趙澤生（河南黃大建設(shè)工程有限公司，河南鄭州，450000）

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關(guān)于計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)在建筑工程施工中的應(yīng)用分析

趙澤生
（河南黃大建設(shè)工程有限公司，河南鄭州，450000）

摘要：科學(xué)技術(shù)的使用讓建筑業(yè)發(fā)生了新的革命。近年來通過建筑工程施工的應(yīng)用與實(shí)踐，我們看到了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的巨大應(yīng)用價(jià)值，并對計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)在行業(yè)內(nèi)的發(fā)展前景一直在不斷探索研究中，期望獲得更遠(yuǎn)大的前景，為建筑行業(yè)的發(fā)展提供更為強(qiáng)大的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：虛擬施工；建筑工程；應(yīng)用研究

在建筑行業(yè)里，計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)可以創(chuàng)建出具有真實(shí)效果的虛擬建筑施工模型。包含了真實(shí)建筑場景的全部場景：建筑材料的分類、建筑構(gòu)造的框架、建筑工藝的門類，基本上是一個(gè)建筑施工項(xiàng)目的綜合數(shù)據(jù)庫。在建筑設(shè)計(jì)、設(shè)備管理、成本核算、施工管理驗(yàn)收檢查等方面，都能起到重要的作用。

1　計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)在建筑工程施工中的應(yīng)用價(jià)值

建筑工程項(xiàng)目中，涉及到的領(lǐng)域非常復(fù)雜，每個(gè)分項(xiàng)，每個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)承包方，每個(gè)管理部門，每個(gè)施工人員，他們的都有不同的訴求，并且承擔(dān)各自不同的責(zé)任，當(dāng)這些利益集中在一個(gè)整體項(xiàng)目中，就會(huì)決定這個(gè)工程的整體質(zhì)量水平。計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)管理模式，減少了人工處理問題的速度，減少外界因素對工程的影響。改變了傳統(tǒng)工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理的思維。讓施工項(xiàng)目與施工結(jié)果達(dá)到了和諧統(tǒng)一的狀態(tài)。通過三維模型，設(shè)計(jì)出項(xiàng)目的基本信息模型。通過各方的理解和執(zhí)行，運(yùn)用到實(shí)際操作中去。從根本上改變了建筑工程施工的規(guī)劃，為施工方以及施工管理方都提供了更好的手段來保證建筑工程施工的穩(wěn)步發(fā)展。

1.1投資方

對于建筑施工項(xiàng)目的投資方來說，無論采取何種方式開始工程，最大的目標(biāo)是要省錢和賺錢。計(jì)算機(jī)輔助項(xiàng)目怎么樣做到這一點(diǎn)呢？通常工程開始進(jìn)行時(shí)，前期準(zhǔn)備工作的主要環(huán)節(jié)是招投標(biāo)工作。這個(gè)階段的預(yù)算一般是固定的，但是在真正進(jìn)行后，就會(huì)出現(xiàn)超支的問題。尤其是當(dāng)工程質(zhì)量出現(xiàn)問題時(shí)，返工造成的超支是無可避免的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，返工以及設(shè)計(jì)失誤、項(xiàng)目變更、供貨單位的失誤、運(yùn)輸失誤、安全失誤以及各種質(zhì)量管理上的缺漏給總成本造成的損失超乎想象。如果采用了計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)，上述問題就可以得到最大程度的避免。從而達(dá)到省錢和賺錢的目標(biāo)。

1.2設(shè)計(jì)者

使用三維的方式來展現(xiàn)施工項(xiàng)目大大解決了設(shè)計(jì)者以往面對二維圖紙的困擾。在三維設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者可以自由地發(fā)揮設(shè)計(jì)靈感，將思維和技術(shù)充分展現(xiàn)在設(shè)計(jì)圖紙中，可以將自己的想象通過異性等超常規(guī)的建筑形態(tài)表現(xiàn)出來。而且，三維技術(shù)讓設(shè)計(jì)的手法更加復(fù)雜和具有個(gè)性。在無紙化的數(shù)字工程中，三維模型包含了材料、進(jìn)度、技術(shù)、進(jìn)程等所有的信息，形成比二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)更加完整的建筑信息設(shè)計(jì)模型。并且，三維設(shè)計(jì)在施工進(jìn)行中，如果需要變更和改造，也要比二維時(shí)代要方便快捷。

