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        BIM技術在建筑智能化建造中的應用

        2021-04-01 10:54:49中鐵二局集團建筑有限公司孫旭軍
        中國建設信息化 2021年4期
        關鍵詞:智能化建筑模型

        文|中鐵二局集團建筑有限公司 孫旭軍

        隨著BIM 技術的快速發(fā)展,BIM 技術已經(jīng)逐步邁入各行各業(yè)中并發(fā)揮了重要的作用。BIM 技術的可視化、碰撞檢查、精細化管理、施工模擬等運用為建筑生命全周期提供了一種有別于傳統(tǒng)的高效模式。本文通過分析BIM 技術在建筑生命全周期中的應用措施,整體介紹了從設計階段到管理階段對BIM 技術的應用成果,具體分析了BIM 在建筑管理和運維中發(fā)揮的作用,總結了BIM 技術在建筑智能化建造施工的經(jīng)驗和存在的問題。希望能為相關建筑智能化設計與施工人員提供借鑒。

        1 BIM 技術在建筑設計中的應用

        如想確保建筑工程的智能化,其首要任務則是將BIM 技術運用于建筑設計中。在BIM 平臺搭建完畢后,需要由專業(yè)人員提前抵達建筑場地,對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行勘察收集,待整理完畢后錄入已搭建平臺的數(shù)據(jù)庫內,便可安排后續(xù)BIM 建模工作。

        基于BIM 技術的三維建模軟件對模型進行創(chuàng)建,通過人工的方式繪制建筑所需基礎構件,如柱、梁、板等,同時按照勘測數(shù)據(jù)輸入相關構件參數(shù),軟件即可自動建成整棟樓層的建筑模型,并按照內置清單和定額計算規(guī)則,計算其工程量?;蛘呖赏ㄟ^將工程圖紙導入三維建模軟件,智能識別圖中建筑基礎構件,定義構件參數(shù)后即可計算機仿真,計算工程量。同時,在規(guī)劃設計環(huán)節(jié)中也能運用到BIM 中,例如住宅區(qū)根據(jù)周邊環(huán)境得出BIM 模型的模擬數(shù)據(jù),規(guī)劃整體布置方案并創(chuàng)建出更合適場地地形的全面建筑模型。

        對于傳統(tǒng)二維圖紙而言,通過數(shù)據(jù)標注+文字注釋的形式,很難清晰明確的將施工中的復雜節(jié)點、關鍵部位等表示清楚,而通過BIM 模型的可視化特點,則可用三維的形式使設計方更加準確地把控到建筑結構的細節(jié)之處,易于后續(xù)的調整優(yōu)化。與傳統(tǒng)建筑模型相比,設計人員能使用BIM 模型渲染建筑項目設計效果,將其設計方案更好地展示給工程業(yè)主。借助BIM 模型的可視化特點可以將建筑項目的整體布局和結構細節(jié)直觀地展示出來,工程業(yè)主、施工單位及設計單位能準確、快速、全面地獲取建筑設計的相關信息,利于各單位更好地進行研討。

        2 BIM 技術在質量管理中的應用

        如今一個建筑的建筑周期在逐漸縮短,尤其是經(jīng)歷了新冠疫情后,對快速建設高質量建筑物的需求也顯現(xiàn)出來。此時BIM技術的在保證速度的情況下還能確保高質量的作用也突出其重要性。BIM 主要是通過對5 大因素(人為因素、材料因素、機械因素、方法因素、環(huán)境因素)的把控來保證工程質量。

        BIM 技術能夠基于建筑項目施工圖紙完成對建筑場地的快速仿真,實現(xiàn)3D 可視化技術交底。項目相關人員能基于此完成對施工現(xiàn)場的全方位分析,預知可能發(fā)生的質量管理問題,對項目存在的風險提前進行研究,做好相關應對措施,保證施工質量達到既定工程要求。

        施工材料的控制是項目質量管控的重要環(huán)節(jié)之一。對于一個項目而言,施工所需材料十分繁雜及龐大,錯誤、不合理地使用都會引起嚴重的后果。采用BIM 技術一方面可以對物料信息,包括具體材料參數(shù)、合格信息、來源等進行詳細記錄,為后續(xù)工程檢查提供重要依據(jù),另一方面可以對不同種類材料進行有效劃分,為工人提供施工方法,保證材料的正確合理使用。

        利用BIM 技術對施工質量進行管控,通過對現(xiàn)場施工情況進行勘察,收集整理施工質量信息,將其導入BIM 信息平臺,平臺會自動基于前期設置的質量計劃方案進行比對驗證,發(fā)現(xiàn)問題會第一時間反饋給項目各單位,及時做出應對防止意外發(fā)生。

        同時,針對機械因素可以運用BIM 三維碰撞監(jiān)測技術。通過三維仿真建筑模型對工程中機電安裝、建筑構件等進行碰撞檢測,發(fā)現(xiàn)二維圖紙中較難觀測出的技術問題,并予以優(yōu)化調整,提高施工質量。

