BIM技术与施工组织设计相结合的应用探索

发表时间:2020/9/9   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:叶鹏飞1 柴明2
[导读] 摘要:随着建筑业的快速发展,建设工程的要求逐渐提高,施工组织设计比较难满足要求。
        1.诸暨市市城乡投资集团有限公司;2.杭州钱塘新区建设投资集团有限公司
        摘要:随着建筑业的快速发展,建设工程的要求逐渐提高,施工组织设计比较难满足要求。而BIM技术需要与实际工程项目结合,在工程过程中不停进行优化,光停留在电脑软件里的BIM只能是纸上谈兵,不能实现实际的成果与利益。因此,施工组织设计若与BIM施工进度控制模拟相结合,就能在实际工程的全过程中进行合理的管理和综合的部署,同时还能够缩短工期。
        关键词:建筑信息模型(BIM);施工组织设计;施工进度模拟
        我国的建筑业生产效率相对较低,而且管理以及安全都不是很成熟,若能将BIM技术与施工组织设计相结合,能大大缩短工期,节省资源,并且能够降低工程成本,这样就可以大大优化工地上的资源配置问题,大大提高整体施工效率。
        一、概念以及定义
        (1)BIM,其英文名为Building Information Modeling,中文名字为建筑信息化模型。建筑信息化模型(BIM)技术的出现对建筑行业的发展具有划时代的意义,极大的促进了建筑业的发展,它是由技术信息化和管理信息化两大部分组成,其中技术信息的核心理念也是建设工程全寿命周期的管理理念的重要组成部分,具有很多功能,例如:机电的碰撞检查、三维场地的虚拟漫游、工程施工进度模拟等。
        (2)施工组织设计是一份综合性文件,主要是以施工项目为研究对象进行编制,内容包含对施工技术、施工管理以及施工经济的指导。施工组织设计非常重要,而且具有独特性,必须根据此项目其工程的特点以及条件来进行编制。在建筑工程中,施工组织设计是对整个施工过程进行科学有效管理的重要指导文件,具有战略部署和战术安排的双重功能。它体现了实现基本建设规划设计的总体要求,提供了各阶段施工准备工作的内容,协调了施工单位、施工类型和施工过程中资源之间的密切关系。
        二、国内外研究情况
        (1)BIM最开始是由美国提出的,并且在之后的发展中成立了很多相关协会,也出台了关于BIM的政策和标准,相关机构也研发了许多BIM运用软件,比如Revit、Navisworks等等,在各国得到了广泛的应用,我国也是如此,并且研发了优化操作的相关软件。新西兰奥克兰理工大学计算机与数学科学工程学院建筑环境工程系的Anthony Okakpu以及Ali Ghaffarian Hoseini[1]运用社会网络分析理论对项目交互网络和BIM原型网络进行建模,对BIM感知的主要利益相关者进行评估并发现BIM项目,有效地分散了误差,而利益相关者的恢复速度比传统网络更快,几乎同时恢复。鲁汶大学建筑学院以及柏林科技大学的Manav Mahan Singh和Philipp Geyer[2]发明了在一组一致的水平上进行信息管理和编译的一种灵活方法,在BIM中的多层开发(multi-level-development,multi-LOD)建模的概念。此方法对能源模型进行了敏感性分析,以估计能源预测中设计参数所带来的不确定性,第一级包括几何参数,第二级包括技术规范和操作设计参数,第三级包括窗口结构和系统效率参数;国立台湾大学土木工程学系的曹慧萍,何世平,杨淑慧[3]通过对BIM技术为总承建商开发一个可视化竣工进度管理平台,以增进视觉化的完工进度资讯共享及追踪完工进度的效率;王宝令[4]在沈阳建筑大学从建筑信息化模型的概念入手,对建筑信息化模型目前在国内的前景进行了详细的分析,并且梳理出了许多典型BIM技术应用案例,经过研究分析提出了之后几年我国BIM的发展方向分别是装配式和智慧城市与BIM技术的结合。
        (2)在国外,施工组织设计相较于国内而言,更为成熟且完整,他们施工组织设计的阐述不仅仅只在技术层次,而且还延伸到了经济等层次,把相关工程项目的多个因素,例如:施工前准备、施工的工期、施工进程、工程质量以及工程施工等都进行了完整的考虑和优化。自从20世纪的中后期以来,我国一直学习并运用施工组织设计来进行合理并科学的管理,并且经济、科技以及社会的发展,通过不断的实践与研究,国内的施工组织设计逐渐协调化、科学化,同时完成了对成本的控制。坦佩雷理工大学的Mahdi Khosravi和Kalle[5]研究并探讨了复杂性在地铁建设中的影响,同时研究了地铁工程的内部和外部问题,并讨论了施工组织设计对这些问题的影响,得出的结论是,在管理和规划这些建设的特殊差异是结合内部和外部的复杂性同时进行;来自福建三明学院的王金[6]通过分析得出工程项目工期长、体量大、投资大等多项特殊性,因此一个项目十分复杂,工程项目还具备综合性,建设过程中包括建筑基础、主题结构、装修装饰、机电暖通等多个项目。他结合项目的复杂性与综合性,总结出施工组织设计目前所存在的问题,并提出解决途径,从而提高总体水平。
        三、研究进展
        (1)BIM技术应用于各类工程中的研究:BIM的发展为工程项目管理提供了高效的管理方法,并逐步应用到各类工程项目的每个阶段和方向,例如BIM技术应用于各个中式展览馆的工程施工中,大大提高了施工单位的经济效率和生产效率,通过建筑信息化模型技术,对每个部分的设计成果进行分析与优化,在此基础上结合三维扫描技术、BIM5D技术、数字加工技术等应用,通过科技的先进手段对传统建筑艺术进行新的诠释,创新的同时提高了项目质量,为之后的工程提供了良好的参考。
