房建施工模擬管理工作中BIM可視化技術(shù)的應(yīng)用

摘要：以BIM可視化技術(shù)在房建工程管理中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)為切入點(diǎn)，結(jié)合房建工程實(shí)例，考慮方案設(shè)計(jì)、模型展示、施工模擬等關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，探討B(tài)IM可視化技術(shù)在其中的應(yīng)用要點(diǎn)，以期發(fā)揮出BIM可視化技術(shù)在提升管理效能方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，憑借高水準(zhǔn)的管理手段推動(dòng)房建工程的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：房建工程；BIM可視化技術(shù)；模擬管理；應(yīng)用方法

0" "引言

BIM可視化技術(shù)是房建工程管理領(lǐng)域的重要技術(shù)手段，有利于提高房建管理的集約化水平和精細(xì)化水平。設(shè)計(jì)階段應(yīng)用BIM可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)直觀模擬分析，有利于在源頭上采取協(xié)調(diào)措施。施工階段應(yīng)用BIM可視化技術(shù)，可幫助工程人員掌握現(xiàn)場情況，順利推進(jìn)建設(shè)進(jìn)程。為發(fā)揮出BIM可視化技術(shù)在房建工程中的應(yīng)用價(jià)值，需加強(qiáng)技術(shù)探討，理清技術(shù)應(yīng)用思路，把握工作要點(diǎn)。

1" "BIM可視化技術(shù)在房建工程中的應(yīng)用特點(diǎn)

1.1" " 全面性與直觀性

傳統(tǒng)房建工程設(shè)計(jì)方法以CAD為主，設(shè)計(jì)人員建立平面圖后于腦海中構(gòu)想三維畫面，全面性和直觀性均有限，對(duì)細(xì)節(jié)的考慮不周全，易出現(xiàn)遺漏、設(shè)計(jì)矛盾等問題。施工期間面臨諸多設(shè)計(jì)變更，阻礙工程建設(shè)進(jìn)程的順利推進(jìn)。基于BIM可視化技術(shù)的房建工程設(shè)計(jì)具有三維直觀化的特性，設(shè)計(jì)方案以三維模型的方式展現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員直觀分析模型，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并予以處理，為建設(shè)工作的順利開展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.2" " 變化性與高效性

其以拍照、錄像的方法在現(xiàn)場采集關(guān)鍵信息，經(jīng)過信息組合后與BIM模型對(duì)比分析，便于準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)存在的缺陷，避免后續(xù)由于大范圍的質(zhì)量問題或安全問題而造成返工。由于問題的處理較為及時(shí)，可在源頭上消除質(zhì)量隱患和安全隱患，對(duì)房建工程各項(xiàng)工作的順利開展大有裨益。

1.3" " 信息完整性與及時(shí)性

結(jié)合現(xiàn)場信息建立的BIM模型更具完整性，各參建方可根據(jù)自身需求隨即調(diào)取信息，滿足日常工作所需。通過BIM協(xié)作平臺(tái)的應(yīng)用，信息高效共享，避免信息流通滯后、溝通不及時(shí)等問題。對(duì)BIM模型的某處信息做出調(diào)整后，關(guān)聯(lián)信息隨即更新，BIM模型的可用性大幅提升。

2" "BIM可視化技術(shù)對(duì)房建工程管理的影響

2.1" " 提質(zhì)增效

房建工程施工體量大、細(xì)節(jié)多，對(duì)現(xiàn)場管理提出較高的要求。管理人員應(yīng)用BIM可視化技術(shù)開展管理工作時(shí)，信息的流動(dòng)性提升，各部門的協(xié)調(diào)作用增強(qiáng)，避免現(xiàn)場施工矛盾的出現(xiàn)，房建工程建設(shè)的質(zhì)量可靠、效率高[1]。例如，在施工方案設(shè)計(jì)中可采用BIM可視化技術(shù)，匯總現(xiàn)場勘察信息，用計(jì)算機(jī)軟件采取流程化的質(zhì)量控制措施。施工質(zhì)量控制流程如圖1所示。

