BIM技术在施工进度管理中的应用(定稿).docx
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1、随着我国经济的快速发展,建筑行业的规模也在不断扩大,并以迅雷不及掩耳 之势强势的出现在人们的眼前。但因为现在建筑项目具有耗时长、成本高、复杂性 强等特点,所包含的工程信息量也越来越多。因此在建筑项目管理中还存在如何运 用信息技术对工程进行管理,如何合理编制施工组织计划、加快施工进度、减少人 工管理,并且提升建筑质量、降低建筑成本、减少环境污染等问题,这是阻碍我国 建筑发展的绊脚石,需要我们做更多的研究与探索来弥补建筑行业的空缺。目前, 我国在BIM技术方面的研究和试用为建筑行业的发展带来新的希望与突破。因此, 本文通过对BIM技术的发展、特点及其应用进行分析,并探讨了 BIM与建筑结合的 适配
2、性。最后,关于本文的研究,期望可以对BIM技术以及建筑施工进度管理的发 展带来一定的参考。关键词:BIM技术;建筑;进度管理 不断、返工现象普遍,最终出现建筑成果延期交付、成本超出预算的情况。这种 情况下BIM技术的功能就能完美体现了,BIM囊括了建筑全生命周期的所有信息 (包括建筑前期的规划、设计、施工、运营以及后期建筑维修全阶段),改善了 传统建筑中信息沟通不便的缺点,加强了建筑项目的信息化技术水平,提高了生 产效率、缩短工期、提高建筑质量的同时降低建造成本,大大提升了建筑品质.。 具体体现在:第一,BIM能够提升生产力,让企业事半功倍。很多人觉得如果现在开始学 习使用BIM技术,在前期的
3、适应、熟悉阶段,他们的生产能力会出现很大程度的 下降趋势。这个结果是必然的,据网络云端数据的调查显示,在BIM技术应用最 初的学习培训阶段,平均生产力大概会损失25%-50%。但实际上,任何技术应 用在初期培训阶段所造成的生产力的损失,都可以在后期技术熟练之后,由大幅 度提升的生产力补回来。并且很多技术培训人员只要用很短的时间就可以熟练掌 握技术,快速恢复到学习前使用其他工具时的生产力水平,大多数技术培训者在 熟练后都能提高比之前高出一半的生产力水平,甚至还有少数培训人员的生产力 水平直接翻一倍。利用BIM技术对建筑项目全生命周期中所产生的全部数据进 行分析、计算、协调,使建筑设计公司不再需要
4、手动创建建筑模型和协调图纸, 能够更快、更准确地生成项目建筑文档。第二,BIM易于学习,专门的BIM解决方案以建筑师和工程师希望的方式工 作。不少建筑设计公司担心员工从现有熟悉且顺手的CAD软件转变成使用BIM 这项新技术来设计项目会花费更多时间,从而降低设计人员的效率。事实上, BIM技术是为建筑行业专门打造的一项新科技,完美结合了设计人员所期望的工 作方式。因此,对于建筑设计方面的员工,学习把握BIM技术的操作比其他如 CAD或建模应用更容易掌握,并且能够熟练运用。第三,每个人都可以从BIM中获益,包括业主、设计师、承包商。通过减少 传统绘图与协调方法中的重复劳动,BIM支持设计师专注于高
5、价值的设计,利用 三维可视化特点,降低建筑施工过程中可能出现的错误指挥与工程返工的可能性, 节约成本,为业主带来最大价值,承包商也可以获得更高质量、更加完整的施工 文档,从而平稳、高效的完成施工。第四,BIM可以减少设计错误,支持项目虚拟施工,有效协调。现实中,建 筑是由团队中每一个成员规划、设计并建造的,因此,人的错误是在所难免的。 但错误、谬论依旧需要买单,且施工过程中的错误价格更是高昂。所以,BIM的 共享信息模型有效减少设计流程发生错误并能及时纠正错误,BIM可以协调团队 中的不同意见,改进设计决策、效果预估和施工规划。第五,更深的了解项目影响,提高项目利润率。每个基础设施项目都会争夺
6、 稀缺资源,而在这方面,传统的技术和流程在当代社会已经无法适应。此时,我 们可以通过使用BIM技术来确定项目投资的优良级别,不需要再过多考虑节约成 本这个问题,可以将更多的关注放在项目投资价值上。对于设计师和工程师来说, 可以利用BIM技术对不同的设计方案构建出与之相对应的建筑模型,通过工程软 件进行分析和对比,轻易就能对项目进度和设计备选方案做出有效评估,使之更 具成本效益且简便后期施工管理。第六,三维动画展示。BIM运用三维渲染技术,通过动画的形式像人们展示 建筑虚拟模型,让人身临其境,从而给参观者留下深刻而真实的视觉印象。并且, 三维动画效果可以给业主带来更为便利、直接的宣传与介绍,从而
