BIM+物联网技术在海绵城市项目施工过程中的应用

发表时间:2021/1/8   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:赵萍1 苏林菲2
[导读] 摘要:建筑信息模型(Building Information Modeling,简称BIM)是在计算机辅助设计(CAD)等技术基础上发展起来的多维模型信息集成技术,是对建筑工程物理特征和功能特性信息的数字化承载和可视化表达。
        华诚博远工程技术集团有限公司  陕西省西安市  710077;陕西建工集团股份有限公司建筑设计院  陕西省西安市  710016
        摘要:建筑信息模型(Building Information Modeling,简称BIM)是在计算机辅助设计(CAD)等技术基础上发展起来的多维模型信息集成技术,是对建筑工程物理特征和功能特性信息的数字化承载和可视化表达。物联网技术通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,将任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。
        关键词:物联网;BIM;海绵城市;施工应用
        引言
        在城市建设过程中,海绵城市充分发挥生态优势,合理配置自然资源,其中可通过自然水开发湿地和湿塘,实现雨水取调和储存。除了可利用的自然水体之外,城市建设过程应该注意将被污染的水体充分运用起来,利用先进的技术,遵循生态理念,修复被污染的水体。在对整个城市进行整体规划时,将水体布局规划纳人考虑范围。在现有的水体面积之下,进一步扩宽水体区域,优化城市水体系统布局,充分利用河道、湿地、湖泊等水体环境,实现排放、净化、调蓄功能。
        1 BIM技术的基本概念
        BIM技术主要是借用建筑工程施工整个过程中所需要的各种数据信息,以此作为依据,结合计算机技术来构建一个建筑模拟仿真模型。该模型充分利用了建筑工程的各种实际数据信息,能够以可视化的直观状态呈现出建筑的建造情况,为建筑人员及时发现建造问题提供了保障,以此更好实现对建筑工程施工过程中的有效管理。由于建筑工程项目从开始到最后的整个过程中,需要参与的组织结构较多,因此,人们也借用BIM技术将参与的各个组织群体共同放在同一平台中,完成对建筑虚拟模型的构造和分析,为建筑施工的质量带来非常重要的帮助。
        2工程施工中应用BIM技术的必然性
        BIM技术是集设计、施工、运营为一体的建筑信息模型,具备三维可视化,5D模拟施工,不同专业间的协调等特点。将BIM技术应用于建筑工程施工过程中,充分利用其三维可视化的特点,对工人进行可视化交底,以及5D模拟施工全过程,能够在施工开始之前了解施工重点、难点以及设计意图,所见即所得。解决了传统交底因沟通不畅造成返工的弊端,同时为施工前的策划提供了有力的技术支持。由于BIM技术第一步即为模型的创建,模型具有协调性,平立剖以及三维视图同步修改,提高了设计精度。利用BIM技术的碰撞检查功能,能够直观的检查不同专业之间存在的碰撞、或者不相符等问题,使图纸更加准确。
        3 BIM技术对海绵城市施工的作用
        从梳理海绵城市项目施工特点到结合智慧工地建设,BIM技术的应用能够有效地帮助施工管理人员更加直观地了解工程具体施工进度,清晰地找到工程施工环节中存在的主要问题,更好地对工程项目进行全方位的监督与管控,不断提高海绵城市项目施工的效率,确保工程可以按时完工。此外,因为海绵城市项目施工涉及面较广,需要使用大量的施工材料与机械设备,在实际施工过程当中,管理人员要开展大量检查工作,容易出现泄漏,通过智慧工地建设结合BIM技术的应用,能够有效减低此类难题带来的风险,减轻管理人员的工作强度与压力。
        4 BIM+物联网技术在海绵城市项目中的应用
        4.1施工安全管理
