基于BIM 技术的建筑施工项目管理(基于bim 技术的建筑施工项目管理方法)

1 BIM 技术概述

基于BIM 技术的建筑施工项目管理(基于bim 技术的建筑施工项目管理方法)

1.1 BIM 技术概念

BIM 技术(Building Information Modeling,建筑信息模型)是一种数字化的建筑设计和管理工具,它以建筑信息模型为核心,通过整合多种数据,实现建筑设计、施工、运营等环节的数字化协同工作。BIM 模型以三维模型为基础,是一个包含各种建筑材料、工艺、技术、设备、构件、工序等相关信息的组合体,在BIM 模型中建筑师、结构工程师、机械电气工程师暖通工程师消防工程师等可以进行自己的专业设计并汇总到一起,形成协同设计。

1.2 BIM 技术作用

BIM 技术在建筑施工和管理阶段发挥着重要作用。通过BIM 技术,施工团队可以对建筑模型进行全面性的预测和评估,包括材料选择、构造、防火、安全等要素。同时,BIM 技术还可以评估施工进度、现场安全风险等方面的数据,并提供更精细的质量和成本控制,以确保项目保质保量和项目目标的实现。除了在设计和施工中的应用,在建筑运营和维护阶段,BIM 技术也可以提供强有力的支持。建筑物信息管理系统(Building Information Management System,BIMs)可以利用BIM 技术数据库,自动更新建筑物资产管理数据,包括设备清单、保养计划、维修记录等,并提供可视化的运维管理,帮助各方面快速回应问题。

2 BIM 技术在建筑施工项目管理各阶段中的具体应用

BIM 技术在项目的初步设计、施工准备、施工以及安装验收阶段中均有广泛应用,它可以辅助管理人员有效地追踪工期,减少浪费和成本,并使项目进展更为精准、高效。BIM 技术的应用贯穿于建筑施工项目管理的各个阶段。

2.1 施工设计阶段

此阶段是施工方案设计和确立阶段,基于建设意图,结合各方数据信息,对建设项目的组织形式、管理方面、经济和技术等方面进行研究,最后得到科学、合理的项目建设方案。利用BIM 技术通过建立3D 模型来掌握工程项目的核心信息,包括项目所在区域的地形结构、周边环境等方面的信息。在该过程中,可以使用BIM 软件进行节点和任务分配,预测项目的成本、进度和资源需求等重要信息,以及进行场地分析,为建筑工程项目的总体规划提供支持;利用BIM 进行施工协同设计,所有设计人员在同一平台上,明确图层、颜色、线性、打印样式等的统一标准,同时还进行设计的冲突检查,由此提升设计的协调性,减少沟通障碍

2.2 施工准备阶段

在该阶段,BIM 技术可以用来优化施工方案和计划,确定开工时间,工程周期,施工所需物料、人力、技术及设备等,按照计划进行合理配置。在BIM 模型中除了含有建筑的空间信息和构件的几何信息外,还能够反映出构件的材料属性,由此便于施工管理者预判工程的造价水平,为优化限额设计和价值工程提供必要支持。

2.3 施工建设阶段

在此阶段,BIM 技术通过对3D 模型的实时更新,可对工程进度进行跟踪和管理,然后可以检测到预计的问题并进行解决。还可以将BIM 模型集成到施工现场的人员或设备上,以实时上报数据并进行维护进行更精准的管理。按照前期规划,利用BIM 技术将建筑设计2D 图纸转化为三维和4D 模型,可以使用Revit 平台建立“实时模型”,对建筑物的建设全流程进行完整、直观的描述,包括建筑物的空间信息、造型结构及建设阶段性状态等。运用Microsoftproject 软件创建时间信息并导入进度管理系统,将其导入4D 平台同时关联建筑3D 模型,进而实现对整个建筑工程项目的虚拟施工管理,包括场地布设、专项施工模拟、土建主体施工模拟等;基于BIM-4D 模型建立总进度计划、二级进度计划、日常工作计划等对建筑工程项目的施工进度进行动态化跟踪和管理。

2.4 安装及验收阶段

在该阶段,BIM 技术可以用于管理安装流程,并降低成本和时间浪费,以便达到预算要求。同时,BIM 也可以辅助检测项目的质量和完整性,如利用BIM 进行施工碰撞检查、体量计算等,以确保建筑工程项目的顺利验收。

3 BIM 技术在建筑施工项目管理中的实践应用

BIM 技术具有较高的技术要求,适合一些大型、复杂的建筑工程项目,其应用价值也主要体现在施工阶段的模型构建、碰撞检查、虚拟施工等模拟管理方面。其应用流程如图1 所示。

基于BIM 技术的建筑施工项目管理(基于bim 技术的建筑施工项目管理方法)