1.3施工方

傳統(tǒng)的施工方，對施工前的材料的品種、數(shù)量以及中期的施工進(jìn)度、質(zhì)量都不可能第一時(shí)間掌握完整的信息，往往在獨(dú)立進(jìn)行施工時(shí)，施工方并不了解其他方面的進(jìn)程和完成情況，也不了解所使用的材料的信息。但是計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)可以讓施工方對施工時(shí)需要的信息都能同步掌握。對于施工來說，沒有什么比掌握全面信息更有利于施工進(jìn)程的順利開展了。通過全面了解信息，避免了施工方的重復(fù)浪費(fèi)。并且避免了施工方之間的相互沖突。在施工進(jìn)程中可以及時(shí)看到工程的價(jià)值與質(zhì)量情況，施工方可以向投資方展示施工進(jìn)行情況，并及時(shí)按照投資方的意見進(jìn)行整改。減少施工過程中的各種浪費(fèi)，完成縮短工期等理想目標(biāo)。

1.4開發(fā)商

傳統(tǒng)的建筑施工的銷售，是通過紙質(zhì)或者沙盤模型來進(jìn)行與客戶之間的溝通?？蛻綦y以對建筑物的效果通過平面的效果得到全面的信息，計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)將建筑項(xiàng)目以立體的視角展現(xiàn)給客戶?？蛻艨梢愿惺艿缴砼R其境的參觀境界。體驗(yàn)到真實(shí)的場景。從而能夠滿意地加以對比和挑選，并且，在虛擬的世界里，客戶可以通過虛擬技術(shù)來進(jìn)行建筑物的裝修程序，更加真實(shí)地體會(huì)到建筑物未來將會(huì)帶來的生活感受。因此，開發(fā)商銷售業(yè)績更加好，所以也就更加樂于使用這種先進(jìn)的技術(shù)手段運(yùn)用到運(yùn)營中去。

2　計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的應(yīng)用研究

2.1參數(shù)化設(shè)計(jì)

在參數(shù)化建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，有幾個(gè)功能要求：通過主要的參數(shù)，可以形成初步的設(shè)計(jì)方案。簡化了設(shè)計(jì)工作量。

對建筑外部的環(huán)境進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，結(jié)合建筑物所在的地理環(huán)境以及地形、設(shè)施等具體的參照物來定位空間之間的關(guān)系，得到復(fù)雜的數(shù)字化設(shè)計(jì)結(jié)果。

通過不同的邏輯關(guān)系運(yùn)用不同的參數(shù)設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求來進(jìn)行構(gòu)件，得出具有相關(guān)要求的結(jié)構(gòu)分析模型。

為滿足投資者和客戶的需求，可以設(shè)計(jì)出多個(gè)優(yōu)化后的方案來應(yīng)對。通過多方提出的設(shè)計(jì)要求，形成不同的參數(shù)，設(shè)計(jì)出不同的模型供選擇和比對。

通過數(shù)據(jù)集成解決重復(fù)勞動(dòng)的問題，可以使用數(shù)據(jù)修改的手段，節(jié)省重復(fù)修改，保證出圖及時(shí)準(zhǔn)確。

通過計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)中成本核算功能，優(yōu)化工程涉及，修正工程功能，精確工程的環(huán)節(jié)以及質(zhì)量管理，確定工程的內(nèi)部材料購買和人員的設(shè)置，利用參數(shù)計(jì)算的方法，在保證施工建設(shè)的前提下，選擇合適的成本控制方案，降低一些施工工藝和材料的造價(jià)，達(dá)到施工造價(jià)的節(jié)約效果。

2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)可以避免設(shè)計(jì)變更和施工錯(cuò)誤帶來了損失。將建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等專業(yè)放在統(tǒng)一施工項(xiàng)目進(jìn)行協(xié)作。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的交流手段，來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)流程的組織管理，實(shí)現(xiàn)技術(shù)與多方面的協(xié)調(diào)合作。例如土木工程師與機(jī)電工程師、給排水工程師等這些不同項(xiàng)目不同環(huán)節(jié)的技術(shù)人員，在傳統(tǒng)的工程施工操作中，是不可能同步信息，溝通交流的，但是在計(jì)算輔助系統(tǒng)的幫助下，他們都可以匯總到虛擬的建筑信息模型這個(gè)平臺(tái)中來，將各自所負(fù)責(zé)的項(xiàng)目情況，質(zhì)量監(jiān)督情況，工程進(jìn)程情況，還有需要整改的問題，需要進(jìn)行交流的問題進(jìn)行溝通。使信息的傳遞可以更加迅捷。不同工藝不同領(lǐng)域的技術(shù)人員之間可以共同從事整個(gè)項(xiàng)目的管理工作中。這種技術(shù)支持提升了效率，成為設(shè)計(jì)、組織、管理、施工中的不可或缺的手段，將建筑全周期變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，帶來綜合效率的提升。