        運用三維碰撞監(jiān)測技術還能夠有效的改良項目、管道線路布控的方案,更好的提高項目規(guī)劃的智能化。

        外界環(huán)境對施工的管理隨時會起到不確定性的影響,通過將項目周邊因素,如交通、地理、環(huán)境等錄入BIM 模型,可反應出建筑項目的真實情況,模擬可能存在的變化,預知項目風險,為工程的順利高效實施奠定堅實的基礎。

        3 BIM 技術在資源調配中的應用

        當下在很多行業(yè)之中,節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成了一個非常重要的命題。BIM 技術對于建筑行業(yè)整體的環(huán)保發(fā)展都具有非常重要的作用。因為它可以模擬在整個建設過程之中的各方情況,能夠讓建筑節(jié)能設計有一個綜合的解決方案,對于自然資源進行合理配置,帶動了施工工程的整體經(jīng)濟效益的提升。

        資金使用計劃、人工消耗計劃、材料消耗計劃和機械消耗計劃可以依托BIM 模型得到合理的安排。在BIM 模型的基礎上編制進度計劃,賦予時間信息得到4D 模型,基于該模型進行施工進度仿真模擬,模擬過程中各施工工序與甘特圖滾動同步進行,項目人員可以從中得知任意時間段各項工作量的完成度,分析項目施工計劃,合理安排各項工作。而在此基礎上再次引入造價成本還可得到5D 模型,制定資金使用計劃。

        在傳統(tǒng)的建筑建設過程之中,尤其是具體的施工過程之中,各個部門如果沒有進行妥善的管理,往往會出現(xiàn)分歧,不能達到良好的分工協(xié)作功效。而BIM 技術有云數(shù)據(jù)庫,每個部門都需要將自己工作的相關數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)庫,而所有部門的數(shù)據(jù)資源都是共享的,這也就大大降低了每個部門之間協(xié)作的難度。而且資源實施共享能夠使得資源得到合理配置,盡可能降低資源的浪費,提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。

        4 BIM 技術在安全與環(huán)境管理中的應用

        通過將物聯(lián)網(wǎng)、GIS 等技術的引用,將BIM 模型結合VR 設備,建立了多角度的建筑物漫游模式。對重大安全危險源進行辨別,以特定的形式進行標記,將一般危險源與重大危險源區(qū)分出來,在項目開展過程中予以重視。

        以往工人們對安全交底的接受不高,很大程度歸因于安全負責人員僅僅只能通過圖紙來進行描述,無法準確地傳達意圖,起到的效果不強。而BIM 技術為安全技術交底帶來了更多、更直觀、更好理解的方式,以動態(tài)漫游、三維模擬、虛擬施工等代替?zhèn)鹘y(tǒng)的圖文描述,讓工人們提前熟知操作要點,了解現(xiàn)場情況,保證安全交底的順利實施。

        施工環(huán)境保護在目前環(huán)境問題日益凸顯的大背景下已經(jīng)越來越重要,施工環(huán)境管理不僅包括場地內部的管理,還包括對外部環(huán)境的影響。將BIM 平臺與智能APP結合起來,實現(xiàn)施工環(huán)境的動態(tài)管理,通過現(xiàn)場拍照或者視頻監(jiān)控,對各種因素進行實時觀測記錄,出現(xiàn)問題及時反饋解決。

        5 BIM 技術在建筑運維管理中的應用

        BIM 技術在建筑智能化中有著建筑全生命周期的信息集成管理,而運營階段在全生命周期中又是最長的。運營階段的管理又分為設備維護、資產(chǎn)可視化信息管理、安全管理等。

        通過使用BIM 技術和設備管理系統(tǒng)相結合,使系統(tǒng)能準確的記錄下每個設備的信息,管理人員可以實時的觀察到設備的狀況,提前維護,預防故障,同時降低維護費用,又能安排具體的周期性維護方案。

        6 結語

        隨著建筑信息化技術的不斷發(fā)展,BIM 技術已經(jīng)成為我國建筑智能化建造的主要發(fā)展方向,從設計階段到管理階段對BIM 技術進行應用,能夠有效降低施工成本,提高建設質量。但目前國內BIM 技術的運用還存在著以下幾個問題:

        一是我國BIM 技術研究過于局限性,尚未形成一套完整的技術應用體系,無法大面積進行推廣應用。

        二是未完全發(fā)揮BIM 的參數(shù)化特點,各階段特別是設計階段中,模型與模型之間無法建立有效連接,同一構件的多次建模浪費了大量的時間。

        在BIM 技術高速發(fā)展的今天,各單位應積極引入信息化技術,推動BIM 技術與信息化技術的相互融合,滿足智能化要求,從而推動BIM 在建筑智能化中的發(fā)展。

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