梅鋼

摘 要：以某研發(fā)綜合樓工程項(xiàng)目為例，通過(guò)BIM軟件創(chuàng)建相應(yīng)的模型，運(yùn)用軟件調(diào)整模型進(jìn)度計(jì)劃并優(yōu)化方案，并對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行虛擬三維布置，再結(jié)合BIM5D技術(shù)將實(shí)際數(shù)據(jù)與虛擬模型關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)跟蹤反饋，最后通過(guò)BIMVR可視化管理，實(shí)現(xiàn)模型信息化管理。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);模型創(chuàng)建;進(jìn)度計(jì)劃;虛擬施工

中圖分類(lèi)號(hào)：TU17文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）31-0102-03

Research on the Application of BIM Technology in a Research and Development Comprehensive Building under the 1+X Certificate System Pilot

MEI Gang

（Wuhan Technical College of Communications，Wuhan Hubei 430065）

Abstract： Taking a research and development comprehensive building project as an example， the corresponding model was created by BIM software， the model schedule was adjusted and the scheme was optimized by using the software， and the virtual three-dimensional layout of the construction site was carried out. Combined with BIM5D technology， the actual data was associated with the virtual model to realize dynamic tracking feedback. Finally， the model information management was realized through BIMVR visual management.

Keywords： BIM technology;model creation;schedule;virtual construction

目前，BIM技術(shù)被越來(lái)越多地應(yīng)用于建筑施工行業(yè)。但是，在BIM技術(shù)運(yùn)用過(guò)程中，選擇哪種軟件進(jìn)行建模，如何運(yùn)用軟件對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，如何實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的各項(xiàng)功能仍是需要思考解決的主要問(wèn)題。本文通過(guò)闡述建筑施工過(guò)程中BIM軟件應(yīng)用的全過(guò)程，展現(xiàn)BIM技術(shù)的功能及效果，并為建筑施工行業(yè)BIM技術(shù)人員提供借鑒[1]。

1 BIM在項(xiàng)目中的應(yīng)用概況

本文研究的項(xiàng)目綜合樓共4層，總建筑面積為4 214.08 m2。地上3層，建筑面積為3 153.12 m2;地下1層，建筑面積為1 060.96 m2。室外建筑外標(biāo)高為-0.45 m，建筑高度為13.95 m。該工程采用的是框架結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為6度。本項(xiàng)目BIM應(yīng)用主要分五大塊：①土建模型創(chuàng)建及方案優(yōu)化調(diào)整;②編制總體施工進(jìn)度計(jì)劃并確定關(guān)鍵線(xiàn)路;③施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備設(shè)施三維布置;④實(shí)際施工與虛擬計(jì)劃關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)跟蹤;⑤與VR技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)施工場(chǎng)景化漫游。

本項(xiàng)目在應(yīng)用BIM過(guò)程中主要用到的軟件有廣聯(lián)達(dá)BIM土建計(jì)量GTJ2018、廣聯(lián)達(dá)BIM施工現(xiàn)場(chǎng)布置、斑馬-夢(mèng)龍網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃編制、Project、廣聯(lián)達(dá)BIM5D、虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)VDP、BIMVR。

2 基于BIM的工程項(xiàng)目模型創(chuàng)建

通過(guò)GTJ2018創(chuàng)建土建模型，對(duì)三維模型進(jìn)行碰撞檢查。因?yàn)闄C(jī)電管線(xiàn)預(yù)留洞在圖紙上比較分散，單純依靠人力查找不能保證預(yù)留洞口的準(zhǔn)確性。根據(jù)碰撞檢測(cè)報(bào)告，利用BIM軟件對(duì)關(guān)鍵部位和關(guān)鍵管道進(jìn)行預(yù)排布，能夠快速、準(zhǔn)確地在模型上生成預(yù)留洞口。同時(shí)，避免了后期二次開(kāi)洞，節(jié)約了工期及人力、財(cái)力，改善了施工環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了安全文明施工。圖1為利用GTJ2018軟件創(chuàng)建的土建模型。

