BIM技术在施工管理中的应用研究——以某综合体育馆建设为例.pdf
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1、科技创新与生产力 2023 年第 44 卷第 10 期基金项目 2021 年度福建省教育厅中青年教科研立项课题(JAT210761)收稿日期:2023原04原25曰修回日期:2023原05原28作者简介:魏长专(1985),男,福建南平人,硕士,主要从事建筑施工教学研究,E-mail:。基于 BIM 技术构建的项目管理模拟平台优化项目管理工作,改变了管理者的惯性思维,给传统建筑行业带来了一场技术革命。通过 BIM 技术的支持,施工企业在项目的管理中可以建立仿真的信息平台,模拟的施工方案能及时发现和解决施工中的技术问题,特别是在复杂的工序工艺中,使用 BIM技术具有重要的指导意义,在项目的实际施
2、工中有着更大的应用优势。在有限资源的整合、管理过程的优化、工作方法的创新和管理水平的提高中,BIM 技术为建筑行业指明了新的发展方向。本次研究以某综合体育馆建设为例,在综合体育馆施工管理过程中使用 BIM 技术解决施工重点难点问题,在保证施工进度和施工质量的前提下,节约了项目工程造价,凸显 BIM 技术工程管理的实践价值。1项目工程概况本项目总建筑面积 14 113.22 m2(其中地上主体 2 层,局部 4 层,建筑面积 11 756.95 m2;地下室 1 层,建筑面积 2 356.27 m2),建筑高度 23.8 m,建筑为钢筋砼框架结构,绿色建筑设计目标为二星,获得“省第十三届优秀建筑
3、创作奖”二等奖,工程总造价 6 941 万元。2BIM 技术模拟施工方案施工模拟是在确定模拟的对象或者内容后,根据施工图纸由 BIM 建模软件进行模型的创建。在施工前,同时将施工工艺、节点要求和进度安排等在BIM 建模软件中进行虚拟建造,通过 BIM 技术对施工方案进行模拟分析,模拟多套施工方案进行论证和对比,在比选中找出合适的最优解,确定最佳的施工方案。在施工过程中,管理人员通过三维模拟的施工方案,可以直观地掌握施工方案的实施能否达到预期目标和要求,并对发现的问题做出及时的调整,降低施工难度,明确施工标准和要求,保证工程质量、工程安全、工程造价和工程进度。本工程施工方案的难点和重点是体育馆内
4、的综合管线布置和体育馆外表面多曲面造型的铝单板幕墙。在特殊施工工艺实施前,运用 BIM 技术进行真实模拟,对施工方案进行预测、分析和优化,从中发现实施方案中的问题,并对实施方案的问题进行解决,三维模型带给施工管理人员进行可视化的技术交底,从而指导真实的施工,做到有的放矢。3BIM 技术在施工管理中的主要应用3.1BIM 技术模拟安装工程3.1.1管线布置优化原则和要点由于体育馆内管线系统相对庞大,不同专业的管线、大小不一的管线以及对接的设备复杂繁多,需根据各专业管线设备的施工图纸创建模型,拟好构建清单,根据管线的特点在 BIM 技术建模软件中进行预装配,管线布置遵循排布合理、安装简单、检修方便
5、和美观整齐的原则进行协调优化,将施工中可能遇到的问题解决在施工之前,降低安装工程的返工率。BIM 技术综合管线建模过程中,BIM 技术人员应与建设单位、监理单位和设计单位密切协作,更BIM 技术在施工管理中的应用研究以某综合体育馆建设为例魏长专摘要:为解决综合体育馆内管线庞大复杂、幕墙精度要求高和施工场地环境复杂等问题,将 BIM 技术三维模拟的可视化优势应用于项目的施工管理过程中,改变了传统施工中工序工艺相互碰撞、衔接不了等现状,提高工程施工技术管理水平,提升施工管理效率,保障施工质量。关键词:BIM 技术;施工管理;技术提升中图分类号:TU17;TU741文献标识码:ADOI:10.396
6、9/j.issn.1674-9146.2023.10.110(福建林业职业技术学院,福建南平353000)文章编号:1674-9146渊圆园23冤10原110原03科 技 创 新 与 生 产 力SCI-TECH INNOVATION&PRODUCTIVITY第 44 卷第 10 期2023 年 10 月Vol.44No.10Oct.2023序号位置检查内容10电施-PM-031)F/4 轴处器材室照明非消防用电,与配电间应急照明共回路,违反 GB50016-2014 第 10.1.6 条;其与 5/GL轴处器材室照明不应穿越变电所敷设2)强制淋浴间未布置照明11电施-PM-0545/FG 轴处
7、空调机房照明布置与建筑平面不符12电施-PM-09F/67 轴处配电间未设应急照明13电施-XT-04.PM-4吸气式感烟探测器宜采用水平和垂直结 合 的 布 管 方 式,详 见 GB50116-2013 第 12.4.4 条14电施-PM-03.04空调机房和稳压泵房未设消防电话分机,详见 GB 50116-2013 第 6.7.4 条序号位置检查内容1水施-X-01冷热水压力不满足要求2水施-X-04消防炮未设模拟末端试水装置,自喷系统最低处未设置排污阀3水施-X-05人防口部冲洗龙头未设真空破坏器4电施-SM-06候梯厅应急方形荧光灯未设图例;壁灯(LED 光源)注释有误5电施-XT-0