图1 BIM 技术在施工项目管理阶段中的应用流程

为更加详细地阐述BIM 技术的应用价值,文章在此以某高校餐厅建设项目为例进行分析。

3.1 建筑项目简介

某高校餐厅规划建设面积共961.3m2,为地上两层建筑,每层高8.7m;建筑耐火等级为二级,设计使用年限为50 年。建筑物采用钢筋混凝土框架结构,抗震设计强度为7 度,建筑室内 0.000 标高相当于绝对标高17.45m。内外墙以混凝土砌块(200mm),外墙瓷砖贴面,内墙喷涂乳胶漆;楼板现浇钢筋混凝土(120mm);门窗全部采用塑钢材质。该建筑2D 图纸一层平面图如图2 所示。

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图2 某高校餐厅2d 图纸一层平面

3.2 组建项目BIM 团队

根据项目建设需要,整合BIM 技术及管理人员组成项目团队,主要包括:项目经理、项目总工,建筑、结构及机电方面的工程师等。团队明确分工,在项目经理的统领下,利用BIM技术进行工程建模及更新维护,负责项目的施工质量、施工安全、工程进度及成本等信息管理,保证整个工程项目施工各方的有效沟通,确保项目高度协同、统一。

3.3 BIM 模型构建

由BIM技术人员按照项目设计图纸分别建立建筑的土建、结构、机电等不同模型,各部分初始模型建成后交项目总工审查,确认无误后整理汇总。本项目利用Revit 软件来创建餐厅的平面图、立面图和结构图,其建模过程包括如下内容:首先创建建筑的标高和轴网,其次建立建筑物的结构基础,随后依次创建结构柱、结构梁、墙体、门窗、楼板和屋顶、楼梯和扶手、场地和RPC(混凝土),最终得到如图3 所示的餐厅三维模型。

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图3 某高校餐厅三维模型图

根据BIM 模型可进行施工图纸检查,如果建模中发现图纸不符合实际情况,则需要与业主进行及时沟通,同时将问题与沟通结果反馈给建筑设计单位,实现对图纸的优化和补充。本项目中利用BIM 技术对图纸进行可视化会审,发现结施1 中的梁截面和板面厚度尺寸存在一些问题,遂将梁截面由200mm×600mm 改为200mm×800mm;将2F 板面厚度由100mm,增加到120mm,以此提高设计合理性,有效把控施工质量。

3.4 碰撞检查

使用以往的2D 图纸,难以准确发现和判断建筑各部位三维空间下的碰撞问题,这些问题的存在会导致施工中的返工和质量缺陷,不仅延误工期还增大成本和安全隐患,为避免出现设计上的结构性冲突,降低施工风险需要对相关部分的部件进行碰撞检查。利用BIM 进行专业化图纸查错,包括管线布设的碰撞检查,管线综合优化等内容。一般使用Navisworks 软件来检测建筑设计上的碰撞节点,确定碰撞部位并统计碰撞数量,便于管理人员在施工中进行对应的技术处理。

以本案暖通工程碰撞检查为例,结合现有结构和机电模型,在BIM 系统中先将已建成的Revit 餐厅模型导入到Navis works软件中,调用其中的Clash Detective 命令,添加检测项目,选中对话框测试信息并重命名“暖通与水”,实施碰撞检查。经检测共发现37 处各种类型的碰撞点,将得出的检测报告呈报给相关部门,针对性地进行施工调整和改进;再次对整改后的节点进行碰撞复查,确保相关碰撞点完全规避,由此可有效缩短施工周期,提升各专业之间的协调效果。本案的碰撞检查与整改情况见表1。

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表1 某高校餐厅暖通部分的碰撞检查与整改情况

3.5 虚拟施工

BIM 技术可用于建筑工程施工阶段的虚拟仿真,实现对施工进度与施工质量的良好控制。将已经建立的建筑模型与施工进度计划等数据信息导入Autodesk 的Navis works 软件中,再调用该软件中的Time Line 模块,进行整个项目施工进度、流程的4D 施工模拟,模拟与真实的施工进度高度一致,可以便于项目管理者实时、全面地掌握工程项目主体部分的施工建设情况,对于存在的影响施工进度和质量的各类问题,进行针对性调整,以保证工期和工程质量[4]。图4 显示了本案部分BIM 施工进度管理情况。根据4D 施工进度模型能够掌握工程项目各部分的具体施工进度情况,通过与施工现场进行对比,准确发现二者之间存在的差异并对实际施工进度予以调整控制,确保项目按期竣工交付。

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图4 BIM 施工进度管理情况

BIM 技术的强大功能在建设工程施工阶段的应用方面具有较大优势,得到了项目方的高度认可。文章将BIM 技术应用到某高校餐厅的施工和管理中,通过组建BIM 技术团队,构建餐厅的三维模型,对其暖通设计进行碰撞检查并借助虚拟仿真,实现对整个项目施工过程中各环节的进度与质量的全面把控,以此有效提升施工管理效率及管理水平,既加强成本和风险控制,又保证建筑工程项目高质量开展和圆满竣工。

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