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      BIM技術(shù)在建筑工程深化設(shè)計(jì)及施工管理中的應(yīng)用

      2020-11-25 14:48:45張隆博
      建材發(fā)展導(dǎo)向 2020年23期
      關(guān)鍵詞:圖紙可視化構(gòu)件

      張隆博

      (大連職業(yè)技術(shù)學(xué)院(大連廣播電視大學(xué)),遼寧 大連 116000)

      隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,我國對基礎(chǔ)建設(shè)的投入越來越大,這也促進(jìn)了我國建筑業(yè)的迅速發(fā)展。當(dāng)前,建筑行業(yè)的競爭日益激烈,傳統(tǒng)工程施工管理手段已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段企業(yè)的要求,如何控制工程實(shí)施過程中的成本,使企業(yè)獲得最大的利潤,是企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。BIM技術(shù)的提出和在建筑行業(yè)中的應(yīng)用,解決了傳統(tǒng)建筑企業(yè)施工管理方法存在的問題,適應(yīng)建筑企業(yè)長期發(fā)展需要。在工程管理中,應(yīng)用BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的高效處理和管理,實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目設(shè)計(jì)的信息化和集成化管理,有效提高項(xiàng)目建設(shè)的效益。

      1 當(dāng)前建筑業(yè)項(xiàng)目實(shí)施過程中存在的問題

      1)我國的建筑工程裝配式結(jié)構(gòu)、模板、鋼結(jié)構(gòu)、幕墻等深化設(shè)計(jì)工作主要以以二維圖紙為主,三維圖紙尚未普及。目前,這些工程的深化設(shè)計(jì)工作主要依靠手工完成,設(shè)計(jì)人員重復(fù)工作很多,安全驗(yàn)算和施工圖繪制的工作繁重。傳統(tǒng)的CAD時代雖然也出現(xiàn)了諸如ZDPC、PKPM、Tekla等這樣的輔助深化設(shè)計(jì)軟件,但是在工程中的應(yīng)用并不廣泛。加工、算量階段由于圖紙主要是CAD繪制的二維圖紙,對工作人員的工程圖紙的識讀能力有較高的要求,因此很多工作人員過于依賴現(xiàn)有的一些工程軟件,無法及時發(fā)現(xiàn)在本工作實(shí)施之前甚至是在設(shè)計(jì)階段中應(yīng)規(guī)避的問題,有時會造成嚴(yán)重的進(jìn)度拖延和費(fèi)用損失,甚至引發(fā)質(zhì)量問題。

      2)項(xiàng)目建設(shè)準(zhǔn)備階段需要大量的采購。在采購過程中,容易出現(xiàn)多采購或少采購的情況。多采購會造成項(xiàng)目的浪費(fèi),導(dǎo)致項(xiàng)目的額外支出,而采購少會影響施工進(jìn)度。此外,在項(xiàng)目實(shí)施階段,經(jīng)常根據(jù)實(shí)際建設(shè)情況對項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)整。這種調(diào)整可以是施工方案的調(diào)整,也可以是具體施工工藝的調(diào)整。但是,無論是什么原因,都需要相應(yīng)的方案和過程論證,如果按照傳統(tǒng)的施工管理手段,進(jìn)行論證就需要花費(fèi)大量的人力物力,這不僅會增加項(xiàng)目,而且會花費(fèi)大量的時間。

      3)建筑工程在生成過程及施工過程中,為了提高生成效率,在深化設(shè)計(jì)過程中,將很多構(gòu)件設(shè)計(jì)成大小和形狀都相似的小構(gòu)件,這就造成了一個構(gòu)件的施工過程中,連接點(diǎn)非常多并且每個小構(gòu)件位置的確定比較困難,一旦連接錯誤往往只有到構(gòu)件整體完成后才能發(fā)現(xiàn),返工工作量很大。施工現(xiàn)場一般情況下只有傳統(tǒng)的二維圖紙,在結(jié)構(gòu)形式相對簡單的工程中使用,對于大多數(shù)的施工技術(shù)人員和工人來說還是比較適用的。但現(xiàn)在的超高層建筑往往都是結(jié)構(gòu)形式比較復(fù)雜的,外立面造型比較奇特,建筑內(nèi)部各種機(jī)電設(shè)備眾多,造成這一類建筑進(jìn)行施工時,尤其是建筑復(fù)雜節(jié)點(diǎn)位置定位、各專業(yè)管線的排布要求都比較高,僅靠二維圖紙進(jìn)行施工交底,對參與交底的各方人員的要求極高。

