【BIM技术在项目策划阶段的应用探析6600字（论文）】

BIM技术在项目策划阶段的应用研究目录TOC\o"1-2"\h\u19036BIM技术在项目策划阶段的应用研究 1211141.引言 1291062.BIM技术的相关理论概述 2236822.1BIM技术的基本概念 2135902.2BIM技术的特点 2186923.技术在项目策划阶段中的应用——以A工程项目为例 3148953.1工程背景 335813.2工程项目建设的难点 3210153.3工程项目的组织结构和流程设计 4263473.4BIM技术在项目策划阶段中的主要应用点 5261014.BIM技术的应用效果 9198294.1经济效益 9208724.2社会效益 1072425结论 1025348参考文献 10摘要：随着建筑行业的迅速发展，传统的管理和运营模式已经不能够满足正常的工程项目施工需求。如今BIM技术正逐步作用于建筑项目的各个阶段，而就工程项目施工阶段而言，BIM技术应用更加广泛。但在实际工程项目施工过程中，也会出现各种问题，所以完善BIM技术在工程项目施工阶段的应用是十分必要。本文以A商业办公楼工程项目为例，分析了BIM技术在项目现场布置、碰撞检刚、图纸审查、安全防护、模拟施工、质量管理、进度计划、工程成本控制、资料管理、结算审计配合等方面的具体应用，并通过最后的分析发现，项目的应用有着显著的经济效益和社会效益，因此，本文相当于是BIM技术在超高层建筑中的成功实践。关键词：BIM技术；工程建设；应用1.引言BIM技术的产生，相当于是建筑工程建设领域的一项重大变革，只需要构建建筑信息模型，就可以让建筑工程建设的各个环节有机结合起来，加强业主、施工企业、使用者的联系，使得构件的材料、尺寸、配筋、钢号，设备的型号、厂家、功率等信息可以在不同的主体间得到共享，从而实现建筑施工的可视化和高效化，保障项目建设目的的实现[1]。BIM技术不仅在建模过程中有利用价值，而且可以应用于模型的分析和应用中，作为一种数据化工具，可以应用于工程设计、施工建造和管理中，集成与项目相关的各种专业信息，使得项目的各个生命周期都可以更有效实现数据的传递、优化和共享。但部分建设项目在应用BIM技术方面还存在或多或少的难点，这就需要在应用该技术的过程中采取一定的技巧，本文将以某一高层建筑项目为例，来分析BIM技术在工程建设项目中的应用问题。2.BIM技术的相关理论概述2.1BIM技术的基本概念美国麦克格劳希尔将BIM(BuildingInformationModeling)定义为：利用数字模型对建设项目进行设计、施工、运营和管理的过程。建筑信息模型不是简单的将数字信息进行集成，而是将数字信息应用于建筑设计、造价、管理的数字化方法[2]。那么BIM技术是信息化技术在建筑行业中应用的新型表达方式，集成了建设工程项目全生命周期各个阶段的信息，并通过数字化、可视化的模型方式来共享建筑物的特性信息，为项目各个参与方提供了全新的协同工作平台，提高各方沟通效率、减少理解性错误，从而大大提高了建设效率、保障了施工工期与成本。2.2BIM技术的特点BIM技术的核心与难点是三维数据库的建立。三维BIM模型数据库包含从开发到竣工、运营维护各个阶段与建筑工程项目相关的所有信息，并且这些数据信息都有一定的逻辑关系，任何数据信息的变化都会导致其他数据信息发生变化，因此，BIM技术具有如下特点[3]：（1）可视化。建筑项目的造型和功能较为复杂，不管是哪个阶段，都面临着极大的安全隐患，但BIM技术以三维虚拟实体形式展示构件之间形成的互动和反馈，使得建设项目设计、建造、运营的整个过程可视化，便于各专业在可视化模型下沟通、讨论与决策，从而认为项目提前消除了安全隐患，提高了方案的合理性和准确性，促进了项目的正常进行。（2）协调与优化性。BIM技术能综合协调各专业信息，降低冲突，减少不合理的变更方案，比如可以在初期建模阶段，根据二维CAD施工图提供的信息建立模型，通过模型查找图纸中的错、漏、碰、缺等问题，及时发现图纸管道间的不合理布局并协调各专业加以优化，显著降低项目的工期和成本。（3）模拟性。