關(guān)于BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用探討

文/宋發(fā)成

關(guān)于BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用探討

文/宋發(fā)成

恩施自治州翔宇建設(shè)工程有限公司

大數(shù)據(jù)和數(shù)字時(shí)代的到來(lái)，要求建筑企業(yè)走出一條合理管理模式的發(fā)展道路，不斷升級(jí)行業(yè)。本文通過(guò)對(duì)具體案例進(jìn)行分析，簡(jiǎn)要介紹在建筑施工過(guò)程中 BIM 技術(shù)的應(yīng)用程序。

BIM技術(shù)；建筑施工；具體案例

在建筑施工過(guò)程中，BIM 模型可以模擬施工過(guò)程，及時(shí)協(xié)調(diào)施工進(jìn)度與建筑材料和施工人員的安排，提高施工管理效率；通過(guò)對(duì)比方案計(jì)劃與現(xiàn)場(chǎng)施工情況，能夠有效控制進(jìn)場(chǎng)異型構(gòu)件的質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工錯(cuò)誤、交叉施工等問(wèn)題，節(jié)約施工成本，增加建筑施工企業(yè)的盈利空間。

1 BIM技術(shù)的概念及特點(diǎn)

1.1 概念

所謂的 BIM 技術(shù)就是建筑信息模型技術(shù)的簡(jiǎn)稱，相關(guān)人員通過(guò)對(duì)各項(xiàng)施工信息進(jìn)行收集與分析，可形成一個(gè)三維立體建筑模型。在這種模式下，可對(duì)建筑工程的全壽命周期進(jìn)行管理，包括圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、施工管理、竣工結(jié)算等。在建筑施工中利用BIM 技術(shù)，有利于優(yōu)化資源配置，提高管理質(zhì)量，避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)等問(wèn)題，從而提高施工質(zhì)量，控制施工成本。這一技術(shù)理念最早由西方國(guó)家提出并實(shí)施的，獲得了顯著的成就。

1.2 特點(diǎn)

第一，模擬性。建筑信息模型 BIM 技術(shù)擁有強(qiáng)大的模擬功能，技術(shù)人員可通過(guò)數(shù)據(jù)收集來(lái)模擬出建筑模型，以便于進(jìn)行控制和管理。尤其是對(duì)于建筑設(shè)計(jì)工作來(lái)說(shuō)，具備很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)性，可對(duì)當(dāng)?shù)氐娜照涨闆r、災(zāi)害情況等進(jìn)行模擬分析，能有效保障圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的科學(xué)性，以保障施工質(zhì)量。第二，可視性。傳統(tǒng)的施工設(shè)計(jì)圖紙多為二維平面圖紙，施工單位在拿到圖紙時(shí)，只能看到一些線條和參數(shù)，并不能了解具體信息，在進(jìn)行施工時(shí)容易出現(xiàn)誤差，對(duì)施工質(zhì)量和進(jìn)度會(huì)造成影響。而 BIM 技術(shù)是一種三維立體技術(shù)，可將各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行立體化呈現(xiàn)，有利于施工單位直觀了解設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)意圖，能有效避免施工誤差，保障施工質(zhì)量。

2 BIM 技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用程序

2.1 采集數(shù)據(jù)應(yīng)用

BIM 技術(shù)構(gòu)建三維立體模型，需要大量數(shù)據(jù)信息作為支撐。設(shè)計(jì)人員需要親自進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行考察，采集有用信息。這些信息包括建筑面積、建筑高度、建筑供能、樓層間距等基礎(chǔ)信息，施工人數(shù)、施工時(shí)間、建材運(yùn)輸和存放等施工信息，以及施工開始后不斷更新的工程信息等。設(shè)計(jì)人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際考察，要不斷對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比、核實(shí)，確保設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度。同時(shí)借助計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)，將所有施工信息錄入、儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)平臺(tái)中，為 BIM 建模形成完整的數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.2 調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

建立BIM 數(shù)據(jù)模型后，要不斷根據(jù)實(shí)際施工情況及時(shí)更新模型數(shù)據(jù)，完善數(shù)據(jù)平臺(tái)，形成建筑項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)模型。BIM 數(shù)據(jù)模型主要包括三個(gè)方面的功能：監(jiān)督、管理施工管理系統(tǒng)；建立施工組織明細(xì)表；構(gòu)建建筑項(xiàng)目的3D模型。在建筑施工過(guò)程中，要想實(shí)現(xiàn)這三方面的功能還需要借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、統(tǒng)合和查詢功能。施工企業(yè)不斷將施工信息上傳到數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，再利用 BIM 技術(shù)對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行管理，確保BIM模型與實(shí)際施工進(jìn)度保持一致。

