探究BIM技術在工業廠房建造中的施工管理

林瑩 戴超 黃勇

摘 要 BIM是一個帶有信息的建筑模型，一種新技術和新工作模式，實現工程行業信息化的管理理念。本文就運用BIM在具體項目中如何進行施工管理進行說明論述。

關鍵詞 BIM技術;工業廠房;施工;管理

1關于BIM的概念

1.1 BIM的定義

對于BIM的概念，建筑信息模型（ Building Information Modeling ）是通過創建并利用數字模型對項目進行設計、建造及運營管理的全生命過程。BIM實現了從傳統二維繪圖向三維繪圖的轉變，可以把建筑信息更加全面、直觀地展現出來。

BIM是對建設項目或設施功能特性和物理數字化表達，是項目參建方共享的 知識資源。

1.2 BIM的特點

（1）三維圖形化。BIM模型的特點是直觀可視，易于接受與理解的，通過BIM三維圖形可以完整表達建筑的空間位置關系和構件的幾何形狀。同時在BIM建筑信息模型全壽命周期過程都是可視化的，不僅所有參數報表的生成和建設效果圖的展示是可視化的，項目設計、建造、運營過程中的討論、溝通、決策也在可視化的狀態下進行。

（2）構件對象化。在BIM模型中只依靠自身就可以完整表達梁、板、柱等建筑構件對象的信息，從而準確完善地表達各類建筑構件的三維幾何圖形。

（3）信息參數化。BIM模型建筑信息進行表達和存儲是通過參數化的形式，因此BIM模型可以用下列等式來表示，BIM=3D圖形+N維參數+應用。在等式中建筑信息模型N維參數代表宏觀信息和微觀信息，一般N維宏觀信息包括：地理信息、經度、緯度、海拔高度、建筑空間信息、在城市中的位置、周邊交通、配套、在小區內的位置、其他建筑遭擋關系，氣象信息（所在城市）、溫度、濕度、風速、太陽高度、氣象信息（小區環境），溫度、光照遮擋、風速、周邊噪音等。建筑信息模型N維微觀信息體現在：建筑構件的定義尺寸長寬高、點（頂點），面（曲面），三維形體空間信息，構件所在樓層、軸網的位置，定位點、放置向量、建筑構件名稱、分類、編號、分組等方面。那專業BIM應用軟件可以利用各種多數信息實現不同的功能與用途，參與方不需要重新輸入相同的信息，在共同的模型中建筑全壽命期各個階段進行信息參數共享[1]。

2基于項目BIM的施工管理

2.1 材料算量清單管理

（1）傳統的BIM技術算量。傳統過程中的建筑工程算量是在二維的基礎上建模的。造價工程師在對建筑工程成本概預算時，需要大量人員對單位工程、單行工程、分部分項工程一步步的計算，然后匯總統計，消耗了大量的人力物力和財力。工程量的計算時間在整個建筑工程計算過程中占到差不多50%～80%。而且，由于工作人員經常加班趕時間，不可避免地會出現錯誤和誤差，從而增大了風險。因此，將傳統的二維模型算量轉換成基于BIM模型的三維算量，是目前建筑業必須發展的方向。

（2）基于BIM技術的三維（新型）算量。基于BIM技術的三維模型算量與傳統過程中的二維建模算量雖有些不同，但又密切相關。大體上講，BIM建模的三維模型算量就是通過專業軟的方法導入到算量軟件中，直接計算出建筑工程量，避免了再一次輸入構建，使傳統的算量建模方法轉變為基于BIM模型的算量檢查和優化精確度等工作。這種方法既可以避免重復對構建的建模，也可以在招投階段縮短計算時間，提高工程算量精確度，并可根據施工過程中突然發生的問題動態化解決，隨時對工程量加以計算和更新，同時為后續的鋼筋計算、施工進度、工期優化及施工質量管理提供了更加有效的參考依據。

（3）基于BIM技術混凝土算量。基于本項目面積大，采用的是格構梁做法和華星桶做法等工藝。主體算量難度大，且要求時間緊張，對于項目預算要求高。施工人員每天都要在混凝土澆筑技術方面花費大量時間，直接影響施工管理效率，其次在其他算量基礎軟件進行建模;前期建模工作量大，時間長無法短期準確輸出成果。

基于項目當前考慮，運用BIM技術解決這一問題迫在眉睫，客觀上項目上本身也有相應的BIM團隊，且在項目全面開展前，已完成施工圖BIM模型。并已得到相關單位驗收確認，其次BIM模型本身帶有數據信息和基本算量功能，無須在進行重復建模，最終我們采用BIM模型進行前期混凝土量以及木模算量和砌體算量。

（4）基于BIM模板算量。根據項目對模板的采購算量需要，BIM基于上述優化后的模型結合BIM插件進行木模算量。

在傳統BIM木模算量是采取建立可參數化族，基于木模配模規范，在BIM模型主體進行一塊塊布置，同時還要墻梁板柱模板之前的關系，等于BIM需要重新做一版木模模型，后期還要對木模進行算量，并匯總輸出成果，總體來說過配模時間長，效率低，因為是人工制作，輸出成果時間長，模板算量誤差大。無法項目實際需要。