设计阶段，BIM技术能够进行日照、建筑能耗等模拟来协助优化设计；招投标和施工阶段，4D-BIM技术结合三维BIM模型与施工进度，分专业可视化的模拟施工，确定合理的施工方案，不仅能够指导现场施工，合理安排材料、设备进场与劳动力分配，还能够可视化的进行工程进度管理。（4）信息输出多元性。BIM技术通过对建筑设计图的可视化模拟及优化以后，可以导出各种形式的数据与信息。包括直接从BIM模型中输出经过碰撞检查和消除相应错误的设计变更之后的平面图、立面图、剖面图及综合施工图等[4]。（5）成本可控性。BIM技术能够消除40%预算外变更，缩短80%的工程造价估算时间，通过发现和解决冲突降低10%的合同价格，缩短项目工期7%，及早实现项目投资回报。3.技术在项目策划阶段中的应用——以A工程项目为例3.1工程背景A项目是一座办公大楼，作为一栋超高层大型综合性商务建筑，总建筑面积为122151.1m2，建筑总高度为147.15m。工程地上31层为商务办公写字楼和配套商业用房，地下5层为商场、后勤、设备用房、车库和机房等，其中地下4层、5层为人防工程。该工程结构形式为钢管混凝土柱框架-钢筋混凝土核心筒结构体系，主楼采用钢筋混凝土后压浆钻孔灌注桩基础，地下室部分采用平板式桩筏基础。项目采取的是BT模式的总承包管理模型，也就是“建设-移交”的模式，该项目非常适合BIM技术的利用，无论是项目的设计，还是项目的施工，利用BIM的相关建模软件分专业地建立项目的BIM模型，优化项目的设计防范，从而降低各专业的施工图纸出错的几率和项目的成本，以便对项目的整个生命周期进行全面管理[6]。3.2工程项目建设的难点本项目的设计由广州市设计院和广东省建筑设计研究院共同完成，项目BIM建筑模型主要通过Revit建模软件完成，对于不合理的地方，需要根据模型来对专业各自之间交错碰撞的位置进行初步修改，减少二次变更的情况发生，以免给设计人员带来不必要的麻烦。但是项目的建设也有着自身的难点，主要包括如下方面：3.2.1建设难度大本工程多为异形结构，尺寸变化大，如何实现外观建筑美学，达到设计效果难度高，且细部的防水处理难度大，建筑物紧临红线，钢构构件较大，在场地狭小的情况下建设这种超高层的建筑，就会存在很多的负载接待你，部分钢管柱硷、静性钢柱，衔架楼层板等大构件的施工难度更大，安全立体交叉防护难度也就更大[7]。3.2.2建设要求高项目建设的初衷是争创国优、国家“AAA”级文明安全标化工地，争获鲁班奖、美国LEED认证金奖、国家绿色施工工地等国家级奖项等，这些目的使得项目必须具备较高的建设标准才能满足目标的要求，这就给建设带来了更大的难度。3.2.3建设资料多由于总承包单位就有两家，设计单位和施工单位都较多，参与项目建设的人员数量更多，每个单位或人员都有自身的信息，这就导致建设资料众多，包括施工图、深化图、变更图等，图纸的版本也较多，不仅增加了图纸查找的困哪读，而且不利于详细发现节点图，土建、结构、机电、钢结构、幕墙等专业图纸存在很多的冲突，给工程建设带来了一定的难度[8]。3.2.4建设管理复杂该项目涉及专业众多，总承包商旗下的分包商数量也较多，在项目工期较短的情况下很难确保进度的有效控制，设计方、施工方等数量众多，这些人员存在协调困难的问题，一旦出现安全问题，也很难做到及时发现和汇总，从而导致问题很容易错过最佳的解决时机，从而得不到有效解决[9]。由于项目较大，存在很多变更的情况，签证和指出对比都较为麻烦，从而无法有效确定资金流量，降低了变更索赔的时效性，增加了变更计量工作量。3.3工程项目的组织结构和流程设计为攻克上述工程难点，本项目特意成立了BIM管理部，这个部门是在建设单位的直接指挥下进行的，由顾问单位及BIM设计团队作为技术支持，由总承包单位成立的专门管理团队，BIM建模和管理也是采取团队组织的形式，由项目经理带头，由BIM负责人和项目副经理的管理下，从而确保项目的有机协调，BIM模型的复核、深化由总承包BIM团队负责[10]。团队由11名成员组成，各个成员都有自己的工作和责任，大家分工协作，来确保BIM建模的顺利完成。3.4BIM技术在项目策划阶段中的主要应用点针对本工程难点，主要采用Revit、鲁班BIMNavisworks三款软件，从10个方面实施施工管理。