BIM5D的核心是BIM集成,通过三维模型集成土建、钢筋、场地等多个专业的模型,并以BIM集成模型为载体,将施工过程中的进度、成本、施工组织等信息集成到同一平台,利用BIM模型的可视化、可计算分析,为施工中的进度管理、成本管理、质量管理等关键过程及时提供准确的数据,以帮助管理人员进行有效决策和精细管理,达到缩短项目工期、控制项目成本、提升质量的目的。
1.BIM模型集成
将已经准备好的土建算量GCL.igms文件、钢筋算量GGJ.igms文件、三维施工场地布置GSL.igms文件导入进BIM5D(如图3-31)。对不同专业模型进行模型整合形成集土建、钢筋、场地为一体的场地+实体的模型。
图3-31 BIM5D模型导入图
将不同专业的多个模型(包括土建模型、钢筋模型、安装模型、场地模型等)整合到一起形成集土建、钢筋、场地为一体的场地+实体的模型(如图3-32)。BIM的可视化功能使得在一个视图可展示多个专业的构件,一个工作平面能展现不同工作阶段的状态,那么在进行工程管理的时候对于隐蔽工程的施工、材料的进场和堆放等就会具有一定的预见性,既能避免不必要的资源浪费,也能节省很多时间和人力。
图3-32 多专业模型整合图
2.BIM信息集成
将清单计价文件与模型文件进行清单匹配,使模型中每一个构件匹配上对应的工程量、做法和造价。将模型和清单建立联系有两种方法,这里选择清单匹配方法,通过清单匹配将之前算量和计价的结果(如图3-33)与整合过后的模型进行自动匹配,不能识别部分进行手动匹配,使得原模型中每一个构件不再是单一的构件,它将包含工程量、做法、造价等实际的信息,在模拟施工的过程中随着拟建物的模拟建造,相对应的消耗资金和资源也会随之呈现出来。
图3-33 清单匹配
根据施工工艺和工序进行流水段的划分(如图3-34),进行流水段定义。通过划分流水段将管理者对于整个工程施工的工作平面选择以及对于形象进度管理的思想体现出来。
图3-34 流水段划分图(详见附件二)
导入Project,将施工进度计划和对应区域、对应专业的相关构件进行关联(如图3-35)。将进度和模型进行关联,就能生成施工模拟动画,模拟出拟建物的整个施工周期,在还未施工的时候通过模拟施工过程发现施工时可能出现的问题,从而改进施工方案,能更好地对进度和质量进行控制。
图3-35 进度关联模型图
与传统的施工方案编制及技术措施选取相比较,基于BIM的施工方案编制与技术措施选取的优点主要体现在它的可视性和可模拟性两个方面。
传统的施工方案通常采用文字叙述与施工设计图纸相结合的方式,将施工的工艺流程和技术措施予以阐述,这样往往会造成施工技术人员因对文字的理解不充分而影响施工质量和施工进度的情况,造成不必要的浪费。
采用BIM技术,通过BIM模型,不仅可以对建筑的结构构件及组成进行360°的全方位观察和对构件的具体属性进行快速提取,还可以将施工方案与进度计划结合,在Navisworks manage中进行施工过程模拟,直接将具体的施工方案以动画的形式予以展示,方便施工技术人员直接看出方案可行还是不可行、实施过程中会出现哪些情况、实施的具体工艺流程、方案是否可优化,从而保证在方案实施前排除障碍,防患于未然,避免盲目施工、惯性施工等可能遇到的突发事件,从技术方案上保证一次成活,减少返工造成的材料浪费。
3.BIM技术在施工中的深度应用
运用BIM技术,能使项目结构信息、进度信息、成本信息等紧密地联系起来。施工各个步骤变得清晰具体,各施工工艺、工序间的关系变得直观明了。人力、材料、资金、机械和施工方法这五点要素能够被安排得科学合理,使工程活动得以有计划、有组织、有秩序地进行,使得项目工程地质量好、进度快、成本低。BIM施工阶段中的具体运用体现在以下几个方面:(www.xing528.com)
(1)场地布置优化
目前场地布置面临着这些问题:施工现场复杂多变,造成现场平面布置不断变化;施工现场作业面大,各个分区的施工存在高低差;项目周边环境的复杂带来场地狭小、周边建筑物相距近、安全文明施工要求高等。在施工单位进场前制订三维的现场场地平面布置方案,比如办公场地、材料堆场、材料加工场、临用水电、设备堆场、食堂、宿舍、厕所、警卫室、进场道路、垂直运输设备等,反复进行合理性检查(如图3-36),优化场地布置方案,并通过参照工程进度计划,可以形象直观地模拟各个阶段的现场情况,最大地节约施工用地,减少临时设施的投入,从而降低成本。同时通过对材料运输路线的方案模拟最大限度地减少场内的运输,减少材料的二次搬运,实现现场平面布置合理、高效。
图3-36 场地布置合理性检查
(2)进度优化
建筑工程项目进度管理是项目管理的重要组成部分,而进度优化是控制的关键,BIM对工程模型的建立达到构建级别。可通过甘特图(如图3-37)、施工模拟图(如图3-38)等多种形式实现精确计划、跟踪和控制;直观地表达进度计划、施工过程和重要环节施工工艺;实时跟踪项目的实际进度,并通过计划进度与实际进度的比较,分析偏差对工期的影响以及产生的原因,采取有效的措施;为工程项目的施工方、监理方与业主等不同参与方直观了解工程项目情况提供便捷的工具。
图3-37 进度计划甘特图(详图见附件三)
图3-38 施工模拟图
(3)工作面管理
在施工现场,经常有不同专业的施工队在同一区域、同一楼层交叉施工的现象,对于一些大型项目和超高层项目,由于分包单位众多、各专业施工队频繁交叉施工,不同专业施工队之间的协同工作、资源合理分配和工序衔接显得尤为重要。施工队通过施工模拟施工方可以很好地安排各个工作面人工、材料和机械的进出场时间(如图3-39),合理安排工期,减少由材料供应、窝工短工、机械进出场等导致的工期延后、成本增加的问题。
图3-39 塔吊进场图
优化设计,降低设计不合理、设计变更的成本;优化场地布置,降低材料堆放、二次转运的成本;优化工作面安排,降低材料、设备进场、工人窝工的成本;优化设备选择,降低运营的成本。
基于BIM的协同作业,业主、承包方、监理、各专业施工方等各方共享项目信息,优化决策。选择合理的施工方案和施工工艺,减少由于信息延误、错误造成的工期拖延。
设计方案和施工方案选择更优,材料设备选择更好,可以提高施工质量。材料使用透明,隐蔽工程施工可视化,减少人为因素导致的质量不合格。
通过施工模拟,提高决策人员对工程实施情况把握的准确性和对项目发展变化趋势的预见性,降低工程量大、工作面广、工期长导致的施工风险。
附件一
附件二
附件三
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