BIM對(duì)建筑工程施工技術(shù)影響研究

劉曉東++田林++高子鈺

摘要：為了系統(tǒng)地探討影響建筑工程施工技術(shù)的主要因素，運(yùn)用矩陣?yán)碚摲治龇椒ㄍㄟ^(guò)對(duì)實(shí)施BIM（ building information model）前后建筑施工過(guò)程監(jiān)控及施工技術(shù)開發(fā)、大體積混凝土澆筑工程施工工藝過(guò)程控制工作變化對(duì)比及問(wèn)題分析，較好地分析了BIM對(duì)建筑工程施工技術(shù)在施工效率提高、施工成本降低及技術(shù)問(wèn)題分析精準(zhǔn)性3方面的影響.

關(guān)鍵詞：BIM；矩陣?yán)碚摚皇┕ぜ夹g(shù)

DOI： 10.15938/j.jhust.2015.03.023

中圖分類號(hào)：TU712.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1007-2683（2015）03-0117-04

0 引 言

建筑業(yè)是一國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，中國(guó)建筑業(yè)有全球最大的建筑市場(chǎng)，建筑業(yè)的發(fā)展很大程度上取決于施工技術(shù)的專業(yè)化發(fā)展水平.我國(guó)建筑工程施工技術(shù)發(fā)展水平僅為發(fā)達(dá)國(guó)家的30%左右.

BIM技術(shù)，被很多享譽(yù)國(guó)內(nèi)外的建筑專家及學(xué)者冠以“具有劃時(shí)代意義”的技術(shù).BIM思想萌芽于20世紀(jì)70年代.之后LAISERIN及劉照球都對(duì)其概念進(jìn)行了定義.美國(guó)斯坦福大學(xué)CIFE中心針對(duì)32個(gè)項(xiàng)目的深入數(shù)字統(tǒng)計(jì)最新研究表明：BIM技術(shù)可節(jié)約造價(jià)約10%，節(jié)約工期約8%.清華大學(xué)以張建平為核心的科研小組研發(fā)現(xiàn)場(chǎng)施工管理3D模型，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)資源及信息進(jìn)行了有效集成.通過(guò)應(yīng)用BIM，可以對(duì)全部的建筑業(yè)務(wù)包括設(shè)計(jì)、施工、招投標(biāo)及概預(yù)算進(jìn)行有機(jī)地整合.BIM的應(yīng)用過(guò)程穿插于建設(shè)項(xiàng)目壽命周期的全過(guò)程. BIM技術(shù)可靠地實(shí)現(xiàn)了施工現(xiàn)場(chǎng)的信息表達(dá)，可以用于項(xiàng)目的全過(guò)程管理，其可以通過(guò)模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)全方位施工管理信息資源的集成.

1 實(shí)施BIM前后的施工技術(shù)工作分析

1.1 實(shí)施BIM前

施工技術(shù)工作主要做好施工過(guò)程監(jiān)控工作、施工工藝控制、施工方案優(yōu)化及技術(shù)開發(fā)工作等.施工技術(shù)工作是指施工方案的制定、施工組織設(shè)計(jì)的編寫及落實(shí)、施工工藝監(jiān)控等.

施工過(guò)程監(jiān)控是指對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行控制，如液壓提升作業(yè)控制、提升模板腳手架控制等.

以大體積混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑施工及溫度變化測(cè)量技術(shù)為例：①控制混凝土溫升；②延緩混凝土降溫速度；③施工監(jiān)控工作.

1.2 問(wèn)題分析

1.2.1 施工過(guò)程監(jiān)控成本

實(shí)施BIM前，施工過(guò)程監(jiān)控需要安排布置大量的施工技術(shù)人員，進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)，工作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控信息的反饋，是通過(guò)人工手工抄寫的施工記錄和人工傳遞的方式進(jìn)行的，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控信息的獲取及傳遞的效率低，需要大量的工作人員，傳統(tǒng)的工作管理方式，導(dǎo)致過(guò)程監(jiān)控成本高.

1.2.2 大體積混凝土澆筑施工的溫度控制

傳統(tǒng)測(cè)溫方法是采用模擬信號(hào)傳輸進(jìn)行，溫度傳感速度慢，精度差，工藝交叉頻率高，檢測(cè)周期長(zhǎng)，投資浪費(fèi)巨大，溫度監(jiān)測(cè)質(zhì)量不容易得到保證.