7、提高提高中标 概率。3.2 基于BIM技术的建筑的现状及优势21世纪以来,生态环境越来越差,资源大量消耗以及环境不断被破坏、污 染已经成为建筑行业的两大难题。在这种严峻的生存环境下,我国提出了科学发 展观,其核心内容就是可持续发展,由此建筑的理念也随之出现。在建筑过程中 实现最大程度的节约资源、保护环境、减少能源消耗以及降低污染排放,共同打 造社会低碳环保型建筑,已经成为了当今建筑行业发展的首要问题。针对建筑高性能、高标准要求,常规的建筑设计方式已经难以适应现今的发 展需求。而BIM技术因以模型信息为核心进行协同工作、可视化设计与参数化分 析、服务于全生命周期的信息管理等优势,可以将建筑带出设
8、计室,让民众参与 并通过BIM可视化技术熟知建筑,从而为建筑发展注入新动力”LBIM有个最大的优势,就是集结建筑全生命周期内全部信息以及参建者的资 料信息作为基础,通过BIM可视化的功能,做到各阶段都能够进行协调共同工作, 在建筑设计、建造以及运营全生命周期的模拟分析与管理手段上,统一管理,使 所有参建者能够相互协调、配合的。BIM将成为我国建筑业的大趋所势,建筑业 每年给国家GDP贡献四分之一左右,所以国家也十分重视建筑业的发展,住建部 159号令也要求到2020年以后只要是想接国有大中型以上的项目,政府的项目, 项目必须强制性使用BIM。由此可见,BIM将会在未来成为推动建筑业向前发展的一
9、股不竭动力,以一种全新的管理模式及理念体系在建筑数据信息化的时代中 一展宏图。3.3 基于BIM技术的进度管理中的应用与优势BIM技术在国外的建筑行业中的应用已经相对成熟,国内的技术应用较之于 国外晚了一步。BIM作为一项先进的科学技术,近些年正在国内掀起一股声势浩 大的建筑革命。通过采用BIM软件对工程进行建模,并运用可视化模拟对施工进 度与管理模式进行分析与优化,从而编制更为全面的施工进度计划,缩短工期, 有效进行施工管理,最终达到为建筑项目做出实质性改变的目标。引进的新型BIM技术,将设计、施工集于一体,突破传统施工二维视图的限 制,给施工进度管理带来了巨大的便利,主要体现在:第一,提升
10、全过程协同效率。以3D模型作为载体,方便了参建者各阶段的 沟通交流,简单易懂,大程度的提升沟通效率,通过可视化特点降低了信息超载 或出现参建者理解不统一的情况;能直观表达最真实的空间数据,有效避免了传 统的以二维形式作为信息传播中介所带来的损失,可在任意时间、任意地点都能 及时、准确的获取关于项目最新、最全的工程信息数据,从传统的一对一传播转 变为一对多传播信息,并且能使项目参建者短时间内领悟到工程设计信息所要表 达的内容,减少沟通和信息传递障碍以及防治传递工程信息版本不一致而导致工 程失误。并且,施工人员在过去进行施工问题讨论时都只能通过人脑想象三维画 面,很多小细节容易被忽略,造成施工错误
11、指挥,BIM技术可解决这一问题,可 直观感受工程图,减少协调讨论时间的投入;另外,施工现场与BIM达到时间维 度的一致,也大大提高了施工全过程的协同效率。第二,加快项目施工进度o从表面来看,现阶段的BIM技术减缓了设计进度。 大多数设计者还不能够熟练掌握及使用BIM软件,造成生产率低下的结果,并且 很多设计院也还没有将BIM技术落实到建筑设计中。但从长远方向考虑,运用 BIM技术设计项目,虽然增加了不少设计时间,但成果交付的质量与传统的设计 成果相比就有了很大的提升,BIM技术可以在最初设计时就能预防和解决很多在 未来施工中会出现的各种问题,这样留给施工阶段的错误与不足就会大程度下降, 因此使
12、用BIM设计对项目总体进度而言是十分有利的。第三,碰撞检测与协调,降低工程变更和返工所造成的进度损失。BIM技术 拥有的碰撞检测功能,对于降低进度损失起到很重要的作用。现在很多建筑项目 因为参建者专业不同而产生的专业冲突导致项目进度无限拖延,大量的不合格工 程进行返工以及施工进行一半突然废弃的工程,也造成了难以估量的材料和人工 资源浪费。并且当前的产业机制造成建筑业里的设计与施工分成两个独立个体, 设计院为了利益,会尽可能降低设计的难度,并在成果交付时一般使用在项目阶 段性完成的成果,但不是工程项目最后的施工总图,里面很多小细节是需要施工 方在拿到图纸之后仔细观察与思考的,但因施工单位在这方面
