高楊

（北京城建六建設(shè)集團有限公司，北京 101500）

0 引言

棚戶區(qū)改造是中國城市化進程中的一項重要任務(wù)，旨在改善城市居民的生活環(huán)境和居住條件。然而，棚戶區(qū)改造施工中存在著很多問題，如進度延誤、質(zhì)量問題、安全隱患等，這些問題不但影響著改造工程的進度與質(zhì)量，而且也給城市居民的正常生活帶來了極大的不便。作為一種新型的數(shù)字化工具，BIM 技術(shù)在工程設(shè)計、施工、運維等環(huán)節(jié)中都有廣泛的應(yīng)用。本文以東城區(qū)望壇棚戶區(qū)改造為例，探討了BIM 技術(shù)在棚戶區(qū)改造工程中的應(yīng)用與優(yōu)化，并分析了基于BIM 技術(shù)的施工優(yōu)化方案的實施效果。為了進一步提高東城區(qū)望壇棚戶區(qū)改造的施工效率與質(zhì)量，本文從施工優(yōu)化的角度出發(fā)，分析了項目施工優(yōu)化的必要性與影響因素，并提出了基于BIM 技術(shù)的施工工序優(yōu)化、物料管理、施工現(xiàn)場協(xié)作以及施工誤差控制等4 種優(yōu)化方案，用以指導(dǎo)施工現(xiàn)場的工程管理與操作[1]。

1 BIM 技術(shù)在棚戶區(qū)改造施工中應(yīng)用的優(yōu)勢

隨著BIM 技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，其在棚戶區(qū)改造施工中的優(yōu)勢也越來越受到關(guān)注。本文將從項目管理、施工流程和信息協(xié)同3 個方面，對BIM 技術(shù)在棚戶區(qū)改造施工中的優(yōu)勢進行分析。

首先，BIM 技術(shù)在項目管理方面的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：項目進度管理，可模擬建筑物的全過程，便于分析施工進度，及時發(fā)現(xiàn)問題并調(diào)整工期；施工作業(yè)計劃管理，可根據(jù)建筑物信息和施工作業(yè)，自動生成作業(yè)計劃，實現(xiàn)整個施工過程的計劃化管理。質(zhì)量管理，可對建筑物的各個構(gòu)件進行細致的建模和檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，提高施工質(zhì)量；安全管理，可對施工現(xiàn)場進行模擬，識別并降低現(xiàn)場施工風(fēng)險，從而提高施工安全系數(shù)[2]。

其次，BIM 技術(shù)在施工流程方面的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：施工工序優(yōu)化，可對施工過程中的各種操作進行模擬優(yōu)化，從而實現(xiàn)施工工序的最優(yōu)化排列，使施工流程更加高效；施工現(xiàn)場協(xié)作，可實現(xiàn)施工現(xiàn)場的無縫信息共享，提高施工團隊間的協(xié)作效率；施工誤差控制及預(yù)警管理：可檢測并標記出設(shè)備和材料尺寸錯誤，以及潛在設(shè)計錯誤。這有助于減少現(xiàn)場維護和更正成本，并使得施工人員更容易發(fā)現(xiàn)問題并加以解決[3]。

最后，BIM 技術(shù)在信息協(xié)同方面的優(yōu)勢為：多方信息協(xié)作，可通過云端共享數(shù)據(jù)、模型和圖紙等信息，實現(xiàn)多方協(xié)同，提高信息通暢度。參數(shù)化模型，BIM 技術(shù)基于建筑物的參數(shù)化模型，可以方便地獲取多方數(shù)據(jù)，并可實時協(xié)同。BIM 技術(shù)如圖1 所示。

圖1 BIM 技術(shù)

綜上所述，BIM 技術(shù)在棚戶區(qū)改造施工中具有較為明顯的優(yōu)勢，可以大幅提高施工效率和質(zhì)量，同時降低成本和風(fēng)險。這為未來棚戶區(qū)改造施工提供了一個全新的管理模式和新的思路。

