BIM技术在土木工程施工领域的应用进展 陈仕奕

发表时间:2020/9/9   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:陈仕奕
[导读] 摘要:社会在不断发展,科技在不断进步,BIM技术已经广泛运用到了土木工程施工领域,以往土木工程施工阶段中如何控制成本,如何调整冲突,如何精准施工减少返工一直是重大难题,而现在BIM技术的应用,能有效解决这些问题,做好施工阶段的质量、安全、成本、进度管理,让施工做到精细化管理,在土木工程施工越来越复杂以及多元化的今天,合理应用BIM技术,加强信息管理,帮助施工阶段能够更好更快完成,可以说意义重大。
        广西建工集团第一建筑工程有限责任公司  广西南宁市  530000
        摘要:社会在不断发展,科技在不断进步,BIM技术已经广泛运用到了土木工程施工领域,以往土木工程施工阶段中如何控制成本,如何调整冲突,如何精准施工减少返工一直是重大难题,而现在BIM技术的应用,能有效解决这些问题,做好施工阶段的质量、安全、成本、进度管理,让施工做到精细化管理,在土木工程施工越来越复杂以及多元化的今天,合理应用BIM技术,加强信息管理,帮助施工阶段能够更好更快完成,可以说意义重大。
        关键词:BIM技术;土木工程施工领域;应用进展
        引言:
        BIM技术,即Building Information Modeling的缩写,翻译为建筑信息模型,是以几何学、空间关系、地理信息系统为框架,以建筑工程的各项相关数据为基础建立的建筑模型,高度还原建筑物的建成样貌和应具有的真实信息,具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性等八大特点,是建筑施工过程精细化管理的有效依据。
        一、建筑信息模型
        建筑信息模型((Building Information Modeling),简称为BIM技术,它是建筑施工项目所有信息的数字表达,也是工程设计建造管理的数据化工具,完整的建筑模型应包含各种项目的相关信息,在建筑招投标、策划、设计方案、施工、检测、维护等全生命周期过程中进行信息共享,保证建设项目的有效进行,下面根据时间顺序进行详细介绍。
        首先,在招投标阶段,投标方在BIM技术应用下绘制成三维渲染动画,三维渲染动画是建筑工程的整个模型表达,优良与否给招标方的印象深刻,将有效提升中标几率;其次,在中标之后,招标方(施工单位)委托设计单位设计图纸与方案,建筑信息模型的作用也非常巨大,施工单位、设计单位、业主等多方利益相关方就建筑信息模型进行商议,可能更改建筑信息,逐步优化,设计单位出图,BIM技术绘制的三维模型是目的,而设计图纸是方法;再次,在施工阶段,施工单位根据设计图纸以及BIM技术绘制的三维渲染图进行精准施工,这里要分清施工单位设计图纸和利用BIM技术绘制的三维渲染图的区别,前者是方法,后者是目的,前者更精细,后者偏向综合信息,前者是分散的,后者是全面的,施工是按照设计图纸进行,但三维渲染图也有一定帮助,尤其是衔接段的施工,三维渲染图提供的例立体实物图形能让施工更有方向,加强施工的连贯性;最后,在施工结束验收阶段,BIM技术能提供更准确的数据支持,反映施工情况。
        随着现代社会土木工程施工变得越来越复杂,每一项工程施工数据都非常庞大的,涉及的合同、预算、人员、工种、施工设备越来越多元化,成本总会在不经意间被消耗,进度总会自然而然的被落下,要想精确管理土木工程施工领域的质量、安全、成本与进度等,有必要利用BIM技术进行信息化管理,而当前社会对BIM技术的应用也越来越多,越来越广泛,可以说这一技术是施工的实际需求,也是社会信息化发展的趋势所在[1]。
        二、应用优势
        (一)传统施工领域的核算困难问题
        分析BIM技术应用在施工领域的优势所在,可以从以往施工领域的核算困难问题进行反面阐述,传统施工领域核算与控制困难,主要有以下几方面的困难:1.施工人员技能素养不足,施工不规范,导致无法按照施工图纸进行标准施工,成本总是在不经意间就已经流失;2.施工涉及部门和岗位众多,部门和岗位之间不能协调统一,难以做到协同分析汇总并提供数据;3.施工所选用的设备与材料众多:施工材料和设备的管理一直是施工重大问题,材料、人员、设备往往要使用与多个成本项目,土建团队既要挖坑又要铺路,很容易顾此失彼,针对不同种施工情况有不同的施工工艺,设备与材料的选取不当,过程成本损耗总会发生,积少成多,就是一个巨大的黑洞;4.现代社会的施工模式也变得越来越多元化:材料方面,有的预付款未进货,有的进库了未付款,材料周转或设备租赁也是如此,或者有的分包项目先干后审计付款(占大多数),有的先付一部分预付款,没有良好的信息化统计系统,很难做到对全局的把控。


        (二)BIM技术有效应用的优势[2]