1.2.3 基于矩陣?yán)碚摰氖┕ぜ夹g(shù)問(wèn)題評(píng)價(jià)

1）構(gòu)建評(píng)價(jià)矩陣

設(shè)計(jì)評(píng)分表格.例如：安全優(yōu)良率“中”，則在“U3”“中”下打“√”這樣就形成了初始評(píng)價(jià)矩陣表1.

2）設(shè)立指標(biāo)權(quán)值矩陣

構(gòu)建指標(biāo)權(quán)值矩陣，例如：工程技術(shù)指標(biāo)權(quán)值矩陣

經(jīng)討計(jì)笪得二級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果矩陣為：

3）頂層指標(biāo)權(quán)值計(jì)算

經(jīng)過(guò)計(jì)算得到頂層指標(biāo)權(quán)值：

4）計(jì)算量分

經(jīng)過(guò)計(jì)算得分S=1.5，根據(jù)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)論為差.

1.3 實(shí)施BIM后的施工技術(shù)

1.3.1 施工過(guò)程監(jiān)控

通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)，在施工現(xiàn)場(chǎng)周圍借助數(shù)碼攝像技術(shù)，進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)的安全、質(zhì)量、環(huán)境及文明施工等方面的技術(shù)控制.

通過(guò)設(shè)計(jì)安裝服務(wù)器，借助現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，結(jié)合建筑信息模型技術(shù)，實(shí)現(xiàn)適時(shí)信息傳輸，做到效率高、周期短、達(dá)到預(yù)期的技術(shù)控制目標(biāo).現(xiàn)場(chǎng)獲取信息與瀏覽.BIM實(shí)現(xiàn)了建設(shè)項(xiàng)目的柔性管理.

1.3.2 工藝控制

無(wú)線射頻技術(shù)取代傳統(tǒng)的信息采集方法，實(shí)現(xiàn)了信息反饋的高效化，針對(duì)混凝土的澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)等全部現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)狀況做到精確、高效的分析處理[21].

1.4 實(shí)施BIM后施工技術(shù)工作變化

通過(guò)對(duì)實(shí)施BIM環(huán)境下施工技措施術(shù)工作的描述，可以對(duì)實(shí)施BIM前后施工技術(shù)工作變化進(jìn)行對(duì)比分析，具體見表2、表3.

1）施工現(xiàn)場(chǎng)信息收集

實(shí)施BIM后，改變了原來(lái)現(xiàn)場(chǎng)人工記錄收集的方式；

2）現(xiàn)場(chǎng)信息傳遞

實(shí)施BIM后，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)傳遞取代人工；

3）信息分析

實(shí)施BIM后，改變了原來(lái)人工分析的方式，提高了分析的精準(zhǔn)性；

4）信息存儲(chǔ)

實(shí)施BIM后，改變了原來(lái)人工現(xiàn)場(chǎng)記錄，紙介質(zhì)存儲(chǔ)的方式；

5）大體積混凝土澆筑溫度信息采集

實(shí)施BIM后，改變了原來(lái)人工溫度采集的方式；

6）大體積混凝土澆筑溫度信息傳遞

實(shí)施BIM后，射頻技術(shù)傳遞信息取代傳統(tǒng)的人工傳遞；

7）大體積混凝土澆筑報(bào)表及溫度曲線生成

改變了原來(lái)人工手工編制、手工繪制的方式，現(xiàn)場(chǎng)施工監(jiān)測(cè)溫度信息技術(shù)提高、改進(jìn)創(chuàng)造了非常便利的條件；

8）大體積混凝土澆筑溫度信息分析

實(shí)施BIM后，改變了原來(lái)人工分析的方式；

在信息化高速發(fā)達(dá)的當(dāng)下，電子存儲(chǔ)介質(zhì)方式多種多樣，移動(dòng)硬盤、優(yōu)盤等.攜帶方便、小巧輕便，這些都為現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)監(jiān)控、安全控制等工作帶來(lái)很大的便利.

2 BIM對(duì)施工技術(shù)的影響

2.1 BIM技術(shù)因素分析

基于以上分析，得到影響因素有：信息取得、信息查詢、信息分析、信息儲(chǔ)存、信息形成及傳遞.

