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        BIM技術(shù)在裝配式建筑全過程工程咨詢的研究

        2022-06-30 03:20:36許珊XUShan
        價(jià)值工程 2022年20期
        關(guān)鍵詞:全過程咨詢裝配式

        許珊 XU Shan

        (北京建筑大學(xué),北京 100044)

        0 引言

        當(dāng)前,隨著BIM,物聯(lián)網(wǎng),移動互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的發(fā)展與普及,我國工程建設(shè)領(lǐng)域正面臨著新的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)。在構(gòu)建“數(shù)字城市”和智慧城市的進(jìn)程中,亟需采用新的工程建造模式——“智慧建造”來支撐建筑行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級。通過研究BIM技術(shù),形成4D、5D模型,進(jìn)行施工進(jìn)度管理,這樣一來,施工管理者就可以隨著施工過程更加方便地掌握包括資金在內(nèi)的施工資源的動態(tài)需求,從而可以更好地進(jìn)行資金計(jì)劃,分包管理等工作。此外,項(xiàng)目建設(shè)過程中,由于項(xiàng)目參建方多,溝通困難,全過程咨詢?nèi)狈y(tǒng)一的平臺管理,各專業(yè)如土建和安裝專業(yè);各個(gè)項(xiàng)目參建方如設(shè)計(jì)單位和施工單位各自形成的文件難以整合,或者整合起來費(fèi)時(shí)費(fèi)力。通過運(yùn)用BIM建立統(tǒng)一的信息平臺,把項(xiàng)目實(shí)施過程中各參加方整合起來,組建利益一致,資料及知識集成的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì),減少項(xiàng)目運(yùn)行中不必要的資源浪費(fèi),從而降低成本,提高效率。同時(shí),結(jié)合裝配式建筑目前的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題,探索一種節(jié)約勞動力,提高效率的新型建造模式。

        1 相關(guān)理論綜述

        1.1 裝配式建筑的發(fā)展現(xiàn)狀及問題分析

        裝配式混凝土結(jié)構(gòu),是對預(yù)制混凝土構(gòu)件進(jìn)行裝配、整合而形成的混凝土結(jié)構(gòu)。預(yù)制裝配式的主要特點(diǎn)是生產(chǎn)工業(yè)化,工業(yè)化帶來的優(yōu)勢是成本低廉,裝配式建筑的成本要比混凝土澆筑模式價(jià)格低廉,但是我國國內(nèi)裝配式建筑卻還未得到大面積應(yīng)用。究其原因,首先,社會對裝配式建筑的普遍認(rèn)可度較低,沒有打開銷售市場。其次,裝配式建筑尚未形成規(guī)模,而且前期投資成本高,造成成本優(yōu)勢不明顯。最后,裝配式建筑的項(xiàng)目人員還缺乏裝配式建筑的施工經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)有的人員缺乏相關(guān)的知識儲備,進(jìn)而對裝配式建筑行業(yè)的發(fā)展造成阻礙。

        1.2 BIM技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及問題分析

        BIM技術(shù)是通過建立“三維信息化模型”,BIM建模軟件可自動生成相應(yīng)的平、立、剖面圖以及各節(jié)點(diǎn)詳圖,相比過去常用的紙質(zhì)平面圖,這種技術(shù)方法可以使建筑的空間特征表達(dá)得更為清晰直觀。但是,BIM技術(shù)目前在建筑業(yè)的發(fā)展也受到了限制。究其原因,首先,BIM軟件購買費(fèi)用高昂,且缺少相關(guān)操作人員,對于BIM是否能夠給施工帶來方便和利潤也尚未明確。其次,項(xiàng)目的各個(gè)階段所使用的軟件也不盡相同,不能有效進(jìn)行相互之間的信息整合。最后,國家尚未制定相關(guān)BIM的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),基于BIM技術(shù)的信息化標(biāo)準(zhǔn)需要統(tǒng)一。

