每一個工程都需權宜“三控”（質量、造價、進度控制），沒有一個建設單位愿意看到一味去建立樣板區而導致增加費用、影響進度的局面。因此，施工工藝樣板區通常局限于精品工程、“三新”施工項目（新技術、新材料、新工藝）以及重大關鍵技術施工項目[3]。傳統實體施工工藝樣板區有以下幾個方面的缺陷：

①選址受限。實體施工工藝樣板區一般設置在施工現場，對施工現場布置提出較高的要求。對于場地緊張的項目，往往無法在施工現場建設實體施工工藝樣板區。

②靈活性差。傳統實體施工工藝樣板區不能夠被移動，對于復雜且具有嚴格施工工藝標準的節點區域，施工人員無法在施工現場進行全方位、多角度查看；細部區域不明，死角不細致，會導致實體施工工藝樣板區流于形式，無法發揮其作為施工工藝標準控制現場質量的作用。

③經濟性不高。實體施工工藝樣板區需耗費較多的人力、物力和財力，增加不必要的資金支出。一個實體施工工藝樣板區少則幾萬元，多則幾十萬元。如振石控股集團總部大樓項目在建造施工工藝樣板區上就花費10多萬元。這對建筑施工單位構成較大的成本負擔。

針對上述傳統實體樣板區的不足，我們可以在建立實體樣板區前結合新一代具有革命意義的計算機輔助設計工具——BIM[4]，應用BIM技術進行施工工藝樣板區設計展示，對工程質量進行事前檢查，將弊端程度降至最小化。

2 基于BIM的施工工藝樣板區

BIM （Building Information Modeling）是以三維數字技術為基礎，集成建設工程項目各種相關信息的工程數據模型[5]，同時又是一種涵蓋于整個建設項目生命周期的數字化技術。它是建筑業在突破傳統手工繪圖使用CAD電腦繪圖后的另一次巨大的技術革命[6]。與CAD相較，BIM可通過碰撞檢測，協調各個專業工作及各個施工節點，改善信息間交流與協作，優化施工工藝，更真實地模擬各種建筑模型，直觀表達復雜建筑模型的問題，達到所見即所得的可視化程度。

基于BIM的施工工藝樣板區是將信息技術與建筑業結合，即實現基于點線面的二維表達向三維可視化模型轉變的革命，運用Revit軟件模擬施工工藝樣板區，廣聯達軟件進行鋼筋工程量計算等等，突破了傳統施工工藝固定的樣板區展示方式，實現建筑信息數據集成化。具有以下優點：

①優化施工工藝，降低施工成本。在可視化處理下，使設計變得更加直觀，分析質量問題、缺陷乃至施工技術資料，反復模擬研究、比較，及時發現并解決安全隱患和矛盾沖突，選擇最合適的材料以及施工組合。同時幫助建設單位提早發現所選材料等不足之處，對設計進行修改完善，在建實體施工工藝樣板區前提前尋找到最佳設計，確定施工材料，提高設計的準確性和可靠性，最大程度地避免因設計不合理而造成的不必要返工，減少損失，同時又可減少企業關于傳統施工工藝樣板區的支出，達到降低工程成本，保證項目開發整體的施工質量及進度，為大規模施工提供驗收依據的目的。

②可多視角觀察，起到技術性指導作用。突破傳統施工工藝樣板區展示方式。通過使用Ipad進行360度全方位觀察，打破了以往經驗不豐富的施工人員靠傳統二維CAD平面圖紙往往很難完成復雜節點樣板或者有著嚴格施工工藝要求的樣板的局面[7]。例如，在復雜的鋼筋節點樣板區中，鋼筋節點無法通過傳統CAD平面圖或者單一的剖面圖表達清楚，同時操作人員識圖水平有限，使得鋼筋節點樣板無法達到預期效果，經常出現加工錯誤的情形。而如今，基于BIM三維技術，能夠將復雜的鋼筋節點以真實空間尺寸進行展現。其三維可視化模型能讓人對內部結構一目了然，解決了對二維平面圖紙缺乏想象的障礙，加強了與設計單位、施工單位的協同合作。

