探究BIM技術(shù)在工業(yè)廠房建造中的施工管理

林瑩 戴超 黃勇

摘 要 BIM是一個(gè)帶有信息的建筑模型，一種新技術(shù)和新工作模式，實(shí)現(xiàn)工程行業(yè)信息化的管理理念。本文就運(yùn)用BIM在具體項(xiàng)目中如何進(jìn)行施工管理進(jìn)行說明論述。

關(guān)鍵詞 BIM技術(shù);工業(yè)廠房;施工;管理

1關(guān)于BIM的概念

1.1 BIM的定義

對于BIM的概念，建筑信息模型（ Building Information Modeling ）是通過創(chuàng)建并利用數(shù)字模型對項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造及運(yùn)營管理的全生命過程。BIM實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)二維繪圖向三維繪圖的轉(zhuǎn)變，可以把建筑信息更加全面、直觀地展現(xiàn)出來。

BIM是對建設(shè)項(xiàng)目或設(shè)施功能特性和物理數(shù)字化表達(dá)，是項(xiàng)目參建方共享的 知識資源。

1.2 BIM的特點(diǎn)

（1）三維圖形化。BIM模型的特點(diǎn)是直觀可視，易于接受與理解的，通過BIM三維圖形可以完整表達(dá)建筑的空間位置關(guān)系和構(gòu)件的幾何形狀。同時(shí)在BIM建筑信息模型全壽命周期過程都是可視化的，不僅所有參數(shù)報(bào)表的生成和建設(shè)效果圖的展示是可視化的，項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營過程中的討論、溝通、決策也在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行。

（2）構(gòu)件對象化。在BIM模型中只依靠自身就可以完整表達(dá)梁、板、柱等建筑構(gòu)件對象的信息，從而準(zhǔn)確完善地表達(dá)各類建筑構(gòu)件的三維幾何圖形。

（3）信息參數(shù)化。BIM模型建筑信息進(jìn)行表達(dá)和存儲是通過參數(shù)化的形式，因此BIM模型可以用下列等式來表示，BIM=3D圖形+N維參數(shù)+應(yīng)用。在等式中建筑信息模型N維參數(shù)代表宏觀信息和微觀信息，一般N維宏觀信息包括：地理信息、經(jīng)度、緯度、海拔高度、建筑空間信息、在城市中的位置、周邊交通、配套、在小區(qū)內(nèi)的位置、其他建筑遭擋關(guān)系，氣象信息（所在城市）、溫度、濕度、風(fēng)速、太陽高度、氣象信息（小區(qū)環(huán)境），溫度、光照遮擋、風(fēng)速、周邊噪音等。建筑信息模型N維微觀信息體現(xiàn)在：建筑構(gòu)件的定義尺寸長寬高、點(diǎn)（頂點(diǎn)），面（曲面），三維形體空間信息，構(gòu)件所在樓層、軸網(wǎng)的位置，定位點(diǎn)、放置向量、建筑構(gòu)件名稱、分類、編號、分組等方面。那專業(yè)BIM應(yīng)用軟件可以利用各種多數(shù)信息實(shí)現(xiàn)不同的功能與用途，參與方不需要重新輸入相同的信息，在共同的模型中建筑全壽命期各個(gè)階段進(jìn)行信息參數(shù)共享[1]。

2基于項(xiàng)目BIM的施工管理

2.1 材料算量清單管理

（1）傳統(tǒng)的BIM技術(shù)算量。傳統(tǒng)過程中的建筑工程算量是在二維的基礎(chǔ)上建模的。造價(jià)工程師在對建筑工程成本概預(yù)算時(shí)，需要大量人員對單位工程、單行工程、分部分項(xiàng)工程一步步的計(jì)算，然后匯總統(tǒng)計(jì)，消耗了大量的人力物力和財(cái)力。工程量的計(jì)算時(shí)間在整個(gè)建筑工程計(jì)算過程中占到差不多50%～80%。而且，由于工作人員經(jīng)常加班趕時(shí)間，不可避免地會出現(xiàn)錯(cuò)誤和誤差，從而增大了風(fēng)險(xiǎn)。因此，將傳統(tǒng)的二維模型算量轉(zhuǎn)換成基于BIM模型的三維算量，是目前建筑業(yè)必須發(fā)展的方向。

（2）基于BIM技術(shù)的三維（新型）算量?；贐IM技術(shù)的三維模型算量與傳統(tǒng)過程中的二維建模算量雖有些不同，但又密切相關(guān)。大體上講，BIM建模的三維模型算量就是通過專業(yè)軟的方法導(dǎo)入到算量軟件中，直接計(jì)算出建筑工程量，避免了再一次輸入構(gòu)建，使傳統(tǒng)的算量建模方法轉(zhuǎn)變?yōu)榛贐IM模型的算量檢查和優(yōu)化精確度等工作。這種方法既可以避免重復(fù)對構(gòu)建的建模，也可以在招投階段縮短計(jì)算時(shí)間，提高工程算量精確度，并可根據(jù)施工過程中突然發(fā)生的問題動態(tài)化解決，隨時(shí)對工程量加以計(jì)算和更新，同時(shí)為后續(xù)的鋼筋計(jì)算、施工進(jìn)度、工期優(yōu)化及施工質(zhì)量管理提供了更加有效的參考依據(jù)。

