摘要:随着国家越来越重视建筑行业信息化的发展,信息化管理也被广泛的接纳并在工程项目中采用,因此BIM(建筑信息模型集成化管理系统)技术便得到了建筑行业的广泛认可。
本文简单介绍了在浦江项目设计过程中,BIM技术如何解决各专业之间协同设计的问题,以及如何解决在项目施工管理过程中遇到的诸多问题。本文就BIM技术在建筑工程项目中的应用进行了探析,以期提高工程效率,同时降低工程误差概率,实现园区开发由粗放型的管理模式向精细化管理模式升级。
关键词:BIM;应用技术;信息化;协同设计;智慧园区
1. BIM技术综述
1.1BIM技术在我国应用现状
建筑信息模型(BIM)技术近年来在国际上获得了普遍的推广和应用,美国,日本,新加坡等等国家的建筑行业信息化率约为0.3%,但是我国建筑行业信息化率仅约为0.03%。两者数据的差距可以表明我国建筑行业信息化水平尚处在起步阶段,同时伴随我们需要思考的是我国的上升空间也是巨大的。
近年来,国家出台了一系列的政策,大力的促进BIM技术在建筑行业中的应用普及,对BIM、物联网、云计算、大数据、GIS、VR/AR等技术在建筑工程生命期各阶段的应用进行了全面指导。各地方建设主管部门也制定了BIM技术的应用推进指导意见。各地方也相应的发布了与BIM相关的政策与应用指南在地方上进行BIM技术的推广。
1.2 BIM技术的特点
建筑信息模型(Building Information Modeling)简而言之,就是把即将建设的工程项目在电脑里用专业软件将其构建出来,用于前期建筑方案的优化分析,同时也可供业主方、设计单位、施工方等单位进行观摩查看,浏览此项目的具体造型及其功能布置,而且他的协同作用可提前规避施工过程中会遇到的各种碰撞现象,并且在模型中进行优化解决,使得整个项目的建设效率得到大大的提高。
1.3 BIM技术的应用
随着BIM技术在国外的应用普及,我国对于推动BIM技术在我国普及的力度愈发增大,国家明确将发布六本国家BIM标准,各地方政府在近几年也不同程度发布了BIM相关文件,国内学者也开始根据国外BIM技术应用的实践成果与理论知识来挖掘BIM潜在的研究价值。虽然我国已经有很多企业与项目正在尝试将此项较为先进的管理理念与技术融入到日常的项目管理工作中,但是鉴于当前我国BIM技术的理论知识与实践经验相对贫乏导致目前我国BIM技术尚处在最基础的解决管线碰撞阶段,远远没有挖掘出BIM技术正真的价值,因此,本论文在国内外现有实践经验与理论知识的基础上结合临港浦江建设项目的实际操作,以实例项目为临港浦江公司梳理适用于自己项目的设计阶段BIM应用项与应用流程,并对后续项目提供一个可借鉴的参考。所幸的是,笔者在此阶段正好担任的浦江外国语学校项目的项目经理,下面就把BIM技术在此项目中的应用作以阐述。
2. BIM技术在浦江外国语学校项目中的运用
2.1项目概况
浦江外国语学校项目主要由三栋单体组成:小学楼、中学楼、综合楼,总占地面积为46465.4㎡,总建筑面积47723.69㎡,地下一层,地上五层,主要结构为装配整体式钢筋混凝土框架结构与钢结构。
本项目采用“业主为主导、顾问为实施主体、各方辅助参与”的BIM总顾问模型,各阶段BIM工作内容由BIM咨询单位实施完成,业主、设计单位、施工单位及与工程相关各单位在BIM实施过程中负责为BIM咨询单位提供基础资料,并对BIM咨询单位提供的BIM成果文件进行及时审核与回复,确保本项目BIM实施工作顺利完成。
2.2 BIM应用内容
在设计阶段BIM技术应用是各专业模型构建并进行优化设计,主要包括建筑、结构、给排水、暖通、电气等专业建模。其中结合装配式项目特点,结构模型又拆分成现浇结构(预制现浇段)和PC构件两部分。并通过冲突检查和净空分析等基本应用,完成施工图设计的多次优化问题,建立一个三维可视的各专业协同环境。全专业建模(建筑、结构、场地、PC)。
解决意义:本工程施工现场以装配式及钢结构建筑为主体,对现场堆场、垂直运输的要求较高。预制构件的堆积容易造成场地紧张、施工场地布置难度加大,若不在施工前期及过程中合理安排现场场布,并利用合理的场布制定科学有效的构件吊装协调。则会严重影响工期和其他工序工种的开展。BIM技术,可对现场场布进行BIM优化,并与现场进行各阶段场布讨论,结合BIM团队以往的施工经验,与项目部合理规划科学的三维场布方案。
效益预期:以以往经验以及该项目的特殊情况,在项目竣工预期可节省大量工期,避免施工阶段相应班组的协调问题,避免在流水施工时,工序的打架和闲置。避免现场堆场紧张。在合理施工管理制度,和BIM协调措施的介入下,
