李雨蔓?李坤

摘要：通過(guò)分析高層公共建筑設(shè)計(jì)與施工管理的現(xiàn)狀，明確當(dāng)前工程管理的問(wèn)題，以山東理工大學(xué)6號(hào)7號(hào)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合樓為例，詳細(xì)介紹了基于BIM技術(shù)的綜合設(shè)計(jì)與施工管理方法，使工程項(xiàng)目管理更加精細(xì)化、信息化及高效化，為BIM技術(shù)在高層公共建筑的應(yīng)用提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高層建筑;BIM技術(shù);建筑設(shè)計(jì)施工管理

21世紀(jì)以來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展以及城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，高層及超高層建筑的數(shù)量不斷增加，在該領(lǐng)域上我國(guó)作為全球超高層建筑發(fā)展中心已達(dá)到國(guó)際較高水平^[1]。但是據(jù)我國(guó)近年來(lái)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，半年全國(guó)建筑業(yè)發(fā)生生產(chǎn)安全事故達(dá)2000起，并呈上升趨勢(shì)，這充分說(shuō)明我國(guó)建筑工程管理內(nèi)部存在管理會(huì)計(jì)思維模式不滿(mǎn)足、責(zé)任落實(shí)不明確、信息化手段不完善、風(fēng)險(xiǎn)控制不健全等一系列問(wèn)題，這些頻出不窮的問(wèn)題無(wú)不顯現(xiàn)施工管理的四控、三管、一協(xié)調(diào)沒(méi)有充分落實(shí)^[2]。

其中，陳壯壯從建筑工程項(xiàng)目管理以及工程施工質(zhì)量的影響入手，對(duì)工程質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)一步分析并提出相應(yīng)建議^[3];焦云義對(duì)我國(guó)工程管理信息化建設(shè)存在的問(wèn)題進(jìn)行探究討論并給出一定解決辦法^[4];蔣俊通過(guò)分析探討建筑業(yè)工程管理現(xiàn)狀，提出促進(jìn)建筑行業(yè)發(fā)展的措施^[5]。利用上述研究在一定程度上對(duì)建筑工程項(xiàng)目管理有積極作用，但實(shí)際工程中仍存在大量問(wèn)題難以解決，本文利用BIM技術(shù)，深入詳細(xì)的闡述了高層建筑綜合設(shè)計(jì)與施工管理方法，可以很好的解決問(wèn)題，并以實(shí)例加以論證。

1 基于BIM技術(shù)的綜合設(shè)計(jì)與施工管理方法

1.1 BIM協(xié)同管理云平臺(tái)

BIM協(xié)同管理云平臺(tái)是指利用先進(jìn)的BIM技術(shù)，結(jié)合GIS、物聯(lián)網(wǎng)、BI數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，能夠提供建筑可視化數(shù)字化集成化的交付系統(tǒng)，旨在實(shí)現(xiàn)模型可視化和管理數(shù)據(jù)可視化，提升施工管理效率同時(shí)降低成本。

1.1.1 團(tuán)隊(duì)建設(shè)

采用IPD的項(xiàng)目管理模式，BIM團(tuán)隊(duì)由業(yè)主方、設(shè)計(jì)方及施工方組成，業(yè)主方進(jìn)行統(tǒng)籌，設(shè)計(jì)方及施工方根據(jù)各專(zhuān)業(yè)需求配備相應(yīng)BIM人員，如圖1所示。

1.1.2BIM實(shí)施軟硬件環(huán)境

通過(guò)建立中心服務(wù)器，與BIM團(tuán)隊(duì)各參與方建立聯(lián)系，創(chuàng)建統(tǒng)一實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各參與方在不同地點(diǎn)不同時(shí)間協(xié)同管理可視化建筑信息，再通過(guò)輸出設(shè)備進(jìn)行直觀交流，如圖2所示，從而查閱、分享、協(xié)調(diào)和管理工程項(xiàng)目，達(dá)到BIM團(tuán)隊(duì)同步協(xié)調(diào)合作，提高工作效率。