        1.3 全過程工程咨詢的定義、現(xiàn)狀以及與傳統(tǒng)咨詢的對比

        1.3.1 全過程工程咨詢模式的定義

        全過程工程咨詢是指整合前期策劃、投融資、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、項(xiàng)目管理、監(jiān)理、造價(jià)、招投標(biāo)、BIM、審計(jì)、法務(wù)、稅務(wù)、咨詢管理等建設(shè)工程全過程的技術(shù)咨詢服務(wù)?!度^程工程咨詢實(shí)踐指南》書中提出集約化、專業(yè)化“1+X"服務(wù)模式,其中“1”所指全過程工程項(xiàng)目管理,是貫穿項(xiàng)目全過程集成化管理:“X"是指全過程工程咨詢管理服務(wù)中單項(xiàng)工程咨詢管理服務(wù),咨詢方可以根據(jù)委托方的需求承擔(dān)其中的一項(xiàng)或多項(xiàng)專業(yè)性的工程咨詢服務(wù)。全過程工程咨詢服務(wù)可以將各專業(yè)企業(yè)有機(jī)結(jié)合起來,發(fā)揮各自專長,實(shí)現(xiàn)利益、服務(wù)、目標(biāo)一致的共同體,簡化責(zé)任主體,提高服務(wù)質(zhì)量,決策更加合理,項(xiàng)目各方可以整體目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn),服務(wù)貫穿項(xiàng)目全過程[1]。

        圖1 BIM應(yīng)用于某地鐵項(xiàng)目

        1.3.2 全過程工程咨詢的現(xiàn)狀

        近年來,國家相繼出臺一系列有關(guān)全過程工程咨詢指導(dǎo)文件推進(jìn)全過程咨詢服務(wù),此外,國家正推動一批試點(diǎn)企業(yè)進(jìn)行了不同層面的探索與嘗試,由于剛開始試行,全過程咨詢目前無統(tǒng)一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

        1.3.3 與傳統(tǒng)咨詢的對比

        傳統(tǒng)的咨詢模式,如單項(xiàng)式工程咨詢模式、分段式工程咨詢模式、總承包工程咨詢模式[2]中項(xiàng)目建設(shè)方與咨詢單位存在碎片化、斷代式的管理缺陷,業(yè)主單位與各階段咨詢單位容易導(dǎo)致權(quán)責(zé)不清,項(xiàng)目業(yè)主單位難以找到責(zé)任主體,業(yè)主單位也需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力去管理各咨詢單位。(圖2)

        1.4 全過程工程咨詢的必要性

        1.4.1 符合國家近年來的政策文件

        2017年2月21日《國務(wù)院辦公廳關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》國辦發(fā)【2017】19號文,標(biāo)志著全過程咨詢從探索到踐行的轉(zhuǎn)變;2017年5月2日《關(guān)于開展全過程工程咨詢試點(diǎn)工作的通知》建市【2017】101號文;2018年3月15日《關(guān)于征求推進(jìn)全過程工程咨詢服務(wù)發(fā)展的指導(dǎo)意見(征求意見稿)和建設(shè)工程咨詢服務(wù)合同示范文本(征求意見稿)意見的函》建市監(jiān)〔2018〕9號文;2019年3月15日《關(guān)于推進(jìn)全過程工程咨詢服務(wù)發(fā)展的指導(dǎo)意見》發(fā)改投資規(guī)【2019】515號文[2]。

        1.4.2 社會專業(yè)化分工發(fā)展的必然結(jié)果[3]

        隨著社會的發(fā)展,建設(shè)項(xiàng)目也越來越多,這就導(dǎo)致建設(shè)項(xiàng)目的專業(yè)化服務(wù)需求變得更細(xì)致,層次越來越深,建設(shè)單位需要支出更多的成本去協(xié)調(diào)各個(gè)工程階段的任務(wù)。因此,出現(xiàn)對所有專業(yè)咨詢單位進(jìn)行共同協(xié)調(diào)的全過程工程咨詢公司正好可以滿足建設(shè)單位此類需求。