2 東城區(qū)望壇棚戶區(qū)改造項目概況

東城區(qū)望壇棚戶區(qū)改造項目是針對北京市東城區(qū)境內(nèi)存在的老舊棚戶區(qū)而推出的一項改造計劃，改造項目地處北京市東城區(qū)，用地北臨琉璃井地區(qū)一號路，東側(cè)臨景泰路，南側(cè)鄰安樂林路，西臨安樂林中街。計劃對望壇地區(qū)的棚戶區(qū)進行改造，該區(qū)域面積大約為15 萬m2，涉及改造住房3200 余戶，該項目旨在改善望壇地區(qū)居民的住房條件，提高生活質(zhì)量，推進城市化進程。望壇棚戶區(qū)場內(nèi)主要設(shè)置通行道路1 條，貫穿東西，幅寬6m，且現(xiàn)場東、西兩側(cè)沿建筑紅線搭設(shè)2.5m高圍擋，保證現(xiàn)場的整體封閉。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，現(xiàn)場大門3 座分別位于現(xiàn)場東、西兩側(cè)，與規(guī)劃道路連接。該項目改造的主要內(nèi)容包括屋頂、立面、排水、電氣、衛(wèi)生間、廚房等全部新建，由于該區(qū)域的既有建筑物存在著較大的難以預(yù)測的設(shè)計和施工風(fēng)險，因此必須采用更加科學(xué)、精細的工程施工管理模式[4]。

3 BIM 技術(shù)在東城區(qū)望壇棚戶區(qū)改造中的應(yīng)用

3.1 BIM 技術(shù)在項目進度管理中的應(yīng)用

在施工管理中，利用BIM 技術(shù)可以實現(xiàn)施工計劃的制定、指令管理、項目進度維護以及成本計劃的生成等操作，有助于幫助建筑地產(chǎn)商在施工中控制項目時限、確保工程質(zhì)量，在合理范圍內(nèi)實現(xiàn)預(yù)算目標。

在東城區(qū)望壇棚戶區(qū)改造項目中，BIM 技術(shù)被廣泛應(yīng)用于項目進度管理。施工團隊根據(jù)建筑信息模型（BIM）平臺進行交互；該平臺可以自主實現(xiàn)進度計劃的優(yōu)化和修改，實現(xiàn)實時控制和監(jiān)視工期變化。同時，該平臺還可以通過整合相關(guān)項目資料并預(yù)測風(fēng)險和變革，從而可以更準確地管理施工項目的進度?；贐IM技術(shù)的項目進度管理方法可以有效地保證施工進度地得到落實。一旦工人報告出現(xiàn)了計劃外的時間延誤問題，BIM 技術(shù)可以立即分析和反饋其影響，從而幫助管理層在及時控制工期變化的情況下，實現(xiàn)減少損失和清晰的進度跟蹤。另外，在建筑材料配送和裝置過程中，BIM 技術(shù)也能實現(xiàn)及時的溝通與協(xié)調(diào)，同時也能快速生成施工進度計劃[5]。

3.2 BIM 技術(shù)在施工作業(yè)計劃管理中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在東城區(qū)望壇棚戶區(qū)改造項目中，可以通過創(chuàng)建虛擬建筑模型，仿真及優(yōu)化施工作業(yè)計劃，提高施工效率，縮短工期。在東城區(qū)望壇棚戶區(qū)改造項目中，BIM 技術(shù)實現(xiàn)了對施工作業(yè)計劃的全過程管理。開工前，施工團隊使用BIM 技術(shù)對建筑物進行3D 建模與布局，實現(xiàn)不同模塊的建筑物分步多層施工。監(jiān)測工作進度、資源需求和人員計劃情況。施工進程中，團隊還使用BIM 模型，根據(jù)實際情況對施工作業(yè)進行實時調(diào)整，使項目能夠按計劃進行，從而加速施工進程并提高工作效率。BIM 技術(shù)的應(yīng)用使項目的施工計劃管理更加嚴謹細致。在規(guī)劃施工計劃時，幫助團隊了解整個施工過程的所有要素和細節(jié)，為整個計劃提供全面的視角。及時掌握施工作業(yè)的進度，到任務(wù)和材料等細節(jié)，做出各種合理的調(diào)整。