13、的技术水平受限, 特别是现在建筑领域三方工程比较多,专业之间存在冲突也是不可避免的,工程 出现返工也就很普遍了。但如果利用BIM软件对项目实施进度进行实时跟进设计, 能够很早的发现问题并解决问题,由此可带来对施工进度的影响也是不容小觑的 (8O第四,提高清单质量,加快招投标工作。在建筑设计完成后,往往都需要进 行一次招投标工作,对一项建筑设计制定一个高标准的招投标清单需要花费很长 时间,与之对比,编制一个低质量的招投标清单会简单很多,但是一个质量低下 的招投标清单往往会给业主方带来建筑成本增加的结果,从而给业主带来更大的 损失。此时BIM中推出的算量软件系统,就避免了招投标清单出现质量低下的
14、问题,它可以提升计算速度并精确计算结果,在加快招投标的组织工作的同时提 高招投标清单的质量。第五,允许建筑设计先通过模拟建设,再进行现实施工。建筑项目具有一次 性的特点,建筑在建设期间以及建成后,想要进行修改几乎是不可能的。因此在 过去科技不发达的情况下,设计好的工程项目是没有先试后建这一说法的,但是 很多设计中不合理的地方依然存在,且很难在设计期间被发现,有些问题可能在 工人施工时就会慢慢出现,甚至有些问题直到建筑物使用以后才会发现当初的设 计中不合理的地方。但无论是这两种哪个时间段出现问题都已经晚了,如果在施 工过程中发现设计错误,可以通过采取延期加返工的解救方法,这也就增加了工 程施工的
15、难度以及出现建设成本增加。此时BIM技术就可为设计提供“先试后建” 的方法,在工程施工前模拟建筑施工,提前发现建筑设计中的潜在问题与现实冲 突冈,将我们从被动方转化为拥有主动权的那一方,降低该设计方案实施中的风 险。第六,加快支付审核。现在建筑行业很多工程中,由于工程款支付不能够及 时到账的问题导致很多承包商不敢轻易承包工程,对建筑行业的发展也带来一定 的影响。由于业主方在支付工程款方面缓慢、拖沓,与承包商之间容易产生矛盾 与隔阂,导致承包商在施工过程中降低工作效率,延缓工期进度。在这方面BIM 技术的应用就便利了双方,业主方可以通过BIM来快速核对承包商发来的付款申 请单,加快工程期付款,使
16、双方合作愉快。第七,加快施工中生产计划、采购计划的编制,确保工程进度。项目前期的 生产计划、采购计划编制不及时也很容易造成工程进度拖延。施工中急需的材料、 设备不能够按原计划进场,造成窝工现象,影响施工进度。而BIM技术改变了这 一点,可以及时、准确的获得数据,动态调整施工总流程模型,对施工过程中的 重要节点进行监控,从而制定更加完整的生产计划和采购计划,缩短时间,加快 了工程进度。第八,提升项目决策效率。传统的施工由于信息延缓,导致决策被无限推迟, 或者出现决策失误的情况。但现实中,其实决策很难出错,错在决策所依据的那 些数据可能由于各种因素所出现的错误或者不充分等原因,导致参建者多方意见
17、难以统一,耽误工程施工进展。BIM技术所形成的多维度结构化数据库可以对工 程进行整理分析,及时、准确的获得工程最新数据,有效解决了传统工程中这方 面的问题。4 BIM技术在建筑施工项目进度管理中的应用分析4.1 BIM技术在建筑工程项目管理中的应用分析(1)建筑室外环境分析:以建筑为前提,在建筑项目的前期设计规划中, BIM技术与地理信息系统(简称GIS)相结合,对建筑项目进行4D空间模拟,设 计者在了解建筑室外气候与地域特点后,再将这些信息输入到模型中,通过网络 云端智能分析建筑项目的施工范围以及施工区域选定的合理性与可行性”L BIM 技术的运用,不仅可以对建筑完成后的整体形象和效果进行空
18、间展示,还可以在 此基础上,通过导入GIS等各种专业数据软件,对建筑周围的风能、太阳光照、 热能、声音等方面进行综合性的整理与分析,计算出该建设项目对周围环境的影 响以及建筑本身能源消耗情况,帮助设计者对这个建筑设计方案的可行性进行进 一步的研究与分析,从而为设计人员提供更为全面细致的设计和管理作为参考, 使建筑达到要求的指标“”(2)室内环境分析:从建筑本身来讲,最能让建筑使用者对该建筑评价好 与差的最直接因素就是室内环境的布局和设置,也是居住人员评定该建筑工程质 量水平最客观因素,其建筑内部环境包括室内布局、采光效果、室内通风情况、 隔音效果以及色彩分布都与建筑设计有着不可替代的联系,都直