      2 BIM技術(shù)在建筑工程中應(yīng)用的特點(diǎn)分析

      2.1 信息化應(yīng)用效果

      BIM技術(shù)利用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對建筑物信息進(jìn)行描述,并進(jìn)行有效的信息交換,可減少前期設(shè)計(jì)錯誤,降低信息安全風(fēng)險和成本。其次,BIM技術(shù)有可視化、直觀性的特點(diǎn),使建筑描述變得通俗化、三維直觀化,能幫助施工人員直觀地了解施工成型方式和預(yù)期效果。此外,BIM技術(shù)具有三維呈現(xiàn)的特點(diǎn),能夠準(zhǔn)確呈現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)和內(nèi)容,利用BIM技術(shù)使信息傳達(dá)更準(zhǔn)確。

      2.2 提高計(jì)算速度和計(jì)算精確性

      BIM模型具有信息存儲和信息計(jì)算的功能,在模型中的所有組件包含組件類型、性能和價格等不同信息數(shù)據(jù)。在企業(yè)決策中,以項(xiàng)目的實(shí)際情況為依據(jù),將項(xiàng)目的所有數(shù)據(jù)輸入到BIM模型,并保存在成本計(jì)劃中,以獲得最終項(xiàng)目的成本。其次,可以改變BIM模型中構(gòu)件的屬性,及時更新工程動態(tài),保證所有有效數(shù)據(jù)不發(fā)生變化[1]。另外,工程變更也得到了一定程度的控制。在整個項(xiàng)目中,BIM可以提高信息計(jì)算速度,更合理地調(diào)整成本,更好地控制項(xiàng)目建設(shè)。

      2.3 可利用BIM修改圖紙

      BIM技術(shù)具有可視化和模擬化特點(diǎn),使得其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可以發(fā)揮圖紙修改的功能,比如通過對模型的修改,可以在圖紙中自動反映相關(guān)功能,這樣設(shè)計(jì)人員就無需花費(fèi)其他時間和精力用在對施工圖紙的修改上[2]。

      2.4 利用BIM技術(shù)協(xié)同設(shè)計(jì)

      在建筑工程施工過程中涉及的人員、材料設(shè)備眾多,且對技術(shù)要求越來越高,這時為保證各專業(yè)和各系統(tǒng)之間能很好地配合起來,就必須做好專業(yè)之間各成員、多專業(yè)之間和各系統(tǒng)之間的三維協(xié)同設(shè)計(jì)工作,可有效減少圖紙失誤,提高設(shè)計(jì)工作的效率和質(zhì)量。

