淺談BIM技術(shù)在施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置圖教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：建筑信息模型BIM技術(shù)不僅逐步推廣和應(yīng)用到土木工程的各個(gè)領(lǐng)域，而且逐步融入建筑類高校專業(yè)課程教學(xué)中。本文在施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置圖教學(xué)中運(yùn)用BIM技術(shù)使學(xué)生對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置情況有了一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)與實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)的互動(dòng)，同時(shí)反復(fù)虛擬施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置，讓學(xué)生按照整個(gè)建筑的空間關(guān)系反復(fù)進(jìn)行分析，會(huì)極大地提高布置的合理性。

關(guān)鍵詞： BIM技術(shù)；施工現(xiàn)場(chǎng)；平面布置圖

傳統(tǒng)教學(xué)中教師通常用圖片、施工視頻以及理論知識(shí)來(lái)講授施工平面圖布置原則，要求學(xué)生繪制施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置圖的二維圖紙，這對(duì)空間思維能力還不強(qiáng)，專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備較少， 工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不多的大二學(xué)生來(lái)說(shuō)很難在頭腦中構(gòu)建清晰的三維立體圖形。通過(guò)BIM技術(shù)構(gòu)建三維可視化動(dòng)態(tài)仿真模型， 可以逼真還原施工現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)施工可視化仿真教學(xué)，可以將抽象的專業(yè)知識(shí)內(nèi)容具體化，便于理解，起到了非常好的教學(xué)效果。這種教學(xué)方法優(yōu)勢(shì)是解決教學(xué)過(guò)程中施工現(xiàn)場(chǎng)整體規(guī)劃、現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)場(chǎng)位置、材料區(qū)的位置、起重機(jī)械的位置及危險(xiǎn)區(qū)等常見問(wèn)題，確保建筑構(gòu)件在起重機(jī)械安全有效范圍作業(yè)；可以利用BIM技術(shù)結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際尺寸，立體展現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件吊裝路徑、危險(xiǎn)區(qū)域、車輛進(jìn)出現(xiàn)場(chǎng)狀況、裝貨卸貨情況，合理進(jìn)行施工平面布置和施工交通組織，避免現(xiàn)場(chǎng)混亂；同時(shí)為高空安全吊裝提供數(shù)據(jù)。

一、 運(yùn)用BIM技術(shù)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)造意境

結(jié)合實(shí)際工程所處的具體環(huán)境，通過(guò)BIM技術(shù)漫游功能動(dòng)態(tài)化演示工程施工現(xiàn)場(chǎng)整體布局、現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)場(chǎng)位置、材料區(qū)的位置、起重機(jī)械的位置、構(gòu)件吊裝路徑、危險(xiǎn)區(qū)域、車輛進(jìn)出現(xiàn)場(chǎng)狀況、裝貨卸貨情況、臨時(shí)設(shè)施、水電管網(wǎng)等。讓學(xué)生沉浸于施工現(xiàn)場(chǎng)的情境之中，全方位觀察施工現(xiàn)場(chǎng)布置情況，加深對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的認(rèn)識(shí)，從而掌握施工現(xiàn)場(chǎng)平面圖的布置內(nèi)容。

二、 運(yùn)用BIM技術(shù)解決教學(xué)重難點(diǎn)

通過(guò)對(duì)學(xué)生繪制的平面布置圖的總結(jié)發(fā)現(xiàn)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題：塔吊布置出現(xiàn)死角、塔吊與周邊建筑物立面發(fā)生干涉、塔吊起升高度不足造成碰撞、塔身無(wú)法拆除，石灰倉(cāng)庫(kù)、宿舍布置在上風(fēng)口，道路布置施工機(jī)械在整個(gè)進(jìn)場(chǎng)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)碰撞點(diǎn)導(dǎo)致交通不順暢，材料出現(xiàn)二次運(yùn)輸，施工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備的布置與臨時(shí)水電布置發(fā)生沖突，高壓線與吊臂發(fā)生碰撞。

針對(duì)以上問(wèn)題教學(xué)中引入BIM技術(shù)，施工現(xiàn)場(chǎng)虛擬三維全真模型可以直觀、便利的分析現(xiàn)場(chǎng)的不合理因素，排查安全隱患，找出潛在的問(wèn)題，優(yōu)化布置方案。有利于提高效率、減少傳統(tǒng)施工現(xiàn)場(chǎng)布置方法中存在漏洞的可能，及早發(fā)現(xiàn)施工方案的問(wèn)題，提高施工現(xiàn)場(chǎng)的布圖效率。下面就以上問(wèn)題的應(yīng)用具體來(lái)分析：

1 塔吊布置，借助BIM技術(shù)構(gòu)建三維全真模型，將塔吊按照整個(gè)建筑的空間關(guān)系來(lái)進(jìn)行布置和論證，準(zhǔn)確確定起重機(jī)械的位置及危險(xiǎn)區(qū)等，確保建筑構(gòu)件在起重機(jī)械安全有效范圍作業(yè)，讓塔吊布置方案更合理，塔吊利用率更高。具體體現(xiàn)如下：