8、4.05ZTAP.RSAPS 预留室外配电出线,应装设 I 级试验浪涌保护器6电施-XT-07.14应急照明 RALE1.ZALE7(7-1)箱内配电间及风机房照明不应受控应急照明主备转换7电施-XT-16消控中心配电箱XKAT不应过负荷保护断路器,详见GB50116-2013第10.1.4条8电施-PM-01人防(滤毒)除尘室未设战时照明,照度要求详见 GB50038-2005 第 7.5.7 条9电施-PM-02高压线路由室外引入防空地下室,未设 置 防 爆 波 电 缆 井,详 见 GB50038-2005 第 7.4.8 条表 1BIM 技术模拟综合管线优化原则序号综合管线优化原则BIM
9、 技术模拟综合管线控制要点1满足验收深化后的图纸必须满足国家有关工程质量验收规范和标准的要求,必须保证可实施性,符合现场施工实际,不流于形式2忠于原图管线布置的深化必须依据施工图纸,满足原设计的要求;深化设计目的是使管线的布置趋于合理,并不是修改设计图纸;在深化的过程中遇到需要管线移位和调整的情况,必须征得建设单位、监理单位和设计单位的确认,完成设计变更手续后方能进行调整后的施工3科学合理管线布置时要充分考虑管线的合理布置和空间需求,留出安装操作和维修检查的位置,充分了解设备和管线的尺寸,依据建筑的结构特点,合理调整布置管线,节省空间的同时,管线布置达到整齐美观的要求好的落实各项要求,以使用
10、BIM 模型的工作方式进行施工管理,尽可能地发现图纸和施工方案中存在的问题,在相关专业管线模型深化过程中,出现有矛盾和管线相碰撞、交叉重叠、衔接不当的部位及时调整和优化,提高工程质量和经济效益,为顺利施工做好准备1。表 1 为 BIM 技术模拟综合管线优化原则。3.1.2模型创建及检查优化本项目安装工程包含强电系统、火灾报警、气体灭火系统、消防设备电源、消火栓给水系统、人防给水系统、热水系统、游泳池循环水系统、智能化视频安防监控、篮球馆场地扩声系统、人防弱电通信系统工程等。通过 BIM 技术对安装工程进行组合建模,将二维平面图中抽象复杂的线条转化为可视化的模型,模拟按图纸施工完成后的成果,施工
11、管理人员从中能够直观地看到错、漏、碰、缺等问题,减少由于施工返工造成工期和经济的损失2。表 2 为 BIM 技术模拟综合管线检查部分优化内容。3.2BIM 技术模拟铝单板幕墙工程3.2.1仿真模型找碰撞点本项目北侧幕墙和西侧幕墙为异形曲面幕墙,设计方案中将北侧、西侧两侧幕墙设计为 L 状异型的三维空间结构,对制作精度要求非常高,施工难度大。其中幕墙铝单板跟随建筑外形呈 L 形的曲线走向,三维的双曲面要求每一块铝板的弧线都不一样,安装时连接在钢龙骨上,将整个钢龙骨外形包裹起来,幕墙外表流线飘逸,十分美观。项目部通过对本工程的混凝土框架主体结构、屋面及墙面外围系统钢结构、外表面双曲造型的铝单板幕墙
12、等多种形式,整合成为一个结合体。先根据设计单位提供的 CAD 软件二维平面图建立工程线条三维图,再通过 BIM 技术软件深化铝板幕墙分隔、弧线调整。对多曲面幕墙骨架、铝单板建模,核对设计提供的幕墙在圈梁连接点及圈梁坐标平面共 312 点位及主龙骨顶底 133 个坐标,查找碰撞点,生成高质量的渲染效果图,更好地指导施工作业。图 1 为铝单板幕墙三维图。3.2.2模型指导生产施工本项目大约需要安装 15 000 m2铝板幕墙,约7 000 块独特形状的双曲面铝板,为了提高工厂的生产效率,项目管理人员与工厂生产车间人员配合,改变 CAD 二维加工图生产的原模式,利用BIM 三维模型直接导出数控模型,
13、数控软件生成生产参数保证每块铝板各项尺寸精度,贴合现场安装要求,避免出现对铝板的二次加工,减少了由于返工造成的浪费3。参数化的加工确保曲面铝板的造型表 2BIM 技术模拟综合管线检查部分优化内容表 2续表图 1铝单板幕墙三维图魏长专:BIM 技术在施工管理中的应用研究 111 科技创新与生产力 2023 年第 44 卷第 10 期序号项目成本价值/万元形成原因1优化施工的增加成本7.401)BIM 建模软件 3.7 万元;2)CAD、OFFICE 等办公软件0.2 万元;3)智能会议系统 0.5 万元;4)智慧工地管理系统 2 万;5)采购其他物资 1 万元2优化施工的节约成本140.041)
14、钢结构铝单板幕墙减少返工成本 8 万元;2)项目管理人员工资:20 万元/月4 月=80 万元;3)项目部水电费:2 万元/月4 月=8 万元;4)外架租金:7400m212元/m23 月=26.64 万元;5)塔吊租赁费用:2 部 2.3 万元/(部 月)3 月=13.8 万元;6)施工电梯租赁费用:11.2万元/(部 月)3 月=3.6 万元3优化施工的社会效益1)实施优化施工的各项措施,展示了企业强大的管理能力及实力,扩大了工程的影响力;2)促进公司 BIM、信息化管理等先进技术在工程领域的应用;3)为提高施工效益,强化工程质量,美化城市环境做出贡献效果,精确地将幕墙的双曲面异形立面展现
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