3.3 BIM 技術(shù)在質(zhì)量管理及安全管理中的應(yīng)用

在東城區(qū)望壇棚戶區(qū)改造項目中，BIM 技術(shù)在質(zhì)量及安全管理方面得到了廣泛應(yīng)用。通過BIM 技術(shù)，項目團隊可以在足不出戶的情況下完成對工程質(zhì)量和安全的監(jiān)控，從而有效地減少工程質(zhì)量問題和施工事故的發(fā)生。

在質(zhì)量管理方面，BIM 技術(shù)可以在建造過程中實時監(jiān)測工程質(zhì)量問題，減少質(zhì)量問題的發(fā)生。在望壇棚戶區(qū)改造中，項目團隊將設(shè)計圖紙導(dǎo)入BIM 軟件，在BIM 模型中將參數(shù)設(shè)定為正確的質(zhì)量標準。員工通過掃描二維碼可以打開模型查看各項指標，確保施工的準確性和質(zhì)量性。若設(shè)計圖紙存在問題，則BIM 系統(tǒng)會及時發(fā)出警報提示施工人員，并同步發(fā)送預(yù)警信息到相關(guān)的管理部門和人員，便于及時處理。

在安全管理方面，BIM 技術(shù)可以通過建立3D 建筑和場地模型，對施工現(xiàn)場的安全隱患和危險區(qū)域進行實時監(jiān)測，及時解決安全問題。在施工現(xiàn)場BIM 模型可進行安全帶著色，把危險部位標記為紅色，正常部位標記為綠色，讓工人在搭建、拆卸或改造建筑物時更加明確危險的位置，提高了安全工作的效率和質(zhì)量。減少施工過程中的安全事故。

4 BIM 技術(shù)在東城區(qū)望壇棚戶區(qū)改造中的施工流程優(yōu)化措施

4.1 基于BIM 技術(shù)的施工工序優(yōu)化

基于BIM 技術(shù)的施工工序優(yōu)化是東城區(qū)望壇棚戶區(qū)改造項目中的重要環(huán)節(jié)之一。通過優(yōu)化施工工序，可以提高施工效率、降低施工成本、縮短工期并提高工程質(zhì)量。BIM 技術(shù)以其數(shù)據(jù)的一致性和精度，為工序優(yōu)化提供了更好的數(shù)據(jù)支持。

在實際的施工過程中，BIM 技術(shù)可以協(xié)助進行施工工序的優(yōu)化。項目團隊可以通過BIM 軟件進行施工前的數(shù)字演練，包括施工策略的設(shè)計和優(yōu)化、施工過程的模擬和調(diào)整等，有效規(guī)避施工中的風(fēng)險和浪費。亦可通過精確的碰撞檢測和模型管理，實現(xiàn)施工工序的精細管理，包括物料調(diào)度、施工現(xiàn)場協(xié)作、施工質(zhì)量控制、安全管理等。在項目中BIM 技術(shù)實現(xiàn)了工序優(yōu)化的具體應(yīng)用。施工隊伍采用BIM 軟件對棚戶區(qū)的模型進行分析和評估，在模型中發(fā)現(xiàn)了諸如鋼筋數(shù)量缺失、安全隱患等問題，然后通過優(yōu)化施工工序，協(xié)調(diào)出最優(yōu)解決方案，確保了施工的順利完成。同時在施工現(xiàn)場，BIM 技術(shù)為相互連接的施工工序提供了精細的管理，通過BIM 模型，項目團隊可以精確比對工期、料量等細節(jié)，實現(xiàn)施工工序的協(xié)同管理，從而加強工程進度的控制。

綜上所述，基于BIM 技術(shù)的施工工序優(yōu)化是實現(xiàn)東城區(qū)望壇棚戶區(qū)改造施工優(yōu)化的重要組成部分，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以提高工程的效率和質(zhì)量，縮短工期并降低成本。