③工程信息交流方便。對于關鍵工序和關鍵部位的具體細節，將基于BIM的施工工藝樣板區模型虛擬化，用二維碼的形式加以展現，人們可通過掃描相應的二維碼查看對應三維模型，確保工程的質量及安全可靠性，使得現代展示設計向虛擬現實化、設計人性化發展。

同時交底后，形成紙質交底記錄的同時生成電子技術交底記錄，保存于云端數據平臺，虛擬技術的運用使冗雜的數據樣板變得隨身攜帶，隨時隨地查詢記錄及具體明細，解決了兩次技術交底時間間隔較長，交底內容易淡忘，操作人員和管理人員無法通過實體樣板對比，書面交底又無法確切掌握等問題。

于傳統相較，這種直觀方式更能提高辦事效率，更能及時發現樣板區中存在的問題，及時提出問題的解決方案，排除隱患，同時減少了返工帶來的損失，確保后續施工的正常進行。

④節約臨時設施場地。緩解了因建造樣板區所占用的建筑供地面積的施工壓力。對于一些工程量較小、技術難度低的項目，只要運用提前建立的相應樣板族，針對自身項目修改對應的參數建立可視化3D模型，就避免了建立實體樣板區的繁瑣工序，促進臨時設施場地的合理利用。

⑤促進BIM技術在建造階段的應用。到2020年末，申報綠色建筑集成應用BIM技術的比率將達到90%[8]。而基于BIM的施工工藝樣板區是一種優化設計、促進標準化施工、減少后期運營維護成本的新技術。

⑥有利于營銷。通過向購房者展示基于BIM的施工工藝樣板區模型，便于購房者了解工程的細部，增加購房的成交率。運用基于BIM的施工工藝樣板區，展現房屋的各種施工節點，同時業主可實時跟進施工情況，不定期檢查施工情況是否符合施工工藝樣板區的標準，在一定程度上杜絕了業主遭受豆腐渣工程的危害。

3 結語

綜上所述，基于BIM的施工工藝樣板區是一種貫穿設計、施工、運營管理全階段，促進設計師-業主-施工人員間的工程信息交流和資源共享的新型現代化數據集成的工藝技術。在建立實體施工工藝樣板區前運用BIM的碰撞檢測、渲染等可視化應用與施工模擬創建虛擬施工工藝樣板區模型，尋找最合適的材料，采取最佳設計，優化施工工藝，減少后期運維成本，從而達到事前指導，消除工程質量通病，對于施工場地狹小有需要展示施工工藝的項目，基于BIM的施工工藝樣板區具有更明顯的優勢。

參考文獻：

[1]王國勇.樣板引路的初探[J].中國市場，2015，24：224-233.

[2]張獻，林宏.營建工程樣板示范面具體實施方法[J].水利水電技術，2015，46：78-81.

[3]葛曉敏.“樣板引路”在建設工程實施中的實踐與思考[J].建設監理，2012，156（06）：48-50.

[4]柳娟花，李艷妮.基于BIM的虛擬施工技術應用探究[J].電腦知識與技術，2011，07（2）：7266-7268.

[5]鄭華海，劉勻，李元齊.BIM技術研究與應用現狀[J].結構工程師，2015，31（04）：233-241.

[6]吳文勇，焦柯，童慧波，吳禮財.BIM建筑結構設計過程的研究與實現[J].建筑結構，2013，43：825-818.

[7]劉火生，張燕云，楊震欽，江宇冠.基于BIM技術的施工現場的可視化應用[J].施工技術，2013，42：507-508.

[8]住房城鄉建設部.關于印發推進建筑信息模型應用指導意見的通知（建質函[2015]159號）.