基于BIM 技術的東城區望壇棚戶區改造施工優化研究

高楊

（北京城建六建設集團有限公司，北京 101500）

0 引言

棚戶區改造是中國城市化進程中的一項重要任務，旨在改善城市居民的生活環境和居住條件。然而，棚戶區改造施工中存在著很多問題，如進度延誤、質量問題、安全隱患等，這些問題不但影響著改造工程的進度與質量，而且也給城市居民的正常生活帶來了極大的不便。作為一種新型的數字化工具，BIM 技術在工程設計、施工、運維等環節中都有廣泛的應用。本文以東城區望壇棚戶區改造為例，探討了BIM 技術在棚戶區改造工程中的應用與優化，并分析了基于BIM 技術的施工優化方案的實施效果。為了進一步提高東城區望壇棚戶區改造的施工效率與質量，本文從施工優化的角度出發，分析了項目施工優化的必要性與影響因素，并提出了基于BIM 技術的施工工序優化、物料管理、施工現場協作以及施工誤差控制等4 種優化方案，用以指導施工現場的工程管理與操作[1]。

1 BIM 技術在棚戶區改造施工中應用的優勢

隨著BIM 技術的發展和應用，其在棚戶區改造施工中的優勢也越來越受到關注。本文將從項目管理、施工流程和信息協同3 個方面，對BIM 技術在棚戶區改造施工中的優勢進行分析。

首先，BIM 技術在項目管理方面的優勢主要表現在：項目進度管理，可模擬建筑物的全過程，便于分析施工進度，及時發現問題并調整工期；施工作業計劃管理，可根據建筑物信息和施工作業，自動生成作業計劃，實現整個施工過程的計劃化管理。質量管理，可對建筑物的各個構件進行細致的建模和檢測，發現問題及時解決，提高施工質量；安全管理，可對施工現場進行模擬，識別并降低現場施工風險，從而提高施工安全系數[2]。

其次，BIM 技術在施工流程方面的優勢主要表現在：施工工序優化，可對施工過程中的各種操作進行模擬優化，從而實現施工工序的最優化排列，使施工流程更加高效；施工現場協作，可實現施工現場的無縫信息共享，提高施工團隊間的協作效率；施工誤差控制及預警管理：可檢測并標記出設備和材料尺寸錯誤，以及潛在設計錯誤。這有助于減少現場維護和更正成本，并使得施工人員更容易發現問題并加以解決[3]。

最后，BIM 技術在信息協同方面的優勢為：多方信息協作，可通過云端共享數據、模型和圖紙等信息，實現多方協同，提高信息通暢度。參數化模型，BIM 技術基于建筑物的參數化模型，可以方便地獲取多方數據，并可實時協同。BIM 技術如圖1 所示。

圖1 BIM 技術

綜上所述，BIM 技術在棚戶區改造施工中具有較為明顯的優勢，可以大幅提高施工效率和質量，同時降低成本和風險。這為未來棚戶區改造施工提供了一個全新的管理模式和新的思路。

2 東城區望壇棚戶區改造項目概況

東城區望壇棚戶區改造項目是針對北京市東城區境內存在的老舊棚戶區而推出的一項改造計劃，改造項目地處北京市東城區，用地北臨琉璃井地區一號路，東側臨景泰路，南側鄰安樂林路，西臨安樂林中街。計劃對望壇地區的棚戶區進行改造，該區域面積大約為15 萬m2，涉及改造住房3200 余戶，該項目旨在改善望壇地區居民的住房條件，提高生活質量，推進城市化進程。望壇棚戶區場內主要設置通行道路1 條，貫穿東西，幅寬6m，且現場東、西兩側沿建筑紅線搭設2.5m高圍擋，保證現場的整體封閉。根據現場實際情況，現場大門3 座分別位于現場東、西兩側，與規劃道路連接。該項目改造的主要內容包括屋頂、立面、排水、電氣、衛生間、廚房等全部新建，由于該區域的既有建筑物存在著較大的難以預測的設計和施工風險，因此必須采用更加科學、精細的工程施工管理模式[4]。