        1.5 全過程工程咨詢的優(yōu)勢

        1.5.1 有利于解決工程咨詢服務(wù)“碎片化”問題

        傳統(tǒng)工程咨詢行業(yè)分別與業(yè)主簽訂合同,專業(yè)之間的信息傳遞均靠業(yè)主傳遞,而全過程工程咨詢則可以將這些專業(yè)“外部溝通”轉(zhuǎn)化為全過程工程項(xiàng)目咨詢之間的“內(nèi)部溝通”,使溝通更加方便有效,提高工作效率。此外,由于傳統(tǒng)工程咨詢行業(yè)分別與業(yè)主簽訂合同,專業(yè)承包人也只對合同規(guī)定的成果負(fù)責(zé),專業(yè)承包人缺乏對本專業(yè)后續(xù)的工作的關(guān)注和了解。而全過程工程咨詢由于對整個(gè)階段的專業(yè)咨詢工作負(fù)責(zé),因此各專業(yè)的工作完成后,還需要保證該項(xiàng)工作成果能夠有效指導(dǎo)后續(xù)專業(yè)工作。通過這樣的全過程咨詢,使工程咨詢行業(yè)服務(wù)“碎片化”的問題能夠得到有效解決,并能提高工作效率,減少溝通成本。

        1.5.2 能夠?qū)こ藤|(zhì)量、進(jìn)度進(jìn)行有效控制

        全過程工程咨詢單位對各階段專業(yè)咨詢工作責(zé)任明確,全過程咨詢單位可自行協(xié)調(diào)解決相鄰專業(yè)間的矛盾,不需業(yè)主出面協(xié)調(diào),這給全過程咨詢單位帶來了極大的挑戰(zhàn),從而能夠篩選出能夠勝任該工作的單位。

        此外,由于全過程工程咨詢單位對各階段咨詢工作均可以緊密銜接,后續(xù)專業(yè)可以根據(jù)前期專業(yè)的部分成果內(nèi)容提前準(zhǔn)備,同時(shí),各專業(yè)在統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下,大大縮減溝通時(shí)間,提高咨詢效率,有效縮減建設(shè)工期。

        2 BIM技術(shù)在裝配式建筑中全過程階段的應(yīng)用

        2.1 BIM技術(shù)在裝配式建筑中設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

        裝配式建筑的特點(diǎn)是以預(yù)制混凝土進(jìn)行整合施工,設(shè)計(jì)師調(diào)取已經(jīng)設(shè)計(jì)好的預(yù)制構(gòu)件庫(如圖3所示)進(jìn)行設(shè)計(jì),通過BIM的三維可視功能對后期施工階段的構(gòu)件組裝進(jìn)行模擬施工,從設(shè)計(jì)階段避免構(gòu)件間設(shè)計(jì)的不合理的問題(如圖4所示),再基于BIM軟件的協(xié)同設(shè)計(jì)功能,從而減少項(xiàng)目建設(shè)各階段各專業(yè)轉(zhuǎn)移項(xiàng)目時(shí)帶來的失誤[4]。

        圖3 裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件庫

        圖4 BIM管線綜合設(shè)計(jì)及安裝模擬

        2.2 BIM技術(shù)在裝配式建筑中成本控制中的應(yīng)用

        BIM軟件可以針對所構(gòu)建的模型,可以對每個(gè)預(yù)制構(gòu)件所需的各類材料進(jìn)行統(tǒng)計(jì),以便給制造廠商提供所需的材料清單,同時(shí)也使項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段能夠有初步的概預(yù)算,實(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目的把控。此外,前期設(shè)計(jì)階段通過利用BIM軟件采取事前預(yù)防等措施縮短了施工工期,合理安排了施工進(jìn)度,從而在一定程度上降低項(xiàng)目造價(jià),達(dá)到成本控制的目的。