2.2" " 控制成本

在建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)下，業(yè)內(nèi)人士對(duì)施工管理的重視程度提升，希望通過強(qiáng)化管理的途徑促進(jìn)項(xiàng)目發(fā)展。在現(xiàn)代化的建筑工程管理中，BIM可視化技術(shù)具有舉足輕重的地位，工程人員借助此項(xiàng)技術(shù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，在把控質(zhì)量前提下識(shí)別對(duì)成本控制的影響因素，確定成本控制要點(diǎn)。項(xiàng)目成本控制要點(diǎn)如圖2所示。

3" "房建工程管理中BIM可視化技術(shù)的應(yīng)用

3.1" " 工程概況

某房建工程項(xiàng)目，建筑面積為9901.35m2（計(jì)容面積）、9647.3m2（實(shí)際面積），建筑基底面積1193.3m2，無地下室，1層至9層層高為3.9m，室外地面至女兒墻頂36.70m，防火建筑高度36.0m。

3.2" " BIM可視化技術(shù)操作要點(diǎn)

根據(jù)工程合同和建筑企業(yè)對(duì)工程的策劃編制虛擬施工方案。采用BIM可視化技術(shù)建模，對(duì)于二維圖紙無法清晰表述的問題做直觀的呈現(xiàn)，建成的BIM模型以三維的形式展現(xiàn)房屋建筑整體結(jié)構(gòu)和各處細(xì)節(jié)，設(shè)計(jì)人員可深入分析局部的結(jié)構(gòu)分布情況，判斷結(jié)構(gòu)尺寸是否合理、結(jié)構(gòu)間是否存在矛盾等，據(jù)此優(yōu)化設(shè)計(jì)。

從招投標(biāo)文件、施工圖紙等資料中提取具有價(jià)值的信息，建立土建、鋼筋等各分項(xiàng)工程的BIM模型，有效反映分項(xiàng)施工情況。借助BIM模型展現(xiàn)建筑物三維情況時(shí)，需加強(qiáng)對(duì)BIM模型的審查，重點(diǎn)關(guān)注各節(jié)點(diǎn)的分布情況，判斷是否符合規(guī)范、是否達(dá)到工程設(shè)計(jì)要求。強(qiáng)化審核，提高BIM模型的質(zhì)量，用優(yōu)質(zhì)的BIM模型詮釋房建工程設(shè)計(jì)意圖。

經(jīng)過圖紙審核后，匯總存在的問題，由設(shè)計(jì)單位予以解決，而后用BIM模型再次做三維碰撞檢查，分析設(shè)計(jì)缺陷。對(duì)于設(shè)計(jì)院提出的變更，需要在原BIM模型的基礎(chǔ)上優(yōu)化升級(jí)。BIM模型中存在的各類問題均要及時(shí)反饋，盡快采取處理措施，不耽誤工程進(jìn)度[2]。利用BIM模型自動(dòng)統(tǒng)計(jì)工程量，結(jié)合設(shè)計(jì)要求做對(duì)比分析，必要時(shí)做出調(diào)整。在工程量的統(tǒng)計(jì)中，將CAD圖形轉(zhuǎn)化為概預(yù)算模型數(shù)據(jù)，為房建工程各分項(xiàng)工程的管理提供數(shù)據(jù)支持。

識(shí)別對(duì)工程進(jìn)度的屬性、工藝參數(shù)造成影響的因素，全方位整合，模擬施工過程，促進(jìn)各房建工程信息與虛擬施工各階段的融合，對(duì)施工工藝進(jìn)行規(guī)劃指導(dǎo)。向BIM模型中輸入成本控制指標(biāo)后，設(shè)定控制范圍，超出時(shí)及時(shí)做出預(yù)警提示，有利于成本的及時(shí)管理。

3.3" " BIM可視化技術(shù)在房建工程管理中的應(yīng)用

3.3.1" "采取精細(xì)化管理策略

BIM可視化技術(shù)在房建工程中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，隨著技術(shù)的進(jìn)步，行業(yè)正逐步由原有的3D模型升級(jí)為4D模型，在保留原3D模型關(guān)鍵信息的基礎(chǔ)上增添時(shí)間元素。具體至項(xiàng)目管理階段，可采用基于BIM技術(shù)的4D模型，構(gòu)建信息聯(lián)系渠道，實(shí)現(xiàn)工程信息的無縫銜接。