19、接决定了建筑项 目是否实现环保的效果。使用BIM技术就可以将这些外在条件整合进行全面动态 分析,再对建筑局部细节进行推敲。比如能够准确获得建筑的室内空气质量以及 通风水平,从而对建筑设计中的通风口位置、窗户尺寸、高度有个准确定位并能 及时调整,保证建筑室内的气流可以组织有效的通风换气,提高居住舒适程度的。 还能够对室内在不同时间内的光照强弱进行对比分析与优化,合理安排建筑室内 的自然采光效果与照度控制,进行室内噪声分析,预测室内隔音效果,保证建筑 达到规定的噪音标准。(3)建筑能耗分析:要想使建筑达到“可持续”水准,首先就是降低建筑 物的能源消耗以及减少建筑建成后有害气体的排放,尽量通过建筑本
20、身的各种保 温材料实现最大程度的保温与隔热,因此设计师可以在建筑设计初期对建筑模型 进行太阳光照射空间模拟实验,以BIM建成后的模型为基础,将它导入到其他相 关的能耗分析软件中,根据建筑标准,结合当地气候特点,完成建筑能耗分析模 型。并且可以根据能耗分析模型中的信息调整建筑模型结构以及相关布局设置, 使得建筑节能效果与预想中的一样。还可以通过BIM三维建模以及相关能耗分析 软件对建筑进行的室外太阳照射模拟分析,总结建筑在不同时间段的阳光照射强 度及其分布特点,以此作为后期设计建筑物使用太阳能设备方案的依据,同时设 置整个建筑场地中绿植分布,使可再生资源实现最大化利用。(4)施工材料分析:所谓建
21、筑,在施工过程中最大程度的节能、就近取材 及对资源进行有效利用也是体现建筑设计理念的一个重要途径。利用BIM的信息 建筑模型,预算工程量,详细控制资源利用,减少因不当的施工组织和材料运输 过程中的能量消耗(5)运营管理:BIM技术是以建立三维模型并能可视化管理为特色,集结 了所有与建筑相关的信息,对建筑设计、施工、运营以及后期维修都可进行可视 化、信息化管理,同时使建筑在建设全生命周期内所有信息达到一致,并且可以 随时随地提供建筑物最完整准确的数据信息以及实现对建筑冲突面层进行及时 协调,这些功能都很大程度上满足了建筑对项目信息化的需求L在全面的了解 了这些数据信息后,才能更好的为计算工程中所
22、需的人力、财力、物力,及时得 到建筑工程中的检测与反馈,从而能及时做出最好、最适合工程进展的决策。5BIM技术在建筑施工项目进度管理中的案例分析5.1 工程概况上海中心大厦位于上海浦东新区陆家嘴金融中心Z3T, Z3-2地块。占地面 积达30368平方米,建筑面积574058万平方米,是一个地下五层的地库、1幢 121层高的综合楼(其中包括办公及酒店)和一幢五层高的商业裙楼。裙楼高度 为32米,塔楼结构高度580米,塔冠最高点为632米,成为上海浦东新区空中 新的天际线。5. 2工程特点上海中心大厦是围绕自然环境、人文风情、可持续观念打造的,成为具有当 下建筑时代发展特色为标志的智慧、文化、社
23、区。建成后以办公为主,伴有酒店、 会议中心、观光、商业、娱乐等。总体方案由Gensler提供,施工图设计由同济 大学建筑设计研究院,建设单位是上海中心大厦建设发展有限公司。该项目建设 追求的不仅仅是建筑高度,更是希望运用高科技、高文化、高管理等手段,期望 为我国建筑行业的发展提供方向,并且成为可持续建筑行业的典范。但因其巨大 的体型、超常的高度、施工环境设施严峻、系统分支繁多且复杂等特点,给上海 中心大厦的工程建设者们带来了一次前所未有的挑战。因此在工程建筑初期,上 海中心大厦的建设者们就决定采用最新的BIM技术来完成这次前所未有的挑战, 事实证明,BIM技术的运用在上海中心大厦的建设中起到了
24、至关重要的作用。并 且上海中心大厦通过采用施工工艺、大量使用可循环的环保材料、节约水资源、 减少能源消耗、降低污染排放等方式提高室内环境质量和建筑综合性能,从而成 为我国国内第一个满足国家建筑三星级标准超高层建筑。5.3 工程基于BIM技术的建筑应用早在建筑前期的筹备阶段,上海中心大厦就已经形成了 “可持续”和“垂直 城市”两个概念。因此,针对这项建筑必须具备室内环境质量好、建筑能源消耗 低、减少污染排放量、利用可再生资源等特点,参建者需要利用BIM技术根据建 筑的具体情况,围绕建筑所要求的节水、节地、节材、节能以及对环境质量的把 控,合理设计出建筑虚拟模型。通过使用本地化就近材料、可再生材料
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