（1）三維可視化模擬可以從不同角度進(jìn)行觀察使塔吊的旋轉(zhuǎn)半徑覆蓋施工樓層、材料堆場(chǎng)、裝卸及部分加工場(chǎng)地，根據(jù)模擬展開實(shí)時(shí)調(diào)整和修改塔吊布置死角及塔吊臂過(guò)長(zhǎng)問(wèn)題。（2）三維可視化模擬幫助學(xué)生加深理解實(shí)際工程中塔吊位置與建筑物立面的相對(duì)關(guān)系，動(dòng)態(tài)演示能夠更加直觀精確檢查塔吊與周邊建筑物立面是否干涉，特別是陽(yáng)臺(tái)、屋面造型、空間造型等部位，便于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)修改布置方案避開沖突。（3）三維可視化模擬可以展示塔吊起升高度不足造成吊臂、吊繩、吊鉤碰撞，學(xué)生能夠直觀的發(fā)現(xiàn)安全隱患，對(duì)布置不合理情況及時(shí)進(jìn)行修改，保證塔臂的安全性。（4）三維可視化模擬對(duì)塔吊在場(chǎng)安裝進(jìn)行三維模擬，從不同角度、方位進(jìn)行觀察，明確塔吊爬升架口的朝向，能避免塔吊前臂方向存在新建筑物的主體，導(dǎo)致塔身無(wú)法拆除錯(cuò)誤。

2 臨時(shí)設(shè)施，通常學(xué)生所做的施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置方案會(huì)出現(xiàn)鋼筋加工棚、木工棚布置在建筑物四周較近的地方，淋灰池、宿舍布置在上風(fēng)等不合理現(xiàn)象，引入BIM技術(shù)通過(guò)建模表達(dá)臨時(shí)設(shè)施的尺寸、重量、連接方式、布置形式，從而選擇施工設(shè)備、機(jī)具、確定施工方法，配備人員。BIM技術(shù)的三維可視化模型可以準(zhǔn)確界定臨時(shí)設(shè)施之間的空間關(guān)系，從而避免布置不合理帶來(lái)的作業(yè)沖突和安全隱患。

3 運(yùn)輸?shù)缆凡贾?，在布置運(yùn)輸?shù)缆窌r(shí)不考慮施工現(xiàn)場(chǎng)挖掘機(jī)、土方車、混凝土車、樁基和鋼筋運(yùn)輸車的會(huì)車過(guò)程，會(huì)出現(xiàn)交通擁擠現(xiàn)象。教學(xué)中通過(guò)引入BIM技術(shù)，進(jìn)行環(huán)境漫游和場(chǎng)地漫游，模擬施工機(jī)械行進(jìn)路線，材料運(yùn)輸車輛進(jìn)出場(chǎng)和卸貨位置以及不同車輛的會(huì)車過(guò)程，讓學(xué)生從不同角度查看現(xiàn)場(chǎng)交通布置情況，提前分析交通規(guī)劃找出施工機(jī)械在整個(gè)進(jìn)場(chǎng)環(huán)節(jié)中碰撞點(diǎn)，再調(diào)整行進(jìn)路線，保證場(chǎng)內(nèi)交通流暢。

4 材料堆場(chǎng)布置，場(chǎng)地交通規(guī)劃好之后，根據(jù)交通規(guī)劃和塔吊的布置確定材料堆場(chǎng)。學(xué)生完成施工平面布置圖中經(jīng)常出現(xiàn)材料二次運(yùn)輸問(wèn)題。教學(xué)中運(yùn)用BIM技術(shù)構(gòu)建施工場(chǎng)模型模擬各個(gè)施工階段的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，可以快速統(tǒng)計(jì)構(gòu)件的材料用量，使材料一次堆放到位，減少材料二次運(yùn)輸。提高場(chǎng)地利用率，節(jié)約費(fèi)用。

5 臨時(shí)水電布置，學(xué)生完成平面布置圖中常見問(wèn)題有施工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備的布置與臨時(shí)水電布置發(fā)生沖突，高壓線與吊臂發(fā)生碰撞。應(yīng)用BIM技術(shù)從空間立體角度對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)布置方式進(jìn)行模擬分析可以及早發(fā)現(xiàn)碰撞，及時(shí)調(diào)整臨時(shí)水電布置方案。

總之，在施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置圖教學(xué)中運(yùn)用BIM技術(shù)構(gòu)建三維全真模型，通過(guò)施工模擬學(xué)生可以直觀找出布置方案中潛在的問(wèn)題，熟練掌握施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置圖的布置原則，減少施工現(xiàn)場(chǎng)布置方法中存在漏洞的可能。

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作者簡(jiǎn)介：

李科興，陜西省渭南市，陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院。endprint