3 基于BIM的施工進(jìn)度計(jì)劃編制

施工進(jìn)度計(jì)劃的編制主要用到斑馬-夢(mèng)龍網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃2018軟件，同時(shí)配合使用Project軟件，通過(guò)繪制網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖來(lái)對(duì)施工流水段進(jìn)行劃分，具體將其劃分為基礎(chǔ)施工階段、主體結(jié)構(gòu)施工階段、裝飾裝修施工階段。編制進(jìn)度計(jì)劃時(shí)考慮到基礎(chǔ)部分做完后開(kāi)始做1F支模板、扎鋼筋、澆混凝土，在做1F支模板、扎鋼筋、澆混凝土的同時(shí)開(kāi)始做2F支模板、扎鋼筋、澆混凝土，在做完1F或2F支模板、扎鋼筋、澆混凝土后開(kāi)始做3F支模板、扎鋼筋、澆混凝土，在做完1F、2F支模板、扎鋼筋、澆混凝后可以開(kāi)始做1F砌墻、安裝、抹灰、門(mén)窗等工作，后依次進(jìn)行2F、3F的工作流水。整體體現(xiàn)了樓層之間的流水性和施工工序的流水性。

從施工準(zhǔn)備到竣工結(jié)束，每一道施工工序的施工時(shí)間、進(jìn)度安排、各工序之間的邏輯關(guān)系，以及施工投入的人工、材料、機(jī)械設(shè)備等，都能在進(jìn)度圖上清楚地反映出來(lái)，能夠保證有序的施工作業(yè)，還可以快速確定關(guān)鍵線(xiàn)路，保證施工按工期要求進(jìn)行，有效避免了工期的延誤。

4 基于BIM的施工現(xiàn)場(chǎng)布置

4.1 施工場(chǎng)地給排水布置

施工場(chǎng)地四周設(shè)置了連續(xù)圍擋進(jìn)行封閉，圍擋高度為2.5 m。給水干管從室外管網(wǎng)引入，沿著圍擋敷設(shè)，通過(guò)生活和生產(chǎn)區(qū)域用水水力計(jì)算得到主管和支管管徑分別為DN75和DN50。管道材質(zhì)為鍍鋅鋼管，管道上設(shè)置有閥門(mén)、水表等附件。另外，消防用水與施工用水分開(kāi)敷設(shè)，采用鍍鋅鋼管DN100繞圍擋四周形成環(huán)狀閉合回路，進(jìn)入室內(nèi)的支管使用50 mm的管徑，室外每間隔50 m設(shè)置一處消火栓箱?？紤]到辦公和生活區(qū)域的排水要求，在圍擋的四周開(kāi)挖了排水溝，排水溝斷面寬度為300 mm、斷面高度為300 mm，形成“U”形斷面。排水溝坡度為0.3%，坡向室外排水方向，可以保證在施工期間的雨水、生活生產(chǎn)用水有組織地排到室外，確保施工場(chǎng)地不存在積水現(xiàn)象。圖2為辦公區(qū)場(chǎng)地給水布置圖，圖3為排水溝布置圖。

4.2 機(jī)械設(shè)施、安全教育區(qū)域布置

施工場(chǎng)地內(nèi)的生活區(qū)和辦公區(qū)需要做硬化處理，地面硬化材料為200 mm厚的混凝土，主要放置的大型設(shè)備有塔吊、砂漿攪拌機(jī)、鋼筋彎曲機(jī)、鋼筋切斷機(jī)、潛水泵等，機(jī)械設(shè)施及消防用具布置如圖4所示。根據(jù)《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ 59—2011）[2]，文明施工一般項(xiàng)目的檢查評(píng)定規(guī)定應(yīng)符合下列規(guī)定：生活區(qū)內(nèi)應(yīng)設(shè)置供作業(yè)人員學(xué)習(xí)和娛樂(lè)的場(chǎng)所。因此，在北側(cè)設(shè)立了安全教育體驗(yàn)區(qū)及生活?yuàn)蕵?lè)區(qū)，如圖5所示。