后借助成熟BIM廠商研發的，基于BIM軟件研發的木模算量插件，對好結構柱，結構墻，梁、板、結構基礎設置模板規格。根據木模規范進行快速生成基于結構主體的木模模型;然后進行木模細部調整直接輸出相應的木模用料報表。

（5）基于BIM砌體算量。在結構主體封頂前，一方面需要把二次砌磚方案報給相關單位報審需要。另一方面基于現場人工原因造成不按圖施工，材料浪費，二次搬運，材料管控大原因。我們采用BIM配合技術方案制作，和根據結構設計規范輸出相關砌體排布圖紙，并對最終輸出砌體用料報表。

首先，我們在BIM模型進行構造柱定位具體參照設計規范，構造柱的定位詳建筑圖。如建筑圖上未表示，施工中按以下原則設置：墻長大于5米或層，高2倍時每隔三米設置構造柱;最大不能超過4米，砌體墻端部無約束或洞口寬度大于2米時必須增設構造柱。砌體拐角需設置構造柱，構造柱斷面：墻厚x200，低于200墻體不用設置構造柱。準確設置構造柱，并生成相關構造柱定位圖，然后設置門窗過梁圈梁，設置原則參照規范如下：

填充墻內門窗洞口頂無梁處，均設鋼筋混凝土過梁。洞口小于1000mm時，設置的過梁高度為90mm，大于1000mm小于等于1500時，設置的過梁高度為120mm，大于1500小于等于2000mm，過梁設置高度180mm，大于2000mm小于等于2500mm設置過梁高度為200。若洞口緊靠砼柱、墻邊邊時或砼柱、墻邊填充墻長度小于過梁的支撐長度時應先在柱內預留過梁縱筋再現澆過梁，現澆過梁。當門窗洞頂至樓層梁底的距離≤h（過梁高度）+ 150mm而無法另設過梁。

當墻高>4m時應每隔2m（ 或窗上下門上）加設通長混凝構造腰帶，當填充墻頂部無梁或板時，必須墻頂設置壓項圈梁縱筋端部錨入砼柱，進行設置過梁和圈梁。

其次開始設置導墻磚，導墻高度不超過300mm，采用滿丁滿條法。然后設置砌體磚，采用的是加氣混凝土砌塊，預留大小為10mm的灰縫，按照要求排布的時候不用1/3的斷磚，并在梁下或結構板下用灰砂磚采用外八字形式使用設置斜槎。

在排布過程中整體考慮砌體排布是否符合規范，是否整齊美觀，排布完成后進行核審后，由相關BIM插件輸出相關砌體總量報表。用于砌體排布報審，最后下發到施工勞務安裝施工圖進行砌筑

此次BIM輔助清單算量應用對項目在于施工組織和管理方式的革新。如何在極低的利潤率下挖掘生存空間。如何利用先進的技術來較少投入，控制潛在風險就等于利潤來源。用軟件的高效率代替人為煩瑣的流程，甚至做到流程簡化，形成一套完整的流程體系，完善的施工組織，這也是精細化管理的本質。

2.2 BIM輔助安全管理

本項目因為面積大人員多，材料投放大，施工進度快，等因素，所以對施工安全極其重視。施工前期結合BIM技術進行安全隱患排查，一個是施工前工作人員使用無人機航拍技術采集現場信息。利用Revit進行總平面布置的一比一模型搭建。在討論施工現場整體規劃、現場進場位置、材料區位置、設備機械位置，危險區域等問題時;利用三維建模可模擬施工工過程如構件吊裝路徑、危險區域、車輛進出現場狀況等，通過直觀、多角度、全方位地觀察規避了由于現場布置不合理而埋下的安全隱患。最后以人工漫游，虛擬巡查施工場地布置的方式，對整體現場和相關隱蔽工程進行安排隱患排查。

另一方面通過BIM布置相應的視頻攝像頭，模擬視頻攝像頭，攝像頭方向和硬件選項，并在相關軟件中即時查看結果。還可以進入到監控畫面中，去查看和調整監控覆蓋范圍。確保攝像頭能夠完全覆蓋整個項目重要位置視線范圍，杜絕視線盲區。然后為了確保人員生命安全，模擬相關緊急事件人員疏散，安全指引。逃生路線設置。

最后在主體結構漫游，逐層巡視，對安全隱患地方進行設置安全防護，并把最終意見反饋給安全部門，最后落實在施工現場。

通過BIM模擬現場施工技術，在項目全部開始前，提前排查杜絕相關安全隱患，為確保人員財產安全，極大推進了項目安全管理工作[2]。

3結束語

BIM技術加快了建筑業信息化的發展，是一項偉大的技術。通過BIM技術與工程量有機結合，以及探索BIM在安全領域的運用，極大提高項目的效率性，準確性，極大的推動項目高水準高效率高保障實施。

參考文獻

[1] 楊鐵增.淺談BIM技術在建造工程算量中的運用[J].水利規劃與設計，2018（2）：62-64.

[2] 何關培.BIM和BIM相關軟件[J].土木建筑工程信息技術，2010（4）：110-117.