2.3 細(xì)化應(yīng)用流程

BIM 數(shù)據(jù)模型的建立和更新都需要整合大量施工數(shù)據(jù)，但在應(yīng)用BIM 技術(shù)指導(dǎo)施工過(guò)程時(shí)，則需要將各項(xiàng)數(shù)據(jù)分離。通過(guò)詳細(xì)分析每組數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過(guò)程的精細(xì)控制。首先將建材儲(chǔ)存、施工工序和進(jìn)度、人力資源配置等信息整合到 BIM 數(shù)據(jù)模型中，然后協(xié)調(diào)BIM 系統(tǒng)通過(guò)對(duì)比分析施工狀況，對(duì)每個(gè)單項(xiàng)施工過(guò)程進(jìn)行科學(xué)安排，最終實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。BIM 數(shù)據(jù)模型通過(guò)設(shè)置管理權(quán)限來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過(guò)程的管理。要想在實(shí)際施工過(guò)程中發(fā)揮 BIM 模型的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，相關(guān)管理人員必須具備較高的專業(yè)能力和綜合素質(zhì)。

3 實(shí)際應(yīng)用案例

3.1 工程概述

本次工程的建筑施工面積為 43.7萬(wàn)m2，建筑高度為528m，樓層數(shù)為115層，基埋深度為37.3m。建筑結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土核心筒設(shè)計(jì)與巨型框架形結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系，鋼材總用量為12萬(wàn) t。工程工期為36個(gè)月，施工設(shè)計(jì)變化較大，圖紙量大，施工空間相對(duì)較小，需要考慮各類施工構(gòu)建的進(jìn)場(chǎng)安排。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)三維模型構(gòu)建

本次工程施工量大、工期較緊、標(biāo)準(zhǔn)較高，如果采用傳統(tǒng)的二維圖紙進(jìn)行施工設(shè)計(jì)，難以形成有效管理，無(wú)法完全避免交叉施工影響，因此采用BIM技術(shù)對(duì)建筑項(xiàng)目進(jìn)行三維建模。BIM 模型能夠?qū)摻Y(jié)構(gòu)中各構(gòu)件的尺寸、位置展現(xiàn)出來(lái)，并結(jié)合機(jī)電、土建等專業(yè)知識(shí)，對(duì)施工方式進(jìn)行模擬分析。本次工程施工場(chǎng)地的空間狹小，會(huì)限制各類建筑材料的堆放。BIM 模型提前對(duì)行車路線、施工區(qū)域、倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)域等進(jìn)行規(guī)劃，并根據(jù)實(shí)際施工需求確定鋼平臺(tái)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。初步規(guī)劃完成后，再利用BIM技術(shù)將各區(qū)域模型進(jìn)行合并，并模擬碰撞試驗(yàn)，尋找設(shè)計(jì)缺陷和漏洞。經(jīng)過(guò)幾次修改完善后，最大程度地優(yōu)化了設(shè)計(jì)方案和施工管理方案，避免了交叉施工問(wèn)題，最大程度地縮短了工期。

3.3 BIM 組織架構(gòu)

BIM 組織架構(gòu)是為發(fā)揮BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)而形成的以相關(guān)技術(shù)人員為核心的工程管理體系。本次工程的 BIM 的負(fù)責(zé)人同時(shí)擔(dān)任項(xiàng)目管理總負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)指導(dǎo)和協(xié)調(diào)團(tuán)隊(duì)工作?；趯?shí)際施工需要，下設(shè)一名協(xié)調(diào)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各構(gòu)架系統(tǒng)工作。BIM 模型主要分為信息維護(hù)、模型整合與協(xié)調(diào)、施工進(jìn)度與節(jié)點(diǎn)管理、BIM 模型的深度設(shè)計(jì)等系統(tǒng)。在施工過(guò)程中，各系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)、平衡發(fā)展，才能避免出現(xiàn)各類施工問(wèn)題，保持 BIM系統(tǒng)與實(shí)際施工過(guò)程的一致性。本次工程的BIM模型的深度設(shè)計(jì)系統(tǒng)在利用三維參數(shù)化模型進(jìn)行可視性分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)存在問(wèn)題，并及時(shí)糾正，避免了施工錯(cuò)誤造成材料和人力的損失。

4 結(jié)束語(yǔ)

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展下，加劇了企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)，要求建筑企業(yè)轉(zhuǎn)變管理模式，創(chuàng)新施工技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。雖然 BIM 技術(shù)在我國(guó)發(fā)展較快，但主要應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，在施工方面應(yīng)用較少。對(duì)此，建筑企業(yè)應(yīng)正確認(rèn)識(shí)BIM 技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，不斷提高技術(shù)利用率，以保障施工質(zhì)量和效率，推動(dòng)我國(guó)建筑施工水平快速提高。