        首先,BIM技术绘制的三维渲染动画,可以说是施工目的,这让施工有了更准确的方向;其次,BIM技术支持多端口接入,能实现各部门和岗位之间的信息共享和传递,让建设施工数据能够被有效利用,能更好地发现施工过程中的问题所在,及时处理;再次,施工过程中,BIM数据库可以实现任一时点上工程基础信息的快速获取,为施工管理提供有效数据支持,有效提升管理效率,做出更精确的、更合理的施工方案,进而提高施工效率;最后,BIM技术是高度信息化的系统,材料、设备、人员的分配与调度会更加明确,且有迹可循,材料、仓库、施工、财务多部门多岗位协同,可以建立与成本相关数据的时间、空间、工序维度关系,数据粒度处理能力达到了构件级,整体规划更全面、更准确。
        三、应用方向
        (一)加强施工阶段的设计管理,提升协调性
        协调性是建筑行业的难题,建筑施工并不是一成不变的,而是要根据现有的施工情况进行实时更改优化,及时发现设计中的问题与漏洞,及时补救,这在土木工工程施工中非常常见,是因为在出设计图纸时,通常因为信息的流通不够高效,设计师之间、设计单位与施工单位之间的沟通不到位导致,例如,建筑在施工过程中会遇到线路碰撞问题,专业设计图纸未做充分的分层、分布协调,出现局部交叉,而BIM建筑信息模型能够对建筑物有全面的透析,将管线模型模拟出来,生成协调数据,大大减少建筑碰撞问题。
        (二)做好实时信息收集工作,构建多维度BIM模型[3]
        对于大型土木工程建筑来说,单凭靠施工设计图纸是不够的,借助BIM三维模型,将模型放大,能看见模型中的更多细节,包括构件样子、尺寸、螺栓的位置与角度、管线的排布等等,通过三维建筑模型,协调各个专业,因此,利用大数据将所有设计专业、科学整合在同一个平台,打造可视化的BIM立体建筑模型非常有必要。
        而在建立BIM立体建筑模型之后,也需要做好实时数据收集工作,数据的收集包括人、材料、器械、工种、消耗等各方面的统计量,以往这种数据的收集会非常难以实现,数据收集有一定周期(月或季度),而有了BIM技术,信息化系统平台的优势,即是能做好信息的快速收集与处理,并且通过分析快速计算工程量,提升施工的精度与效率,短周期成本分析不再困难,工作量小、效率更高,且能够消除人力误差。
        (三)做好施工控制 [4]
        施工控制是说在BIM技术收集了实时的施工各项数据之后,分析并计算出实际工程量,与设计方案预计成本预算进行对比分析,通过最直观最正确的数据支持,及时又准备的了解施工各项信息,在施工中的信息众多,最主要的是施工质量、施工安全、施工进度和成本控制四类,质量与安全自不用说,通过数据分析,找出数据差异点,分析施工质量与安全,在此基础上,还要做好进度管理与成本控制,三维可视化功能再加上时间维度,能更直观更能够高效地将施工计划与实际进展联系在一起,做出对比,分析具体是施工计划不够准确还是施工人员技能素养不足,又或是材料设备等因素,综合考量之下,仓库能够加强材料与设备管理,现场管理人员能够做好进度管理,避免施工进度延误,这都是BIM技术绘制综合性的三维模型的作用,让建筑施工整个过程更紧密,管理起来更加轻松有效。
        (四)环保领域
        BIM技术在经历了数次革新之后,录入了更多数据系统,实现了质的飞跃,在绿色环保领域发挥着重要作用,其构建的三维数字建筑,为设计师、建筑师、水电工程师提供了模拟和分析的协作平台,共同管理加强设计,真正将绿色环保概念融入设计与运用管理之中。
        以建筑采光分析,计算机中通过BIM技术设计仿真模型,设定相关地域、高程、模型数据,系统根据不同时间不同季节太阳的运行信息,将采光程度实时分析模拟出来,看是否符合需求,建筑设计如何变更才能实现最高光线利用率。
        四、结束语
        总结来说,建筑施工涉及的领域与学科较多,是综合性的设计,在土木工程施工领域应用BIM技术,能让设计更加有效,解决设计碰撞与矛盾问题,在施工中能有效控制施工质量、安全、进度、成本等因素,是施工的实际需求,也是社会信息化发展的趋势所在。
        参考文献:
        [1]梁德瑞;.BIM技术在土木工程施工领域的应用进展[J].城市建设理论研究(电子版),2018,No.251(05):119.
        [2]杨明睿,刘峰,吴立之,吴泽坤,高博鑫,包琳.BIM技术在土木工程施工领域的应用进展[J].科学与财富,2018(02):213.
        [3]张建伟.BIM技术在土木工程施工领域的应用进展[J].居舍,2018(23):103.
        [4]崔学忠.BIM技术在土木工程施工领域的应用进展[J].中国建材科技,2019,28(01):108-109.
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