2.3虛擬現(xiàn)實(shí)

計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)融合了數(shù)字圖像處理、圖形學(xué)、多媒體技術(shù)等多個(gè)信息科技，把虛擬的空間轉(zhuǎn)化成了真實(shí)的世界，讓人們感受到的建筑工程項(xiàng)目數(shù)字化世界在真實(shí)世界中的展示。虛擬系統(tǒng)包含了各種高科技信息技術(shù)，綜合了大型集成系統(tǒng)的功能，提供了多層次的數(shù)據(jù)信息處理環(huán)境。帶來各種虛擬的場景設(shè)計(jì)概念。人類在現(xiàn)實(shí)與虛擬的結(jié)合場景中，看到了逼真的原型。包括場景、燈光、設(shè)置。可以在虛擬場景中真實(shí)地漫游、生活、交流。感受到真實(shí)場景下的真實(shí)體驗(yàn)。例如建筑項(xiàng)目中的房間、周邊的環(huán)境以及車輛等的形狀、日照情況、溫度情況等等。

2.4能耗模擬

計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)將建筑中的世界能耗提前計(jì)算出來，包括空調(diào)能耗、結(jié)構(gòu)能耗、熱源散熱能耗等。并結(jié)合能耗的數(shù)值積極整體的能耗數(shù)值，將未來的所有有關(guān)能耗的類型和調(diào)節(jié)方法提供給使用者觀看，以便在真實(shí)使用時(shí)采納或者調(diào)整。還有建筑物熱環(huán)境的模擬分析，通過模擬軟件設(shè)計(jì)出優(yōu)化的方案，以便預(yù)測和評價(jià)，并給出最好的結(jié)局方案，構(gòu)架方案實(shí)施后的模擬結(jié)果。同樣，諸如風(fēng)環(huán)境、光環(huán)境同樣是可以模擬的方式直觀展現(xiàn)優(yōu)化方案供使用者選擇的。

3　計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)踐

建筑施工使用計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)，主要應(yīng)用于三個(gè)方面:

使用三維渲染的方式提高設(shè)計(jì)的視覺沖擊和精準(zhǔn)度。形象地展示建筑施工項(xiàng)目的分布于進(jìn)度和分項(xiàng)目的施工情況等。

利用計(jì)算機(jī)快速計(jì)算的優(yōu)勢，提供項(xiàng)目管理需要的數(shù)據(jù)，計(jì)算施工預(yù)算、工程量等信息。進(jìn)行造價(jià)管控、成本預(yù)算等的精確度，為施工方提供管理依據(jù)。

利用計(jì)算機(jī)精細(xì)化數(shù)據(jù)分析能力減少工程浪費(fèi)，對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確快速的收集和整理，對物流、倉儲(chǔ)過程的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，避免消耗過大和材料的損失等。

計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)可以快速地展現(xiàn)出施工工程的模擬現(xiàn)場。讓各方在虛擬的施工現(xiàn)場看到工程進(jìn)展與存在的問題，以便管理層快速做出決策，調(diào)整施工方案，確保施工進(jìn)程的順利進(jìn)行和安全性。

4　結(jié)語

計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)在建筑施工領(lǐng)域的應(yīng)用是必然趨勢，隨著虛擬施工技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)將進(jìn)一步完善其各項(xiàng)功能，擔(dān)當(dāng)起建筑行業(yè)領(lǐng)頭羊的角色，成為建筑領(lǐng)域重要工具的角色。

參考文獻(xiàn)

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Application of computer aided systems engineering in building construction

Zhao Zesheng
（Henan Everbright Construction Engineering Co.， Ltd. Henan Zhengzhou，450000）

Abstract：The construction of science and technology so that the occurrence of a new revolution.In recent years，through the application of the practice of architecture and construction，we see tremendous value of the computer system，and the prospects for the development of computer-aided systems in the industry has been in continuous exploration studies，expect more ambitious outlook for the construction industry provide more powerful technology to support the development.

Keywords：Virtual construction；Applied research；Architectural Engineering

作者簡介

趙澤生，男（1971.11—），河南蘭考人，工程碩士，畢業(yè)于鄭州大學(xué)，建筑工程專業(yè)，現(xiàn)任高級工程師職稱。