由于信息共享的高效性，員工可掌握各部門的工作開展?fàn)顩r，對(duì)施工項(xiàng)目有全面的把握，以信息為指導(dǎo)開展精細(xì)化管理工作，刪減不必要的施工流程，為工程施工進(jìn)程的高效推進(jìn)創(chuàng)設(shè)良好的條件。在該房建工程項(xiàng)目中，施工單位高度重視基于BIM可視化技術(shù)的精細(xì)化管理策略，應(yīng)用BIM技術(shù)建立虛擬模型，各部門分析模型，識(shí)別項(xiàng)目的各關(guān)鍵施工要點(diǎn)。

3.3.2" "方案的設(shè)計(jì)優(yōu)化

設(shè)計(jì)是房建工程的“根基”，做好設(shè)計(jì)工作是順利建設(shè)的重要前提。考慮到房建工程功能豐富、結(jié)構(gòu)多樣、細(xì)節(jié)多等特殊性，宜在設(shè)計(jì)階段采用BIM可視化技術(shù)，構(gòu)建房建立體模型，直觀展現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員從中識(shí)別重點(diǎn)和難點(diǎn)，從技術(shù)層面尋找突破口。在BIM可視化技術(shù)的房建工程設(shè)計(jì)方式下，于設(shè)計(jì)階段消除工程阻礙因素，便于現(xiàn)場施工的順利進(jìn)行。方案的設(shè)計(jì)優(yōu)化包括以下5種：

一是施工場地的布置優(yōu)化。以房建工程施工流程為準(zhǔn)，規(guī)劃各作業(yè)場區(qū)，縮短各區(qū)的空間距離，促進(jìn)工程物資的高效流通，提高施工效率。施工場地布置優(yōu)化如圖3所示。

二是房建工程關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)工程在質(zhì)量、安全、效率方面的要求，做可視化分析，對(duì)施工流程、層間窗方案的節(jié)點(diǎn)等細(xì)部做優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免現(xiàn)場施工中出現(xiàn)細(xì)部構(gòu)造位置沖突、尺寸不匹配、受力不穩(wěn)定等問題。

三是垂直運(yùn)輸設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)安全、作業(yè)便捷、經(jīng)濟(jì)高效的要求組織優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用ST60/15型截臂塔機(jī)；建設(shè)期間，將建筑內(nèi)部的消防電梯作為臨時(shí)電梯，供工程物資的運(yùn)輸和施工人員在各層的流動(dòng)。垂直運(yùn)輸設(shè)備優(yōu)化如圖4所示。

四是施工流程的優(yōu)化。施工流程用Revit和Navisworks軟件模擬，根據(jù)模擬結(jié)果判斷存在的風(fēng)險(xiǎn)和問題，采取優(yōu)化措施。依托BIM可視化技術(shù)建立現(xiàn)場場地布置的三維圖，直觀反映各作業(yè)區(qū)域的分布情況，判斷是否滿足安全施工、高效施工、文明施工等方面的要求，有不足之處時(shí)隨即做出優(yōu)化。施工流程的優(yōu)化從平面和立體兩方面著手：平面上，分解核心筒結(jié)構(gòu)施工流程，拆除出各道工序后，逐項(xiàng)優(yōu)化；中控塔機(jī)施工平面范圍有限，為減小各道施工工序的干擾，采取流水化施工作業(yè)模式。立體上，綜合考慮流水節(jié)拍、施工部位等要素，優(yōu)化施工工況，以期達(dá)到立體同步施工的效果[3]。

五是核心筒外墻模板的優(yōu)化。木模板的周轉(zhuǎn)次數(shù)較少（普遍為3～4次），隨使用次數(shù)的增加，模板損壞現(xiàn)象愈發(fā)明顯。存在缺陷的模板被投入使用后，成型混凝土的表觀質(zhì)量難以得到保證。且木模板的加固時(shí)間偏長，易拖慢工程進(jìn)度。針對(duì)木模板在工程中的應(yīng)用局限性，優(yōu)化為鋼模板，發(fā)揮出鋼模板質(zhì)量可靠、形態(tài)穩(wěn)定、作業(yè)便捷、周轉(zhuǎn)效率高等優(yōu)勢(shì)，以便高效完成模板工程的相關(guān)工作。