3 BIM 技術在東城區望壇棚戶區改造中的應用

3.1 BIM 技術在項目進度管理中的應用

在施工管理中，利用BIM 技術可以實現施工計劃的制定、指令管理、項目進度維護以及成本計劃的生成等操作，有助于幫助建筑地產商在施工中控制項目時限、確保工程質量，在合理范圍內實現預算目標。

在東城區望壇棚戶區改造項目中，BIM 技術被廣泛應用于項目進度管理。施工團隊根據建筑信息模型（BIM）平臺進行交互；該平臺可以自主實現進度計劃的優化和修改，實現實時控制和監視工期變化。同時，該平臺還可以通過整合相關項目資料并預測風險和變革，從而可以更準確地管理施工項目的進度。基于BIM技術的項目進度管理方法可以有效地保證施工進度地得到落實。一旦工人報告出現了計劃外的時間延誤問題，BIM 技術可以立即分析和反饋其影響，從而幫助管理層在及時控制工期變化的情況下，實現減少損失和清晰的進度跟蹤。另外，在建筑材料配送和裝置過程中，BIM 技術也能實現及時的溝通與協調，同時也能快速生成施工進度計劃[5]。

3.2 BIM 技術在施工作業計劃管理中的應用

BIM 技術在東城區望壇棚戶區改造項目中，可以通過創建虛擬建筑模型，仿真及優化施工作業計劃，提高施工效率，縮短工期。在東城區望壇棚戶區改造項目中，BIM 技術實現了對施工作業計劃的全過程管理。開工前，施工團隊使用BIM 技術對建筑物進行3D 建模與布局，實現不同模塊的建筑物分步多層施工。監測工作進度、資源需求和人員計劃情況。施工進程中，團隊還使用BIM 模型，根據實際情況對施工作業進行實時調整，使項目能夠按計劃進行，從而加速施工進程并提高工作效率。BIM 技術的應用使項目的施工計劃管理更加嚴謹細致。在規劃施工計劃時，幫助團隊了解整個施工過程的所有要素和細節，為整個計劃提供全面的視角。及時掌握施工作業的進度，到任務和材料等細節，做出各種合理的調整。

3.3 BIM 技術在質量管理及安全管理中的應用

在東城區望壇棚戶區改造項目中，BIM 技術在質量及安全管理方面得到了廣泛應用。通過BIM 技術，項目團隊可以在足不出戶的情況下完成對工程質量和安全的監控，從而有效地減少工程質量問題和施工事故的發生。

在質量管理方面，BIM 技術可以在建造過程中實時監測工程質量問題，減少質量問題的發生。在望壇棚戶區改造中，項目團隊將設計圖紙導入BIM 軟件，在BIM 模型中將參數設定為正確的質量標準。員工通過掃描二維碼可以打開模型查看各項指標，確保施工的準確性和質量性。若設計圖紙存在問題，則BIM 系統會及時發出警報提示施工人員，并同步發送預警信息到相關的管理部門和人員，便于及時處理。

在安全管理方面，BIM 技術可以通過建立3D 建筑和場地模型，對施工現場的安全隱患和危險區域進行實時監測，及時解決安全問題。在施工現場BIM 模型可進行安全帶著色，把危險部位標記為紅色，正常部位標記為綠色，讓工人在搭建、拆卸或改造建筑物時更加明確危險的位置，提高了安全工作的效率和質量。減少施工過程中的安全事故。

4 BIM 技術在東城區望壇棚戶區改造中的施工流程優化措施

4.1 基于BIM 技術的施工工序優化

基于BIM 技術的施工工序優化是東城區望壇棚戶區改造項目中的重要環節之一。通過優化施工工序，可以提高施工效率、降低施工成本、縮短工期并提高工程質量。BIM 技術以其數據的一致性和精度，為工序優化提供了更好的數據支持。

