BIM技术在施工阶段的应用和效益

(1)施工方案模拟

在技术、管理等方面定义施工过程附加信息并添加到施工作业模型中,构建施工过程演示模型。该演示模型应当表示工程实体和现场施工环境、施工机械的运行方式、施工方法和顺序、所需临时及永久设施安装的位置等。

通过BIM可以对项目的重点或难点部分进行可建性模拟,按月、日、时进行施工安装方案的分析优化。对于一些重要的施工环节或采用新施工工艺的关键部位、施工现场平面布置等施工指导措施进行模拟和分析,以提高计划的可行性;也可以利用BIM技术结合施工组织计划进行预演以提高复杂建筑体系的可造性(例如,施工模板、幕墙装配、锚固等)。借助BIM对施工组织的模拟,项目管理方能够非常直观地了解整个施工安装环节的时间节点和安装工序,并清晰把握在安装过程中的难点和要点,施工方案也可以进一步对原有安装方案进行优化和改善,以提高施工效率和施工方案的安全性。

(2)施工进度模拟

通过将BIM与施工进度计划相链接,将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D(3D+Time)模型中,可以直观、精确地反映整个建筑的施工过程。4D施工模拟技术可以在项目建造过程中合理制定施工计划、精确掌握施工进度,优化使用施工资源以及科学地进行场地布置,对整个工程的施工进度、资源和质量进行统一管理和控制,以缩短工期、降低成本、提高质量。此外借助4D模型,施工企业在工程项目投标中将获得竞标优势,BIM可以协助评标专家从4D模型中很快了解投标单位对投标项目主要施工的控制方法、施工安排、总体计划等,从而对投标单位的施工经验和实力做出有效评估^[1]。

(3)数字化加工制造

用BIM技术提高构件预制加工能力能够降低成本、提高工作效率、提升建筑质量。在此基础上推行的工厂化建造是未来绿色建造的重要手段之一。通过BIM模型与数字化建造系统的结合,建筑行业也可以采用类似的方法来实现建筑施工流程的自动化。建筑中的许多构件可以异地加工,然后运到建筑施工现场,装配到建筑中(例如,门窗、预制混凝土结构和钢结构等构件)。通过数字化建造,可以自动完成建筑物构件的预制,这些通过工厂精密机械技术制造出来的构件不仅降低了建造误差,并且大幅度提高构件制造的生产率,使得整个建筑建造的工期缩短并且容易掌控。构件模型需与原施工作业模型格式保持一致,确保在后期可执行必要的数据转换、机械设计及归类标注等工作,将施工作业模型转换为预制加工设计图纸。

(4)施工现场协同

BIM不仅集成了建筑物的完整信息,同时还提供了一个三维的交流环境。与传统模式下项目各方人员在现场从图纸堆中找到有效信息后再进行交流相比,BIM模式的效率大大提高。BIM逐渐成为一个便于施工现场各方交流的沟通平台,可以让项目各方人员方便地协调项目方案,论证项目的可造性,及时排除风险隐患,减少由此产生的变更,从而缩短施工时间,降低由于设计协调造成的成本增加,提高施工现场生产效率。(www.xing528.com)

(5)设备与材料管理

BIM模型详细记录了建筑物及构件和设备的所有信息,通过RFID技术的物流管理信息系统,运用BIM技术达到按施工作业面配料的目的,实现施工过程中设备、材料的有效控制,提高工作效率,减少不必要的浪费。实施过程中,将楼层信息、构件信息、进度表、报表等设备与材料信息添加到施工作业模型中,使建筑信息模型建立可以实现设备与材料管理和施工进度协同,并可追溯大型设备及构件的物流与安装信息。可根据工程进度,在模型中实时输入(工程设计变更信息、施工进度变更信息等)与输出(所需的设备与材料信息表、已完工程消耗的设备与材料信息、下一阶段工程施工所需的设备与材料信息等)。

(6)进度控制

基于BIM技术的进度控制是通过方案进度计划和实际进度的比对,找出差异,分析原因,实现对项目进度的合理控制与优化。可将施工活动列出各进度计划的活动(WBS工作包)内容,根据施工方案确定各项施工流程及逻辑关系,将进度计划与三维建筑信息模型链接关联生成施工进度管理模型。利用施工进度管理模型进行可视化施工模拟,检查施工进度计划是否满足约束条件、是否达到最优状况。可结合虚拟设计与施工(VDC)、增强现实(AR)、三维激光扫描(LS)、施工监视及可视化中心(CMVC)等技术,实现可视化项目管理,对项目进度进行更有效的跟踪和控制,对进度偏差进行调整以及更新目标计划,以达到多方平衡,实现进度管理的最终目的,并生成施工进度控制报告。

(7)质量与安全管理

通过现场施工情况与BIM模型的比对,能够提高质量检查的效率与准确性,有效控制危险源,进而实现项目质量、安全可控的目标。根据施工质量、安全方案,生成施工安全设施配置模型。用BIM可视化功能可以准确清晰地向施工人员展示及传递建筑设计意图。同时,可通过4D施工过程模拟,帮助施工人员理解、熟悉施工工艺和流程,并识别危险源,避免由于理解偏差造成施工质量与安全问题。通过现场图像、视频、音频等方式,把出现的质量、安全问题关联到建筑信息模型的相应构件与设备上,记录问题出现的部位或工序,分析原因,进而制定并采取解决措施。

(8)竣工模型交付

在建筑项目竣工验收时,将竣工验收信息及项目实际情况添加到施工作业模型中,以保证模型与工程实体数据一致,随后形成竣工模型,以满足交付及运营基本要求。BIM能将建筑物空间信息和设备参数信息有机地整合起来,从而为业主获取完整的建筑物全局信息提供途径。通过BIM与施工过程记录信息的关联,甚至能够实现包括隐蔽工程资料在内的竣工信息集成,不仅为后续的设备与物业管理带来便利,并且可以在未来进行的翻新、改造、扩建过程中为业主及项目团队提供有效的历史信息。