2.2 施工技術(shù)工作對(duì)企業(yè)相關(guān)工作影響

2.2.1工作步驟減少

實(shí)施BIM后，新增施工資料的添加錄入，計(jì)算機(jī)軟件輔助人工完成，避免了重復(fù)錄入.

2.2.2人工作業(yè)減少

1）脫離人工傳遞

提高了施工現(xiàn)場(chǎng)資料文件傳遞速度；由于避免了人員因傳遞施工現(xiàn)場(chǎng)資料文件的流動(dòng)，減少了施工技術(shù)工作人員交通費(fèi)用的開支；縮短了建設(shè)周期.

2）脫離手工查找

在BIM環(huán)境下，采用計(jì)算機(jī)輔助查找的方式，較好的解決了這些問(wèn)題.

3）脫離人工分析方式

利用管理軟件對(duì)其進(jìn)行分析處理，提高了統(tǒng)計(jì)的效率；減少了施工技術(shù)管理工作人員的工作量；計(jì)算機(jī)的輔助運(yùn)算，在一定程度上提高了數(shù)據(jù)計(jì)算的準(zhǔn)確性和精確性，其中準(zhǔn)確性是指數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果與數(shù)據(jù)實(shí)際情況符合的程度，精確性是指在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)能夠達(dá)到數(shù)據(jù)精確的位數(shù).從而提高.

4）脫離手工編制

利用計(jì)算機(jī)軟件編制，減少了大量紙張、寫字筆的使用，同時(shí)降低了工作人員的工作強(qiáng)度，降低了人力資源耗費(fèi).

5）脫離手工錄入校核修改

施工資料信息的錄入、校核、修改工作由計(jì)算機(jī)軟件輔助人工進(jìn)行，使人工工作量減少.

6）脫離人工獲取信息

施工現(xiàn)場(chǎng)信息收集、大體積混凝土溫度信息采集，采用多媒體技術(shù)、掌上電腦技術(shù)、傳感技術(shù)進(jìn)行，改變了原來(lái)人工現(xiàn)場(chǎng)記錄的方式.

2.2.3紙介質(zhì)減少

改變了大量使用紙張作為信息傳遞及儲(chǔ)存載體的局面BIM對(duì)施工技術(shù)工作產(chǎn)生的影響過(guò)程具體如表4所示，

3 結(jié) 論

本文通過(guò)對(duì)應(yīng)用BIM前后的施工技術(shù)工作進(jìn)行對(duì)比，找到影響施工技術(shù)水平的BIM因素，將BIM因素對(duì)施工技術(shù)工作變化的影響進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，得出結(jié)論如下：

1）提高施工效率，新增施工資料信息添加的重復(fù)錄入工作量大量減少；檔案查找方式以計(jì)算機(jī)軟件查找為主；脫離了手工編制、繪制工藝控制表格及溫度曲線；溫度信息傳遞采用的是最先進(jìn)的無(wú)線射頻技術(shù)；應(yīng)用質(zhì)量安全事故分析軟件揭示施工缺陷事故原因；實(shí)現(xiàn)管理信息系統(tǒng)軟件的溫度曲線分析，提高了施工效率.

2）新的資料信息存儲(chǔ)方式更加環(huán)保，降低施工成本.互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)傳遞施工現(xiàn)場(chǎng)溫度信息；脫離手工核對(duì)修改項(xiàng)目建設(shè)的內(nèi)業(yè)資料，不再以紙介質(zhì)為設(shè)計(jì)、施工計(jì)劃的傳遞載體，專家現(xiàn)場(chǎng)分析工作減少，大大降低施工成本.

3）提高施工技術(shù)問(wèn)題分析的精準(zhǔn)性.通過(guò)實(shí)施BIM，信息添加，檔案資料查找，施工現(xiàn)場(chǎng)工藝及技術(shù)信息的傳遞，質(zhì)量問(wèn)題、缺陷乃至施工的分析、技術(shù)資料的分析不再完全依靠人工，能夠借助BIM實(shí)現(xiàn)的，全部由BIM完成，剔除很多人為主觀因素的影響，使施工技術(shù)相關(guān)分析更加客觀、科學(xué)、合理.