BIM 技術(shù)在綠色建筑施工材料管理中的應(yīng)用*

荊 州

(甘肅第七建設(shè)集團(tuán)股份有限公司 蘭州 730000)

建筑行業(yè)在市場內(nèi)的發(fā)展具有能源消耗大、經(jīng)濟(jì)收益高等特點(diǎn),在雙碳政策下,建筑行業(yè)正逐漸轉(zhuǎn)型。同時(shí),綠色建筑成為了發(fā)展的焦點(diǎn)。綠色建筑最主要的優(yōu)勢是施工中所使用的材料均為環(huán)保、節(jié)能材料。相比常規(guī)的建筑模式,綠色建筑在施工中具有更高的水平要求,為滿足工程施工與建筑設(shè)計(jì)需求,在施工現(xiàn)場需要采用合理、規(guī)范的方式與技術(shù),對施工材料進(jìn)行現(xiàn)場管理[1]。

因此,大部分工程方都利用BIM 技術(shù)可視化特點(diǎn),設(shè)計(jì)建筑綠色結(jié)構(gòu)化模型,模擬建筑設(shè)計(jì)中的不同材料在應(yīng)用中的節(jié)能效果,通過此種方式進(jìn)行工程施工的管理,還可以達(dá)到在施工前對材料使用量預(yù)估的效果[2]。但根據(jù)相關(guān)工作的執(zhí)行現(xiàn)狀可以看出,大部分工程方已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了將BIM 技術(shù)與綠色建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行對接,但是施工方通常將BIM 技術(shù)應(yīng)用到項(xiàng)目進(jìn)度管理與項(xiàng)目質(zhì)量管理方面,極少有工程方將此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)場施工材料的管理工作中。但根據(jù)大量的工程實(shí)踐可知,基于BIM 技術(shù)的材料管理是十分可行的。

因此,筆者將在現(xiàn)有工作的基礎(chǔ)上,結(jié)合綠色建筑在我國經(jīng)濟(jì)市場內(nèi)的發(fā)展趨勢,引進(jìn)BIM 技術(shù),以益通筑夢時(shí)代廣場項(xiàng)目為例,設(shè)計(jì)一種針對施工材料的全新管理方法,通過此種方式從而提高材料管理工作的規(guī)范化與系統(tǒng)化。

1 綠色建筑施工材料管理方法設(shè)計(jì)

1.1 基于BIM 技術(shù)的施工材料可視化數(shù)據(jù)庫建設(shè)

為實(shí)現(xiàn)對綠色建筑在施工中材料的規(guī)范化管理,采用BIM 技術(shù),對施工材料三維可視化數(shù)據(jù)庫的建設(shè)展開研究[3]。根據(jù)設(shè)計(jì)需求,進(jìn)行可視化數(shù)據(jù)庫構(gòu)建過程中輔助性工具的選擇,相關(guān)內(nèi)容如表1所示。

表1 施工材料可視化數(shù)據(jù)庫構(gòu)建輔助工具

在AutoDesk 操作終端上,選擇BIM 建模工具,將數(shù)據(jù)庫信息作為基礎(chǔ),將施工過程中的構(gòu)件信息按照其屬性錄入終端,以此種方式,來建立終端的人機(jī)交互界面[4]。

在此基礎(chǔ)上,在界面中錄入施工材料信息,點(diǎn)擊界面中的生成鍵,進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建[5]。錄入的信息包括施工材料類別、施工材料編號、施工材料數(shù)量、存儲(chǔ)位置、質(zhì)量驗(yàn)收結(jié)果等[6～7]。根據(jù)建筑樓層數(shù)與預(yù)設(shè)的工程進(jìn)度,將施工材料的消耗過程與工程進(jìn)度進(jìn)行匹配。此過程可見相關(guān)公式。

在施工過程中,建立材料數(shù)據(jù)庫與工程進(jìn)度之間的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)對材料消耗量與剩余量的實(shí)時(shí)更新。按上述方式實(shí)現(xiàn)對施工材料可視化數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。

1.2 規(guī)劃施工階段工程材料出入庫管理

根據(jù)綠色建筑工程項(xiàng)目施工中的材料供應(yīng)商,制定材料在準(zhǔn)備階段與施工階段的采購計(jì)劃,根據(jù)工程在不同施工階段對材料的需求,進(jìn)行材料的實(shí)時(shí)供應(yīng),通過此種方式,進(jìn)行施工材料出入庫的規(guī)范化管理[8～9]。在管理過程中,提前做好對庫內(nèi)現(xiàn)存材料的清點(diǎn),避免在管理過程中受到人為等因素的干擾出現(xiàn)材料記錄偏差的問題。將相關(guān)信息以規(guī)范化的方式錄入數(shù)據(jù)采集終端,并進(jìn)行施工材料的出入庫管理,如圖1所示。