在實際的施工過程中，BIM 技術可以協助進行施工工序的優化。項目團隊可以通過BIM 軟件進行施工前的數字演練，包括施工策略的設計和優化、施工過程的模擬和調整等，有效規避施工中的風險和浪費。亦可通過精確的碰撞檢測和模型管理，實現施工工序的精細管理，包括物料調度、施工現場協作、施工質量控制、安全管理等。在項目中BIM 技術實現了工序優化的具體應用。施工隊伍采用BIM 軟件對棚戶區的模型進行分析和評估，在模型中發現了諸如鋼筋數量缺失、安全隱患等問題，然后通過優化施工工序，協調出最優解決方案，確保了施工的順利完成。同時在施工現場，BIM 技術為相互連接的施工工序提供了精細的管理，通過BIM 模型，項目團隊可以精確比對工期、料量等細節，實現施工工序的協同管理，從而加強工程進度的控制。

綜上所述，基于BIM 技術的施工工序優化是實現東城區望壇棚戶區改造施工優化的重要組成部分，BIM技術的應用可以提高工程的效率和質量，縮短工期并降低成本。

4.2 BIM 技術在物料管理中的優化應用

BIM 技術在東城區望壇棚戶區改造項目物料管理中的優化應用是重要的施工流程優化措施之一。首先，在物料管理過程中，BIM 技術可通過數據管理和視覺化展示的形式精準記錄和管理物料信息。施工現場利用BIM 技術實現物料清單的生成、清單與庫存的實時關聯以及物料使用和發放的記錄，便于現場監理人員快速準確地把握物料情況，從而避免物料的重復采購或者造成物料的浪費情況。其次，BIM 技術在物料管理中還可實現物料空間管理功能。該功能主要利用BIM模型的三維空間模擬，可以根據物料類型進行分類和空間分配，同時也可以在BIM 模型上實時查看物料安裝狀態并進行空間協調，避免物料擺放位置與空間法規要求不符等問題的出現。

在東城區望壇棚戶區改造項目中，BIM 模型通過數據信息集成，有效地減少了物料管理中的信息傳遞和溝通成本。利用BIM 技術實現物料信息管理，可以有效降低施工現場的人力和時間成本，提高施工效率。同時，基于物料空間管理功能，施工人員還可以利用BIM模型在施工過程中快速查找和獲取物料資料，縮短施工進程，降低施工成本。

4.3 BIM 技術在施工現場協作中的優化應用

在東城區望壇棚戶區改造項目中，由于項目工程量大、施工進度緊張、施工場地狹小等原因，現場協作成為一個至關重要的環節。而BIM 技術作為一種集成化、協同化的工具，可以優化現場協作，提高施工效率和質量。

（1）施工現場協作通常存在信息不對稱、信息分散、信息延遲等問題，導致工程進度受阻。BIM 技術可以通過將現場實際情況和建模數據相匹配，實現現場數據和數據化平臺的互聯互通，提高信息采集和傳遞效率，降低信息誤差。

（2）施工現場協作過程中存在施工人員之間的協作問題，例如不同專業之間的協作不足、多個施工計劃之間的協調等。針對這些問題，基于BIM 技術的協同工具可以通過信息可視化、專業互連等手段進行協同優化。例如，通過建立多維數據模型，輔助設計師預見到不同工序的沖突和矛盾，并通過BIM 技術及時協調各專業的設計，以協助施工人員高效協同地完成工作。

（3）在施工現場，材料和設備的調配經常面臨不同施工環節、不同專業之間的協調問題。BIM 技術可以通過建立材料和設備信息庫及實時調度系統，實現物料用量、調配、庫存等信息的實時掌握和調整。例如，在東城區望壇棚戶區改造項目中，通過BIM 技術的物料管理系統，可以根據建筑物、空間、專業等數據分析出物料需求量和使用頻次，實現物料供應與調配的自動化、智能化。

5 結語

基于BIM 技術的東城區望壇棚戶區改造施工優化研究表明，BIM 技術在改造施工中的應用可提高工程管理、施工流程等方面的效率和質量，實現施工優化的目的。具體而言，BIM 技術可在項目進度管理、施工作業計劃管理、質量管理等方面實現優化。因此，在望壇棚戶區改造過程中，推廣BIM 技術應用是必要的，可為改造工程提供更準確、快速、高效的施工保障。