1.1.3BIM協(xié)同模式

BIM標(biāo)準(zhǔn)和指南作為BIM協(xié)同的指導(dǎo)性文件，需要在項(xiàng)目實(shí)踐當(dāng)中不斷積累和編制統(tǒng)一項(xiàng)目實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，包括統(tǒng)一命名標(biāo)準(zhǔn)、定位標(biāo)準(zhǔn)、模型拆分標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)等。

1.2 BIM綜合深化設(shè)計(jì)工作流程

業(yè)主方對(duì)工程項(xiàng)目特點(diǎn)及需求進(jìn)行應(yīng)用分析并制定全方位BIM實(shí)施規(guī)劃，包括確定BIM應(yīng)用階段、范圍及目標(biāo)，以明確對(duì)各參與方的要求，高效展開(kāi)后期工作。

在工程設(shè)計(jì)階段，各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員需要充分利用圖紙及相關(guān)數(shù)據(jù)信息分別建立初步設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息結(jié)構(gòu)模型，再通過(guò)BIM協(xié)同管理云平臺(tái)協(xié)同各專(zhuān)業(yè)模型，基于各專(zhuān)業(yè)BIM模型，統(tǒng)計(jì)預(yù)算工程量，完成施工圖設(shè)計(jì)模型。在完成BIM綜合信息結(jié)構(gòu)模型后，檢查建筑與結(jié)構(gòu)及機(jī)電與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，通過(guò)BIM軟件進(jìn)行碰撞檢查，生成碰撞檢查報(bào)告，進(jìn)行反復(fù)的管線綜合處理及設(shè)計(jì)優(yōu)化，直到檢查合格后輸出管線綜合圖，交付設(shè)計(jì)成果。

后施工方進(jìn)行基于BIM的施工方案模擬，通過(guò)三維場(chǎng)布及施工組織模擬更直觀的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并進(jìn)行施工深化設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中如遇問(wèn)題需及時(shí)與建設(shè)單位聯(lián)系進(jìn)行設(shè)計(jì)變更，再次回到施工圖設(shè)計(jì)模型階段，經(jīng)過(guò)多次循環(huán)，直到方案最優(yōu)移交竣工模型。

1.3 BIM施工管理

1.3.1 三維場(chǎng)布及施工組織模擬

施工方利用三維場(chǎng)布軟件，按照規(guī)范進(jìn)行繪制、導(dǎo)入圖紙、快速建立GCL模型等步驟進(jìn)行施工組織模擬。通過(guò)BIM施工組織模擬，將進(jìn)度、成本等信息直觀形象的傳遞給各參與方，與此同時(shí)，進(jìn)行施工中的工序、工法、物料應(yīng)用、人力成本、資源分配等細(xì)部模擬，大幅度改善傳統(tǒng)施工的浪費(fèi)與施工管理的不完善問(wèn)題。

1.3.2 綜合圖紙會(huì)審及三維交底

在項(xiàng)目施工前，通過(guò)各專(zhuān)業(yè)模型綜合碰撞檢查進(jìn)行綜合分析優(yōu)化設(shè)計(jì)文件，提前解決影響正常施工的不合理設(shè)計(jì)。進(jìn)行三維交底，以三維形式再現(xiàn)施工過(guò)程，展現(xiàn)施工細(xì)節(jié)，將有效信息傳遞給施工人員，能夠提高工作人員施工效率，確保施工計(jì)劃有序進(jìn)行，避免危險(xiǎn)事故的發(fā)生。

1.3.3 施工現(xiàn)場(chǎng)綜合管理

為實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)規(guī)范化管理，采用勞務(wù)實(shí)名制，將施工現(xiàn)場(chǎng)的門(mén)禁、考核、進(jìn)出人員職業(yè)健康情狀等信息同步輸入至BIM管理協(xié)同云平臺(tái)，以便施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理。