5 基于BIM的4D虛擬施工

采用廣聯(lián)達(dá)BIM5D 3.5軟件對(duì)該工程進(jìn)行虛擬施工模擬，將土建實(shí)體模型GTJ文件、主體階段場(chǎng)地模型GBCB文件和GZPT文件、施工進(jìn)度計(jì)劃導(dǎo)入BIM5D軟件中，通過(guò)軟件的模型整合、劃分流水段、模型進(jìn)度鏈接等功能完成基于BIM的4D施工進(jìn)度模擬[3]。整個(gè)施工過(guò)程可以展示在軟件中，按照時(shí)間節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)模擬施工，以網(wǎng)絡(luò)圖的形式直觀地顯示施工進(jìn)度，準(zhǔn)確無(wú)誤地確定施工工期，對(duì)可以預(yù)知影響施工工期的工序，提前調(diào)整方案，以做到實(shí)時(shí)監(jiān)控反饋[4]。在施工過(guò)程中，如果有工程變更，可以將變更項(xiàng)的project文件關(guān)聯(lián)到BIM5D中去，及時(shí)了解工期以及費(fèi)用變更情況。例如，計(jì)劃在2019年8月7日完成該工程土方開(kāi)挖，那么在8月7日時(shí)，將實(shí)際施工情況進(jìn)行反饋，通過(guò)進(jìn)度計(jì)劃圖以及施工模擬可以如實(shí)看到竣工工期是延遲還是提前，再根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整施工進(jìn)度以及人員狀態(tài)。圖6為該工程的動(dòng)態(tài)施工模擬圖。

6 基于BIMVR的方案

BIMVR是建立在BIM三維模型基礎(chǔ)上，通過(guò)VR技術(shù)加強(qiáng)了建筑模型的可視性和具象性，通過(guò)構(gòu)建虛擬展示平臺(tái)，為使用者提供交互性設(shè)計(jì)和可視化印象。BIMVR主要是基于虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)VDP，通過(guò)導(dǎo)入土建模型、主體階段的場(chǎng)布模型、施工進(jìn)度計(jì)劃、4D虛擬建造動(dòng)畫(huà)，完成虛擬建造展示等交互處理。交互處理主要突出施工場(chǎng)地文字、視頻、音頻的插入，以及施工模擬活動(dòng)范圍的設(shè)置、主體結(jié)構(gòu)材質(zhì)的替換、整體效果表現(xiàn)的真實(shí)度等。圖7為VR不同觀察點(diǎn)的漫游展示圖。

BIMVR對(duì)施工進(jìn)度管理、成本管理、質(zhì)量管理、安全管理[5]等方面起到的作用較大。BIMVR技術(shù)能夠彌補(bǔ)視覺(jué)表現(xiàn)真實(shí)度的短板，能將建筑模型渲染得非常逼真，與施工人員之間的交互體驗(yàn)更加貼近實(shí)際。此外，它還能夠做出VR的視覺(jué)體驗(yàn)、觸覺(jué)體驗(yàn)，在VR場(chǎng)景中運(yùn)用BIM技術(shù)解決建筑從設(shè)計(jì)、施工到成本、工期等方面的問(wèn)題。另外，對(duì)于施工人員的培訓(xùn)也可以通過(guò)VR體現(xiàn)，身臨其境的施工安全模擬可以極大程度上提高施工人員的安全意識(shí)。

7 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)某研發(fā)綜合樓項(xiàng)目BIM技術(shù)的應(yīng)用，總結(jié)了實(shí)際施工過(guò)程中BIM軟件的使用功能、應(yīng)用范圍以及展現(xiàn)的實(shí)際應(yīng)用效果。GTJ搭建BIM模型，在施工前期進(jìn)行模型對(duì)比和方案優(yōu)化;斑馬-夢(mèng)龍網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃編制和Project創(chuàng)建工程網(wǎng)絡(luò)代號(hào)圖，在施工過(guò)程中調(diào)整工期和資源配置;施工場(chǎng)布根據(jù)實(shí)際圖紙對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)生活區(qū)和工作區(qū)的設(shè)備設(shè)施進(jìn)行布置，準(zhǔn)確展示實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)情況;BIM5D實(shí)現(xiàn)施工動(dòng)態(tài)化模擬，在施工過(guò)程中進(jìn)行進(jìn)程實(shí)時(shí)跟蹤反饋;虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)VDP、BIMVR實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景漫游和動(dòng)態(tài)交互，推動(dòng)施工可視化管理。1+X證書(shū)制度試點(diǎn)下BIM技術(shù)是解決建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的有效手段，對(duì)提高施工效率、模型信息化具有很大的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉肖敬.BIM技術(shù)及理念在某醫(yī)院項(xiàng)目的應(yīng)用實(shí)踐[J].江蘇建材，2019（9）：62-65.

[2]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)：JGJ 59—2011[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

[3]王勝軍.BIM4D虛擬建造在施工進(jìn)度管理中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)管理，2019（3）：145-149.

[4]楊二東.廣聯(lián)達(dá)BIM5D在施工管理中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)，2017（10）：56-57.

[5]董婉婉.BIM+VR在施工管理中的應(yīng)用研究[J].施工技術(shù)，2020（1）：171.