        BIM+物联网技术在施工安全管理中的应用主要体现在危险性较大工程安全监测和防护过程中。例如在基坑监测过程中,结合Dynamo技术,将监测数据进行统计,以三维模型直观展现基坑变形情况,便于监测数据超过预警值时,能及时与设计单位、技术顾问协商。对建筑工地环境的监测、大体积混凝土浇筑监测、钢结构应力应变、地基监测、预应力梁的监测、基坑支护监测以及工地危险区域的监测等也可以通过传感器实时采集工程结构健康安全数据信息,然后对应到BIM模型相关位置,并进行数据统计和分析以检验专项施工方案的可靠性。当监测数据超过预设值时可以在模型中迅速找到感应器位置,一方面加强监测频率,另一方面快速做出有针对性的解决方案。


        3.2模型的分析和建立
        在开工以前,为了更好的掌握该地的地形和环境等信息,需要对场地提前进行测量和建模,由此进一步掌握场地的多项数据,为开工建设提供更多的有利保障,同时为下一步勘察设计提供更多有利的信息,同时提高土石方调配的效率。项目运用的思路主要为点→线→面,通过对各个数据的监测,将数据整合,通过对数据的二次还原,然后将数据导入相关设备里,建立相关的模型。
        3.3视频监控
        本项目施工范围大,在不增加管理人员的数量情况下,应用BIM+视频监控+GIS的技术可以大大提高总承包单位对现场的把控能力。项目将航拍模型轻量化处理后放入GIS系统中,分析出摄像头最佳的安放位置和种类,在空旷区域安装VR全景摄像头,在有单边障碍位置安装带有可转动方向云台的摄像头。当出现紧急情况根据模型中摄像头的位置迅速查到紧急事件发生的位置和现场情况。
        3.4三维模型的运用
        通过选择一个试点区,然后运用BIM技术和三维立体技术,对整体试点区进行了模拟和优化。与原来的模式相比较,出图比较快,观测起来比较直观。园区内构筑物多且造型不一,通过对园区内的主要构筑物精细建模并通过三维坐标定位放置,如将鹤月轩、聂耳雕像廊架、景观小品等,在软件中转化成三维的立体模型,可以有效的改进施工策划和整体的布置。三维立体模型建好之后,施工工人可以通过模型对整体的工程概况有一定的了解,做到心中有数。管理人员和建设单位就可以通过模型了解工程整体,同时还可以梳理出现场存在的问题并且加以改正。
        3.5物料管理
        BIM模型具有可量化的特性,在物料管理中BIM技术一项重要的应用就是为编制材料计划提供准确依据。另外,BIM模型可以为建筑构件附加信息,为物联网的应用提供数字信息基础[。在材料进场验收时,利用BIM模型信息如生产时间、重量、厂家信息、注意事项、安装位置、防伪信息等附加到二维码以及和RFID中进行验收管理。基于物联网追踪技术,项目利用自主研发混凝土打灰系统,通过贯通物流过程中生产商、运输商、收货方三者相关业务工作,从而合理安排物资运输计划,实时监控运输过程,严密管控物资运转,提高了项目对材料的精细化管理水平。
        3.6模型优化、图纸的绘制
        初期阶段,需要先根据设计方提供的资料,对数据进行深入分析,编制方案,同时构建模型,并且需要根据设计和现场实际情况绘制相应的图纸,组织人员对图纸进行审核,审核通过后结合模型进行分析,把模型中存在的问题一一提出来,并且由相应的工作人员进行修正,达到初期的目的。
        结束语
        BIM技术和物联网技术结合使用可以优化施工单位的管理方式,提供更加科学准确的决策依据,方便对施工现场情况的实时管控。BIM技术正在从单一应用向项目管理应用转变,从单机应用向基于互联网技术的应用转变。虽然目前一些应用BIM技术与物联网的结合应用还存在一定缺陷,但随着技术的创新和突破,再加上与相关技术如5G网络、大数据分析、云计算等技术的深度融合,这些缺陷会迎刃而解,我国建筑行业将向着信息化、工业化、绿色节能的方向不断前进。
        参考文献
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