4.2 BIM 技術(shù)在物料管理中的優(yōu)化應(yīng)用

BIM 技術(shù)在東城區(qū)望壇棚戶區(qū)改造項目物料管理中的優(yōu)化應(yīng)用是重要的施工流程優(yōu)化措施之一。首先，在物料管理過程中，BIM 技術(shù)可通過數(shù)據(jù)管理和視覺化展示的形式精準記錄和管理物料信息。施工現(xiàn)場利用BIM 技術(shù)實現(xiàn)物料清單的生成、清單與庫存的實時關(guān)聯(lián)以及物料使用和發(fā)放的記錄，便于現(xiàn)場監(jiān)理人員快速準確地把握物料情況，從而避免物料的重復(fù)采購或者造成物料的浪費情況。其次，BIM 技術(shù)在物料管理中還可實現(xiàn)物料空間管理功能。該功能主要利用BIM模型的三維空間模擬，可以根據(jù)物料類型進行分類和空間分配，同時也可以在BIM 模型上實時查看物料安裝狀態(tài)并進行空間協(xié)調(diào)，避免物料擺放位置與空間法規(guī)要求不符等問題的出現(xiàn)。

在東城區(qū)望壇棚戶區(qū)改造項目中，BIM 模型通過數(shù)據(jù)信息集成，有效地減少了物料管理中的信息傳遞和溝通成本。利用BIM 技術(shù)實現(xiàn)物料信息管理，可以有效降低施工現(xiàn)場的人力和時間成本，提高施工效率。同時，基于物料空間管理功能，施工人員還可以利用BIM模型在施工過程中快速查找和獲取物料資料，縮短施工進程，降低施工成本。

4.3 BIM 技術(shù)在施工現(xiàn)場協(xié)作中的優(yōu)化應(yīng)用

在東城區(qū)望壇棚戶區(qū)改造項目中，由于項目工程量大、施工進度緊張、施工場地狹小等原因，現(xiàn)場協(xié)作成為一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。而BIM 技術(shù)作為一種集成化、協(xié)同化的工具，可以優(yōu)化現(xiàn)場協(xié)作，提高施工效率和質(zhì)量。

（1）施工現(xiàn)場協(xié)作通常存在信息不對稱、信息分散、信息延遲等問題，導(dǎo)致工程進度受阻。BIM 技術(shù)可以通過將現(xiàn)場實際情況和建模數(shù)據(jù)相匹配，實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)化平臺的互聯(lián)互通，提高信息采集和傳遞效率，降低信息誤差。

（2）施工現(xiàn)場協(xié)作過程中存在施工人員之間的協(xié)作問題，例如不同專業(yè)之間的協(xié)作不足、多個施工計劃之間的協(xié)調(diào)等。針對這些問題，基于BIM 技術(shù)的協(xié)同工具可以通過信息可視化、專業(yè)互連等手段進行協(xié)同優(yōu)化。例如，通過建立多維數(shù)據(jù)模型，輔助設(shè)計師預(yù)見到不同工序的沖突和矛盾，并通過BIM 技術(shù)及時協(xié)調(diào)各專業(yè)的設(shè)計，以協(xié)助施工人員高效協(xié)同地完成工作。

（3）在施工現(xiàn)場，材料和設(shè)備的調(diào)配經(jīng)常面臨不同施工環(huán)節(jié)、不同專業(yè)之間的協(xié)調(diào)問題。BIM 技術(shù)可以通過建立材料和設(shè)備信息庫及實時調(diào)度系統(tǒng)，實現(xiàn)物料用量、調(diào)配、庫存等信息的實時掌握和調(diào)整。例如，在東城區(qū)望壇棚戶區(qū)改造項目中，通過BIM 技術(shù)的物料管理系統(tǒng)，可以根據(jù)建筑物、空間、專業(yè)等數(shù)據(jù)分析出物料需求量和使用頻次，實現(xiàn)物料供應(yīng)與調(diào)配的自動化、智能化。

5 結(jié)語

基于BIM 技術(shù)的東城區(qū)望壇棚戶區(qū)改造施工優(yōu)化研究表明，BIM 技術(shù)在改造施工中的應(yīng)用可提高工程管理、施工流程等方面的效率和質(zhì)量，實現(xiàn)施工優(yōu)化的目的。具體而言，BIM 技術(shù)可在項目進度管理、施工作業(yè)計劃管理、質(zhì)量管理等方面實現(xiàn)優(yōu)化。因此，在望壇棚戶區(qū)改造過程中，推廣BIM 技術(shù)應(yīng)用是必要的，可為改造工程提供更準確、快速、高效的施工保障。