（3）基于BIM技術(shù)混凝土算量?；诒卷?xiàng)目面積大，采用的是格構(gòu)梁做法和華星桶做法等工藝。主體算量難度大，且要求時(shí)間緊張，對于項(xiàng)目預(yù)算要求高。施工人員每天都要在混凝土澆筑技術(shù)方面花費(fèi)大量時(shí)間，直接影響施工管理效率，其次在其他算量基礎(chǔ)軟件進(jìn)行建模;前期建模工作量大，時(shí)間長無法短期準(zhǔn)確輸出成果。

基于項(xiàng)目當(dāng)前考慮，運(yùn)用BIM技術(shù)解決這一問題迫在眉睫，客觀上項(xiàng)目上本身也有相應(yīng)的BIM團(tuán)隊(duì)，且在項(xiàng)目全面開展前，已完成施工圖BIM模型。并已得到相關(guān)單位驗(yàn)收確認(rèn)，其次BIM模型本身帶有數(shù)據(jù)信息和基本算量功能，無須在進(jìn)行重復(fù)建模，最終我們采用BIM模型進(jìn)行前期混凝土量以及木模算量和砌體算量。

（4）基于BIM模板算量。根據(jù)項(xiàng)目對模板的采購算量需要，BIM基于上述優(yōu)化后的模型結(jié)合BIM插件進(jìn)行木模算量。

在傳統(tǒng)BIM木模算量是采取建立可參數(shù)化族，基于木模配模規(guī)范，在BIM模型主體進(jìn)行一塊塊布置，同時(shí)還要墻梁板柱模板之前的關(guān)系，等于BIM需要重新做一版木模模型，后期還要對木模進(jìn)行算量，并匯總輸出成果，總體來說過配模時(shí)間長，效率低，因?yàn)槭侨斯ぶ谱鳎敵龀晒麜r(shí)間長，模板算量誤差大。無法項(xiàng)目實(shí)際需要。

后借助成熟BIM廠商研發(fā)的，基于BIM軟件研發(fā)的木模算量插件，對好結(jié)構(gòu)柱，結(jié)構(gòu)墻，梁、板、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)置模板規(guī)格。根據(jù)木模規(guī)范進(jìn)行快速生成基于結(jié)構(gòu)主體的木模模型;然后進(jìn)行木模細(xì)部調(diào)整直接輸出相應(yīng)的木模用料報(bào)表。

（5）基于BIM砌體算量。在結(jié)構(gòu)主體封頂前，一方面需要把二次砌磚方案報(bào)給相關(guān)單位報(bào)審需要。另一方面基于現(xiàn)場人工原因造成不按圖施工，材料浪費(fèi)，二次搬運(yùn)，材料管控大原因。我們采用BIM配合技術(shù)方案制作，和根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范輸出相關(guān)砌體排布圖紙，并對最終輸出砌體用料報(bào)表。

首先，我們在BIM模型進(jìn)行構(gòu)造柱定位具體參照設(shè)計(jì)規(guī)范，構(gòu)造柱的定位詳建筑圖。如建筑圖上未表示，施工中按以下原則設(shè)置：墻長大于5米或?qū)?，?倍時(shí)每隔三米設(shè)置構(gòu)造柱;最大不能超過4米，砌體墻端部無約束或洞口寬度大于2米時(shí)必須增設(shè)構(gòu)造柱。砌體拐角需設(shè)置構(gòu)造柱，構(gòu)造柱斷面：墻厚x200，低于200墻體不用設(shè)置構(gòu)造柱。準(zhǔn)確設(shè)置構(gòu)造柱，并生成相關(guān)構(gòu)造柱定位圖，然后設(shè)置門窗過梁圈梁，設(shè)置原則參照規(guī)范如下：

填充墻內(nèi)門窗洞口頂無梁處，均設(shè)鋼筋混凝土過梁。洞口小于1000mm時(shí)，設(shè)置的過梁高度為90mm，大于1000mm小于等于1500時(shí)，設(shè)置的過梁高度為120mm，大于1500小于等于2000mm，過梁設(shè)置高度180mm，大于2000mm小于等于2500mm設(shè)置過梁高度為200。若洞口緊靠砼柱、墻邊邊時(shí)或砼柱、墻邊填充墻長度小于過梁的支撐長度時(shí)應(yīng)先在柱內(nèi)預(yù)留過梁縱筋再現(xiàn)澆過梁，現(xiàn)澆過梁。當(dāng)門窗洞頂至樓層梁底的距離≤h（過梁高度）+ 150mm而無法另設(shè)過梁。