1.3.4 管線綜合排布與預(yù)裝配技術(shù)應(yīng)用

在做好管線綜合排布基礎(chǔ)上，對(duì)管線及配件的參數(shù)、機(jī)組設(shè)備等信息進(jìn)行綜合分析，利用3D模擬施工技術(shù)將管線拆分為不同的構(gòu)配件并將構(gòu)配件重組為裝配施工模塊，以便現(xiàn)場(chǎng)制作及預(yù)制裝配協(xié)同進(jìn)行。

2 工程實(shí)例

2.1 工程概況

山東理工大學(xué)6號(hào)7號(hào)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合樓坐落在山東省淄博市張店區(qū)山東理工大學(xué)院內(nèi)，地上南樓5層為21.45m，北樓11層為44.25m，均有局部突出屋面，地下一層4.0m，其地下層主要為設(shè)備用房及機(jī)動(dòng)車(chē)停車(chē)庫(kù)，地上主要為教室，實(shí)驗(yàn)室及教學(xué)輔助辦公，局部突出屋面為設(shè)備機(jī)房，外形如圖4所示。

2.2 BIM技術(shù)的施工與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2.2.1 BIM協(xié)同模式：工程采用智慧建設(shè)BIM協(xié)同管理云平臺(tái)、移動(dòng)端，將各參見(jiàn)方納入統(tǒng)一平臺(tái)，以計(jì)劃管理、工程管理、成本管理“3大管理”為核心，以BIM協(xié)同、成本、質(zhì)量、進(jìn)度、安全等“18大功能模塊”為輔助，進(jìn)行全生命周期的協(xié)同管理，同時(shí)還編制了統(tǒng)一實(shí)施項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 三維場(chǎng)布及施工組織模擬：通過(guò)三維模型，全面了解和分析現(xiàn)場(chǎng)布局，規(guī)劃辦公場(chǎng)所、材料堆放區(qū)、加工區(qū)等臨建設(shè)施，大幅改善傳統(tǒng)的浪費(fèi)與施工方案制定缺乏指導(dǎo)性等問(wèn)題，如圖5所示。

2.2.3 綜合圖紙會(huì)審及三維交底：通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)文件進(jìn)行綜合分析，把各專(zhuān)業(yè)模型進(jìn)行綜合碰撞檢查，發(fā)現(xiàn)多處碰撞問(wèn)題，在項(xiàng)目施工前，進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，提前解決影響正常施工的不合理設(shè)計(jì)。例如，通過(guò)三維模型，平面圖紙及測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)標(biāo)高，與模型排煙風(fēng)管標(biāo)高對(duì)比發(fā)現(xiàn)排煙風(fēng)管局部穿過(guò)結(jié)構(gòu)，與設(shè)計(jì)溝通后，改為局部排煙風(fēng)管下翻。

2.2.4 管線綜合排布應(yīng)用：例如，利用3D模擬施工技術(shù)將泵房中水泵模型局部取出，并進(jìn)行拆分泵組構(gòu)配件，重組成為便于施工的施工模塊，生成加工、施工圖紙的過(guò)程。

3 結(jié)語(yǔ)

本文闡述了通過(guò)建立BIM團(tuán)隊(duì)及BIM實(shí)施軟硬件環(huán)境，利用BIM協(xié)同管理云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)各參見(jiàn)方的協(xié)同工作，著重詳細(xì)介紹了BIM綜合深化設(shè)計(jì)工作流程以及施工管理，并將其應(yīng)用到山東理工大學(xué)6號(hào)7號(hào)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合樓高層建筑工程實(shí)例中，使工程項(xiàng)目管理更加精細(xì)化、信息化及高效化，充分落實(shí)四控、三管、一協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)安全規(guī)范施工，同時(shí)為日后BIM技術(shù)在高層公共建筑的應(yīng)用提供參考依據(jù)。

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作者簡(jiǎn)介：李雨蔓（1999-），女，學(xué)士，研究方向?yàn)楣こ坦芾?

李坤，女，碩士，講師，研究方向?yàn)榻Y(jié)構(gòu)工程。