圖1 施工材料出入庫管理

1.3 生成綠色建筑施工材料管理報(bào)表

為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對施工材料的管理,可在現(xiàn)有工作的基礎(chǔ)上,使用終端輔助管理工具,進(jìn)行施工中材料管理報(bào)表的生成[10]。此過程見圖2。

圖2 生成綠色建筑施工材料管理報(bào)表

在此過程中,可以通過對界面的編輯,進(jìn)行材料報(bào)表的編輯管理。根據(jù)建筑樓板信息進(jìn)行施工材料報(bào)表的更新,將報(bào)表的更新過程與終端報(bào)表編輯管理過程進(jìn)行匹配,實(shí)現(xiàn)并完成基于BIM 技術(shù)的材料管理。

2 管理效果檢驗(yàn)

筆者基于BIM 技術(shù)完成了材料管理方法的設(shè)計(jì),為了驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)方法的可行性與有效性,以益通筑夢時(shí)代廣場項(xiàng)目為例,進(jìn)行了方法驗(yàn)證。

為確保對此項(xiàng)目施工中材料的規(guī)范化管理,在開展實(shí)驗(yàn)前,獲取與此項(xiàng)目相關(guān)的概況。通過與施工方的交涉與現(xiàn)場勘查,明確該項(xiàng)目位于甘肅省,施工現(xiàn)場交通方便,整個(gè)場地在段家灘路南側(cè),地面標(biāo)高1513.80～1515.84 m。場地分為東西兩個(gè)區(qū),建筑形狀為長方形,其中1#樓長53.9 m×寬18.9 m,2#樓長37.2 m×寬18.2 m,3#樓長37.2 m×寬18.2 m,4#樓長36.4 m×寬36.4 m,5#樓長30.2 m×寬30.2 m。其中地上結(jié)構(gòu)建筑最高層數(shù)為39層,層高最高為5.6 m;地下結(jié)構(gòu)建筑最高層數(shù)為4層,層高最高為5.15 m。對建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)信息如表2所示。

表2 益通筑夢時(shí)代廣場項(xiàng)目結(jié)構(gòu)概況

在此基礎(chǔ)上,對建筑的柱、墻、梁、板、梯等砼等級進(jìn)行分析,根據(jù)樓高明確在施工中墻、柱、連梁、板、梯的用材型號,如表3所示。

表3 項(xiàng)目施工材料計(jì)劃

使用本文設(shè)計(jì)的方法,對施工中的計(jì)劃材料進(jìn)行管理。在此過程中,先引進(jìn)BIM 技術(shù),構(gòu)建針對此項(xiàng)目的施工材料可視化數(shù)據(jù)庫,根據(jù)施工現(xiàn)場安排,材料出入庫的規(guī)范化管理,根據(jù)記錄后數(shù)據(jù)庫的管理需求,生成綠色建筑施工材料管理報(bào)表,完成對施工過程中材料的管理。完成管理后,將管理后施工材料的損耗率作為評價(jià)指標(biāo),對施工過程中材料的損耗率進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算公式(1)如下:

式中:S——材料損耗率;

M1——材料實(shí)際用量;

M2——材料理論用量。

根據(jù)公式(1)隨機(jī)抽取幾種材料,對其進(jìn)行損耗率的計(jì)算,統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

由表4可知,使用本設(shè)計(jì)的方法,對施工過程中的材料進(jìn)行規(guī)范化管理,可以實(shí)現(xiàn)將材料損耗率控制在1%內(nèi)。

表4 管理后施工材料損耗率

3 結(jié)語

筆者從基于BIM 技術(shù)的施工材料可視化數(shù)據(jù)庫建設(shè)、規(guī)劃施工階段工程材料出入庫管理、生成綠色建筑施工材料管理報(bào)表3個(gè)方面,設(shè)計(jì)了一種全新的材料管理方法,并通過實(shí)驗(yàn)證明了此方法可以實(shí)現(xiàn)在施工中材料損耗率控制在1%內(nèi)。通過此次的研究,明確了BIM 技術(shù)在工程中合理應(yīng)用的必要性與可行性,為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對BIM 技術(shù)的推廣,可在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)針對綠色建筑全生命周期的智慧建造技術(shù),包括BIM+智慧工地、BIM5D 集成管理平臺(tái)、智慧辦公管理平臺(tái)(以數(shù)據(jù)共享與業(yè)務(wù)協(xié)同為基礎(chǔ),結(jié)合最新5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),構(gòu)建BIM 可視化運(yùn)維平臺(tái),使整個(gè)建筑樓宇數(shù)字化,實(shí)現(xiàn)建筑管理在線化,打造便捷高效、智能智慧的新一代數(shù)字建筑行業(yè))、IBMS可視化運(yùn)維管理平臺(tái)、智慧政務(wù)展示管理平臺(tái)等。將BIM 技術(shù)應(yīng)用到建筑行業(yè)社會(huì)發(fā)展中的更多領(lǐng)域中,助力我國建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。