      3 基于BIM技術(shù)的建筑工程深化設(shè)計(jì)、施工管理中的應(yīng)用

      3.1 BIM技術(shù)在深化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

      BIM技術(shù)在深化設(shè)計(jì)時,主要是明確設(shè)計(jì)方案內(nèi)容,包括明確施工主要內(nèi)容和技術(shù)要求、施工工序、對緊急情況的應(yīng)對等。結(jié)合所有這些參數(shù)進(jìn)行仿真模擬并預(yù)期施工效果,對施工中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析并及時改正。在初步設(shè)計(jì)后利用BIM技術(shù)進(jìn)行審核,可視化的功能幫助設(shè)計(jì)人員直觀形象地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中存在的不合理支持,并做出優(yōu)化以減少后期設(shè)計(jì)變更及其帶來的一系列問題。在深化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,主要是利用BIM技術(shù)完成對建筑結(jié)構(gòu)抗震性能、保溫性能等使用性能的綜合分析,并根據(jù)分析結(jié)果合理選擇施工材料,明確荷載系數(shù),及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的不足之處并加以改正。在關(guān)聯(lián)性結(jié)構(gòu)分析方面,是利用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的仿真模擬,從而反映出施工各環(huán)節(jié)間的關(guān)系并做好協(xié)調(diào)工作。在完成深化設(shè)計(jì)后,要做好對設(shè)計(jì)各細(xì)節(jié)部分的檢查和審核,盡量避免設(shè)計(jì)方案中的不合理之處,從而可減少后期的設(shè)計(jì)變更。這樣做不僅可以保證質(zhì)量而且還能控制工程造價。利用BIM技術(shù)進(jìn)行后期設(shè)計(jì)檢查和檢驗(yàn)時,必須緊密結(jié)合設(shè)計(jì)方案,對其中的各參數(shù)進(jìn)行整合分析形成數(shù)據(jù)庫,同時利用BIM技術(shù)做好隱蔽性項(xiàng)目、重難點(diǎn)和復(fù)雜節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的檢查,判斷施工技術(shù)、施工材料選擇是否合理。

      3.2 BIM技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用

      第一,利用二維碼技術(shù),將模板、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件等實(shí)物與模型進(jìn)行編號、一一對應(yīng),搭建施工數(shù)據(jù)分析模型。搭建BIM施工協(xié)同平臺,將交底、模型等內(nèi)容上傳,通過二維碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)全現(xiàn)場施工三維可視化實(shí)時交底。利用BIM技術(shù)的可視化、參數(shù)化功能,制作工虛擬樣板,樣板可以全方位立體展示各個節(jié)點(diǎn)。制作施工流程動畫,可以直接指導(dǎo)現(xiàn)場施工。將虛擬樣板及施工流程動畫,上傳至云端平臺,通過二維碼技術(shù)和移動終端平臺,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場隨提取隨查看,達(dá)到實(shí)時交底的目的。

      第二,在現(xiàn)場安裝前運(yùn)用BIM軟件對施工過程尤其是施工重點(diǎn)、難點(diǎn)部位的施工方案和施工工藝進(jìn)行模擬,監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工單位等參建各單位再結(jié)合自身的情況將自己的意見發(fā)布到協(xié)同工作平臺上,各方再進(jìn)行協(xié)調(diào)溝通,確定最終的施工方案。

      第三,現(xiàn)場施工過程中,相關(guān)管理人員實(shí)時記錄實(shí)測實(shí)量數(shù)據(jù),對出現(xiàn)問題的部位提前進(jìn)行預(yù)警,直接從模型中提取相關(guān)構(gòu)件的制作參數(shù),及時發(fā)送給廠家進(jìn)行生產(chǎn),及時更換有問題的構(gòu)件,避免出現(xiàn)施工質(zhì)量問題。利用Revit的出圖功能,將三維模型轉(zhuǎn)化為傳統(tǒng)的CAD圖紙,方便形成紙質(zhì)文件進(jìn)行歸檔工作,此外還可以方便不具備BIM技術(shù)軟件操作的施工技術(shù)操作人員參與到工作中,對施工方案提出意見,并進(jìn)行修改。

      第四,總承包單位一般采用橫道圖或網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖表示施工進(jìn)度計(jì)劃,由于專業(yè)要求較高,可視化程度卻較低,無法清楚地表示出工程施工進(jìn)度以及各工作間復(fù)雜的邏輯關(guān)系[3]??梢岳肂IM軟件,進(jìn)行施工模擬并對實(shí)際施工進(jìn)度進(jìn)行檢查,找出影響工期的關(guān)鍵工作,對關(guān)鍵工作嚴(yán)格控制,確保工期。

      4 結(jié)語

      綜上所述,BIM技術(shù)在建筑工程中有著良好的發(fā)展前景,利用BIM技術(shù)的可視化、信息化、可模擬等特點(diǎn),在建筑工程中的深化設(shè)計(jì)、施工管理等過程里發(fā)揮著重要的作用。在未來應(yīng)進(jìn)一步深入研究BIM技術(shù),將研究成果應(yīng)用到建筑工程各過程中,推動建筑行業(yè)的發(fā)展。

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