        2.3 BIM技術(shù)在裝配式建筑中在項(xiàng)目管理中的應(yīng)用

        首先,能夠利用BIM模型分階段統(tǒng)計(jì)工程量的功能,按照施工進(jìn)度分階段統(tǒng)計(jì)工程量[4]。其次,對于工程施工中的關(guān)鍵部位,通過建立完畢的三維動態(tài)模型,能夠?qū)﹃P(guān)鍵部位的更形象的觀察,如某產(chǎn)業(yè)園運(yùn)用BIM進(jìn)行自動碰撞檢測,解決300多個(gè)碰撞問題(如圖5所示),從而更準(zhǔn)確地確定施工方案。最后,BIM的4D虛擬施工技術(shù)能夠動態(tài)地模擬整個(gè)施工過程,能夠進(jìn)行疏散模擬,有利于勞務(wù)人員進(jìn)行疏散[4],保證了現(xiàn)場工作人員的安全。

        圖5 某產(chǎn)業(yè)園三維綜合設(shè)計(jì)自動碰撞檢測

        3 構(gòu)建基于BIM的裝配式建筑全過程咨詢中的體系

        3.1 基于BIM的裝配式建筑應(yīng)用發(fā)展策略

        首先,應(yīng)設(shè)計(jì)階段對建筑構(gòu)件進(jìn)行適用優(yōu)化和結(jié)構(gòu)調(diào)整。其次,建筑單位還應(yīng)聘請專業(yè)的技術(shù)人員來操作吊裝和拼接,將預(yù)制構(gòu)件放到施工現(xiàn)場的指定位置上。此外,要把與裝配式建筑有關(guān)的企業(yè)變成信息數(shù)據(jù)聯(lián)通的連貫整體,以減少交接時(shí)不必要的資源的浪費(fèi)。最后,應(yīng)基于BIM軟件對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行分類編碼,對預(yù)制構(gòu)件的名稱型號進(jìn)行入庫管理。在信息化的大時(shí)代下,裝配式建筑就要充分使用BIM技術(shù)等信息化技術(shù),把信息化變成企業(yè)和項(xiàng)目運(yùn)作的助力,從而促進(jìn)整個(gè)建筑業(yè)的發(fā)展。

        3.2 全過程工程咨詢的實(shí)施策略

        目前,企業(yè)可以通過兼并擴(kuò)大綜合業(yè)務(wù)能力來承接全過程工程咨詢項(xiàng)目,也可以由多家企業(yè)組成聯(lián)合體共同承接項(xiàng)目,合并和拓展企業(yè)的業(yè)務(wù)能力是企業(yè)向全過程工程咨詢轉(zhuǎn)型的一種趨勢,現(xiàn)階段采用聯(lián)合體形式較多。前期咨詢單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、工程造價(jià)單位或者項(xiàng)目管理單位都可以為全過程工程咨詢的牽頭單位。由多家咨詢單位組成的聯(lián)合體,也應(yīng)當(dāng)事先明確好各組成單位的權(quán)利、義務(wù)、責(zé)任,避免合同權(quán)利、義務(wù)不明確帶來的糾紛。

        4 結(jié)束語

        本文從BIM技術(shù)、裝配式建筑、全過程工程咨詢的概念和定義出發(fā),對工程前沿的有關(guān)建筑信息化,智能化,工業(yè)化進(jìn)行詳細(xì)的分析論證和評價(jià),指出BIM技術(shù)在裝配式建筑全過程工程咨詢過程中的諸多應(yīng)用,并力求準(zhǔn)確地將國家推行的相關(guān)政策和相關(guān)前沿資料,真實(shí)地呈現(xiàn)于讀者面前,相信我國的建筑業(yè)會朝著智能化和信息化方向高速發(fā)展。

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