3.3.3" "模型展示

傳統(tǒng)2D圖紙?jiān)谑┕?nèi)容、位置、空間等方面的信息呈現(xiàn)不全面，施工人員從圖紙中取得的信息量有限，可能由于存在信息盲區(qū)而影響正常施工。為此，可以考慮應(yīng)用BIM可視化技術(shù)，將常規(guī)平面圖紙轉(zhuǎn)化為立體模型，完整展現(xiàn)施工內(nèi)容。在建立BIM模型后，各部門從模型中讀取信息，妥善規(guī)劃工程建設(shè)工作。

若BIM模型反饋出施工難點(diǎn)，在施工前做優(yōu)化設(shè)計(jì)，消除施工難點(diǎn)。例如，施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段向BIM系統(tǒng)輸入包含建筑面積、地理位置在內(nèi)的關(guān)鍵信息，由系統(tǒng)根據(jù)信息構(gòu)建立體模型，施工人員、管理人員對(duì)模型做深入的分析，確定所需完成的施工內(nèi)容，梳理施工流程，結(jié)合工程現(xiàn)場施工條件制定完善的施工方案。經(jīng)過建模、分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)后，提升設(shè)計(jì)方案的可行性，為正式施工做足準(zhǔn)備。

3.3.4" "施工模擬

在施工模擬階段應(yīng)用BIM可視化技術(shù)，著重分析結(jié)構(gòu)、機(jī)電等專業(yè)模型，考慮模型自身的可行性和各專業(yè)模型在空間、尺寸等方面的銜接關(guān)系。碰撞點(diǎn)檢查是BIM技術(shù)施工模擬的重點(diǎn)內(nèi)容，模擬結(jié)果顯示某些結(jié)構(gòu)存在碰撞點(diǎn)時(shí)，應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)方案做出調(diào)整，避免施工中遇到管線碰撞情況，如圖5所示。在施工模擬階段要加強(qiáng)對(duì)房屋結(jié)構(gòu)特性的分析、工藝流程的優(yōu)化、施工方案的細(xì)部協(xié)調(diào)、工程資源的合理配置等，盡可能防止施工期間出現(xiàn)問題。

房建工程的參建單位多，各施工單位除了做好自身專業(yè)范圍內(nèi)的工作外，還需注重專業(yè)間的銜接，以便建設(shè)高品質(zhì)的房屋建筑。若缺乏施工組織方案，各施工單位間存在矛盾，阻礙施工進(jìn)程，影響施工質(zhì)量。傳統(tǒng)碰撞檢查對(duì)問題的發(fā)現(xiàn)能力有限，例如碰撞檢查的準(zhǔn)確性偏低，部分關(guān)鍵碰撞問題未得到反饋，并且完成碰撞檢查耗費(fèi)的時(shí)間長、消耗的資源多。

針對(duì)傳統(tǒng)碰撞檢查方法可行性不足的狀況，可以考慮BIM可視化技術(shù)在碰撞檢查中的應(yīng)用，跨專業(yè)、跨單位進(jìn)行碰撞檢查，檢查的全面性和準(zhǔn)確性均得到保障，完成各項(xiàng)碰撞檢查的時(shí)間較短，有助于在設(shè)計(jì)階段消除專業(yè)碰撞和矛盾。

4" "結(jié)語

綜上所述，BIM可視化技術(shù)被廣泛應(yīng)用至房建工程的設(shè)計(jì)、施工各階段，為工程全流程管理工作的開展提供了重要幫助。從管理角度來看，管理人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到BIM可視化技術(shù)在房建工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，將其用于設(shè)計(jì)、施工各階段的管理中，強(qiáng)化對(duì)安全、質(zhì)量、成本、生態(tài)環(huán)境多維度的管理，提高房建工程的綜合品質(zhì)，積極推動(dòng)房建行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。希望本文提出得BIM可視化技術(shù)在房建工程中的應(yīng)用要點(diǎn)，對(duì)類似工程有參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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