        (2)施工组织设计不同程度的创新研究:施工组织设计作为工程项目的关键性文件,随着时间的发展,也在不断得进步和发展。

同时,科技以及BIM技术的发展,对建筑工程项目的施工组织设计提出了更高的要求,因此许多施工单位都对施工组织设计进行了不同程度的创新,细致得对国内外施工组织设计的现状与问题进行了分析,从人员、场地布置等多个方向入手,提出对应的优化措施,实现资源的合理配置,提高工程项目的价值。
        四、存在问题
        (1)BIM建设的体制尚不完善
        尽管目前国内BIM技术以及施工组织设计发展得迅速,但仍存在一些问题,中国建筑业得发展仍存在很大的空间。据研究发现,我国建筑行业信息化发展缓慢,信息化建设的体制尚不完善,尚未建立起切实可行的信息化数据系统。这一问题没有解决,更谈不到建筑工程管理的资源利用以及共享了,这样导致了企业的核心竞争力下降。并且中国的BIM发展中所需要的软件过分依赖于美国的CAD软件等,这样就会导致中国建筑业在转型升级的难以对自主技术路线进行选择。我们必须直面当今中国建筑行业内的BIM发展困局,以及总结CAD的发展教训,分析中国国内的BIM核心问题所在,对于不同的BIM技术方案的优缺点进行讨论和分析,研发出适合国内建筑行业行情以及国情的解决方案,使得中国建筑业有更多的自主选择权。
        (2)施工组织设计中存在的许多漏洞
        随着建筑行业的发展,一些施工单位的原本传统施工组织设计方法可能已经不再能够适应现在社会的的要求,也有一些问题在企业施工的过程暴露出:有些公司随着时代的发展,没有做好应对措施,以及对施工组织设计不够重视,有些施工单位甚至根本没有施工组织设计,没有统一的管理和计划,如此是对社会资源的一种极大的浪费,而且会对工程项目造成巨大的隐患与安全事故。因此施工单位需要加强对施工组织设计的重视,加强施工人员的基本素质。打好基础之后,再进行创新,为企业带来效益。
        五、结语
        本文主要从BIM技术和施工组织设计两个研究主要内容来研究二者的优点以及他们各自的问题所在。BIM技术需要与实际工程结合,同时需要增加对于是施工组织设计的重视并且好好利用他。两个研究内容都需要根据时代以及科技的发展进行创新,为建筑行业争取自主选择权。
        虽说有一些问题,但整体还是朝着积极的方向发展的,BIM技术以及施工组织设计都在尝试着创新以及推广运用。目前所存在的BIM相关技术通过各种建模软件也能对工程进行优化。若施工组织设计如果和BIM技术相结合,比如施工工序通过BIM模型展示出来,可以大大提高工地现场的施工效率,又比如通过BIM进行机电模型的绘制并进行管道碰撞,这样在实际施工中就能少走很多弯路等等诸多优势。
        整体来看,BIM技术与施工组织设计的结合,对如何优化工程项目设计方案、保证工程质量、合理组织场地施工、缩短项目工期等都有具有很大的意义。而且能够大大优化工地上的资源配置,能够大大提高整体的经济效益。
        参考文献:
        [1]Anthony Okakpu,Ali Ghaffarian Hoseini,John Tookey,Jarrod Haar,Amirhosein Ghaffarian Hoseini. An Optimisation Process to Motivate Effective Adoption of BIM for Refurbishment of Complex Buildings in New Zealand[J]. Frontiers of Architectural Research,2019,8(4):63-64.
        [2]Manav Mahan Singh,Philipp Geyer. Information requirements for multi-level-of-development BIM using sensitivity analysis for energy performance[J]. Advanced Engineering Informatics,2019,23(1):43.
        [3]Hui-Ping Tserng,Shih-Ping Ho,Shu-Hui Jan. Developing BIM-assisted As-built Schedule Management System for General Contractors[J]. Journal of Civil Engineering and Management,2014,20(1):47-58.
        [4]王宝令,陈娜,吕贺. BIM技术在我国建筑行业的应用及发展前景[J]. 沈阳建筑大学学报,2018,20(5):470-475.
        [5]Mahdi Khosravi,Kalle Kähkönen. Management and Planning Under Complexities of Metro Construction[J]. Procedia Economics and Finance,2015,567(15):21.
        [6]王金. 施工组织设计在建筑工程中的应用[J]. 四川水泥,2019,(03):49.
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