當(dāng)墻高>4m時(shí)應(yīng)每隔2m（ 或窗上下門上）加設(shè)通長混凝構(gòu)造腰帶，當(dāng)填充墻頂部無梁或板時(shí)，必須墻頂設(shè)置壓項(xiàng)圈梁縱筋端部錨入砼柱，進(jìn)行設(shè)置過梁和圈梁。

其次開始設(shè)置導(dǎo)墻磚，導(dǎo)墻高度不超過300mm，采用滿丁滿條法。然后設(shè)置砌體磚，采用的是加氣混凝土砌塊，預(yù)留大小為10mm的灰縫，按照要求排布的時(shí)候不用1/3的斷磚，并在梁下或結(jié)構(gòu)板下用灰砂磚采用外八字形式使用設(shè)置斜槎。

在排布過程中整體考慮砌體排布是否符合規(guī)范，是否整齊美觀，排布完成后進(jìn)行核審后，由相關(guān)BIM插件輸出相關(guān)砌體總量報(bào)表。用于砌體排布報(bào)審，最后下發(fā)到施工勞務(wù)安裝施工圖進(jìn)行砌筑

此次BIM輔助清單算量應(yīng)用對項(xiàng)目在于施工組織和管理方式的革新。如何在極低的利潤率下挖掘生存空間。如何利用先進(jìn)的技術(shù)來較少投入，控制潛在風(fēng)險(xiǎn)就等于利潤來源。用軟件的高效率代替人為煩瑣的流程，甚至做到流程簡化，形成一套完整的流程體系，完善的施工組織，這也是精細(xì)化管理的本質(zhì)。

2.2 BIM輔助安全管理

本項(xiàng)目因?yàn)槊娣e大人員多，材料投放大，施工進(jìn)度快，等因素，所以對施工安全極其重視。施工前期結(jié)合BIM技術(shù)進(jìn)行安全隱患排查，一個(gè)是施工前工作人員使用無人機(jī)航拍技術(shù)采集現(xiàn)場信息。利用Revit進(jìn)行總平面布置的一比一模型搭建。在討論施工現(xiàn)場整體規(guī)劃、現(xiàn)場進(jìn)場位置、材料區(qū)位置、設(shè)備機(jī)械位置，危險(xiǎn)區(qū)域等問題時(shí);利用三維建?？赡M施工工過程如構(gòu)件吊裝路徑、危險(xiǎn)區(qū)域、車輛進(jìn)出現(xiàn)場狀況等，通過直觀、多角度、全方位地觀察規(guī)避了由于現(xiàn)場布置不合理而埋下的安全隱患。最后以人工漫游，虛擬巡查施工場地布置的方式，對整體現(xiàn)場和相關(guān)隱蔽工程進(jìn)行安排隱患排查。

另一方面通過BIM布置相應(yīng)的視頻攝像頭，模擬視頻攝像頭，攝像頭方向和硬件選項(xiàng)，并在相關(guān)軟件中即時(shí)查看結(jié)果。還可以進(jìn)入到監(jiān)控畫面中，去查看和調(diào)整監(jiān)控覆蓋范圍。確保攝像頭能夠完全覆蓋整個(gè)項(xiàng)目重要位置視線范圍，杜絕視線盲區(qū)。然后為了確保人員生命安全，模擬相關(guān)緊急事件人員疏散，安全指引。逃生路線設(shè)置。

最后在主體結(jié)構(gòu)漫游，逐層巡視，對安全隱患地方進(jìn)行設(shè)置安全防護(hù)，并把最終意見反饋給安全部門，最后落實(shí)在施工現(xiàn)場。

通過BIM模擬現(xiàn)場施工技術(shù)，在項(xiàng)目全部開始前，提前排查杜絕相關(guān)安全隱患，為確保人員財(cái)產(chǎn)安全，極大推進(jìn)了項(xiàng)目安全管理工作[2]。

3結(jié)束語

BIM技術(shù)加快了建筑業(yè)信息化的發(fā)展，是一項(xiàng)偉大的技術(shù)。通過BIM技術(shù)與工程量有機(jī)結(jié)合，以及探索BIM在安全領(lǐng)域的運(yùn)用，極大提高項(xiàng)目的效率性，準(zhǔn)確性，極大的推動項(xiàng)目高水準(zhǔn)高效率高保障實(shí)施。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊鐵增.淺談BIM技術(shù)在建造工程算量中的運(yùn)用[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2018（2）：62-64.

[2] 何關(guān)培.BIM和BIM相關(guān)軟件[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2010（4）：110-117.