(2)管线综合优化
解决意义:本工程作为综合性学校,建筑功能多样,包括综合楼、车库、教学楼等多种功能,在不同区域中的机电安装的施工管理方面有一定的难度。众所周知,机电系统内还包含了多个专业分项工程,因此,各个专业都会交叉施工,需要加强各个专业间的配合,做好各个施工队伍的协调,安装施工完成后,还要做好联合调试。利用我司在以往工程中积累的BIM经验,在本项目中,我们结合了土建和安装的施工进度要求,对施工的工序进行了整理优化,结合设计图纸,就本项目中地下室机电系统,利用BIM技术,进行了三维建模,通过碰撞分析,这样就可以有效的避免设计图面上可能出现的一些问题。让整体施工的工序更合理,对安排施工进度、施工机具设备的配置也会更合理,保证各机电系统每道工序有计划、有步骤地进行,减少返工,降本增效。
效益预期:根据业主提供的设计图纸以及设计院提供的设计模型,我方将立即进行三维模型审查和优化,主要工作内容包括,施工图遗留问题审查、三维冲突审查、净高审查等,并在图纸会审过程中提交相应的图面问题报告、净高分析报告等。
机房等公共空间四周大量的管线交叉,既要保证各专业的路由畅通,又需要满足地下室的净高要求,更重要的是要保障关键阀门、设备的检修空间。所以要对BIM模型进行施工深化,优化依据为设计变更、各专业碰撞优化报告、结构孔洞预留等。
(3)转换层漫游及教室精装效果
解决意义:通过BIM技术可以将传统CAD图纸中的墙、面、地面、吊顶、隔断等摆脱专业的符号,以3D真实构件的形式展现出来,让项目参与各方能够轻松读懂设计理念,改善沟通环境,提高信息准确应用与表达,便于各方之间的信息传递与交流,提高工作效率,达成协同沟通。
(4)预制装配式节点优化
解决意义:本工程小学及中学教学楼主要结构均为预制装配式体系,其中首层预留插筋准确定位是保证钢套筒准确插入的关键环节,如何有效解决预埋钢筋精确位置定位、装配式一次性吊装完成比较困难。利用BIM可视化交底,对典型节点进行精细化建模,并进行装配式工艺节点BIM交底,配合项目部进行方案优化。
效益预期:通过模拟,提供施工方案的可行性,保证施工的顺利完成,有助业主及总包对施工过程的管理。能有效解决95%的施工难点问题,避免工期和资金上的浪费。
(5)综合支吊架应用
解决意义:项目大量运用综合支吊架,减少单管支吊架的使用,一方面节约材料使用量,一方面增加综合管线的美观程度,同时减少在楼板上打膨胀螺栓造成的不利影响。
3.成果体现
本项目BIM应用重点围绕建设工程的建设期(包括:设计阶段、施工阶段、竣工阶段)和运营期两大阶段,覆盖建设工程全生命周期,以满足项目整体实施要求及目标:
设计阶段,通过导则标准和信息框架的整体设计,创建能为项目和各方实施应用的三维模型,通过碰撞检查和净空优化等BIM应用优化设计,辅助解决复杂的沟通协调工作。
施工阶段,通过BIM技术解决大量的施工进度模拟和模型深化工作,辅助工程施工对进度、质量、安全的整体把控。同时,通过协同管理平台对BIM成果进行共享和传递,保证各方信息一致性。
竣工阶段,通过竣工模型整合,对建造过程中的信息进行分类提取,完成项目数字化交付和竣工归档。
运维阶段,通过搭建基于BIM的运维管理平台,对项目园区物业进行集成化管理,实现平台数据监测和分析,以满足项目智能化运维需求。
以设计阶段地下室为例,本项目在BIM实施过程中,将BIM团队在建模实施过程中发现的每一处问题形成问题报告,并发送到项目各参建单位进行确认与回复。在学校项目地下室部分BIM管线综合与净高分析完成后,发现并解决73例问题,其中土建问题10例,机电问题63例,预计节约后期拆改签证费用约为120万元。
4. 总结
BIM技术应用是一个系统性的工程,贯穿项目从方案阶段到运维阶段的全生命周期,涉及工程和设计管理的绝大部分内容,是辅助建设单位进行项目管理至关重要的工具。
BIM技术在临港浦江各个项目中的应用尚处于摸索阶段,我们初步通过浦江外国语学校项目在设计与施工阶段进行BIM应用尝试,验证了设计阶段是BIM技术介入的最佳时间。只有在设计阶段就依托BIM模型对全专业进行综合协调,才能提升设计图纸的质量,从而减少后期返工,提高后期施工质量,同时也为后期运维模型与现场的一致性提供了保障。。
参考文献:
[1]北京华研中商研究院,《2019年-2025年中国建筑信息模型(BIM)市场前瞻分析与投资战略规划咨询报告》.(研究院)新出版,2018
[2]邱明明,基于BIM的项目设计质量管理研究,[硕士学位论文],2018
[3]连珍,大型主题公园城堡片区装饰工程数字化建造技术应用.《建筑施工.第41卷.第5期》,2019