3.4.1现场布置在本项目中，施工场地面积不大，出地面结构也较为复杂，实际可利用的场地面积更小，所使用的钢管尺寸一致，长度和直径分别为12m和1.4m，一次性进场4根钢管和12根劲性柱，每层钢梁就达到了73根，这进一步增加了现场布置的难度。本项目在应用BIM技术时采用Revit建模进行漫游、动画演示，各专业人员看到这些演示后就可以通过讨论的方式来确定方案是否可行，然后来布置施工现场，以免进行二次搬运。构建需要符合标准，在策划的基础上来布置场地，场地的布置情况如下图3.3，主体施工区域、办公区域、主通道、钢构材料堆放区域、水电仓库、钢筋加工区、安全通道、停车场、厕所的面积分别为2656.30m2、503.79m2、1109.23m2、848.05m2、117.61m2、1176.86m2、183.21m2、450.45m2和76.67m2，通过布置，最终的三维效果图如下图3.4。图3.3现场平面布置3.4.2碰撞检测由于项目较大，需要不同的设计院来负责不同部分的设计问题，各设计院在设计之前缺乏与其他设计单位的沟通，各自按照自身的想法来设计自己负责的部分，这就会增加设计单位之间的碰撞问题。但是项目是三维的，三维空间的碰撞问题较为复杂，工作量较大，很难被人员所发现，比如较大的机电设备管件需要工厂的定制，一旦出现问题就会面临较大的损失，为了避免这些损失的发生，就可以提前对其进行碰撞检测，以便确保施工的顺利进行[11]。此外，钢构与主体、钢构与钢筋，主体钢筋间的碰撞都可以利用BIM模型检测到。本项目在检测碰撞点时采用的Navisworks，通过检测发现，机电与主体结构、机电与水暖间的碰撞点高达1376处，对这些碰撞点进行有效改善，帮助项目节省了23.5401万元，也让项目提前10天顺利竣工。通过碰撞检测，得到如下表3.1碰撞报告。表3.1碰撞报告碰撞名称状态距离网格位置说明找到日期碰撞点项目ID图层路径项目名称碰撞1新建-0.400H-38:地下底板硬碰撞2017/9/402:10:18x:635.418.y:-186.433z:-0.450元素ID:237284地下底板文件>车库底板.nwc>地下底板>楼板>楼板>常规-350mm>楼板>混凝土，现场浇注-C35混凝土，现场浇注-C35碰撞2新建-0.400J-31:地下底板硬碰撞2017/9/4x:597.227,y:-183.802,z:-0.450元素ID:237284地下底板文件>车库底板.nwc>地下底板>楼板>楼板>常规-350mm>楼板>混凝土，现场浇注-C35混凝土，现场浇注-C35碰撞3新建-0.400J-27:地下底板硬碰撞02:10:18x:564.117y:183.466,z:0.450元素ID:237284地下底板文件>车库底板.nwc>地下底板>楼板>楼板>常规-350mm>楼板>混凝土，现场浇注-C35混凝土，现场浇注-C35碰撞4新建-0.400B-18:地下底板硬碰撞2017/9/4x:499.430,y:-213.585.z:-0.450元素ID:237284地下底板文件>车库底板.nwc>地下底板>结构基础>集水坑四C>集水坑四C>集水坑四C>集水坑四C>混凝土，现场浇注-C35混凝土，现场浇注-C353.4.3图纸审查，技术交底不仅设计是单独进行的，图纸的绘制也是单独完成的，为了避免矛盾和冲突的发生，就需要进行图纸比对，这些图纸的份数较多，比对的工作量也较大，对于那些施工经验欠缺的人员来说，顺利找出某一节点图是较为困难的，不仅需要耗费更多的精力，也不一定能找出来[12]。这就需要BIM团队的帮助，团队通过构建模型来整合不同的专业图纸，构建三维模型，从俄如方便管理人员对项目有一个全盘的了解，这样就可以使其更好地来指导工程项目的施工过程。A项目BIM团队在建模时，一共发现了44处图纸不明确或错误的地方，以及72处图纸冲突、不合理、缺少构件等地方。3.4.4安全防护对项目进行建模后，就需要进行安全防护，发现项目可能存在的高危点，及时对高危点进行处理，就可以将危险控制在萌芽中。BIM团队通过检测发现，项目塔吊和临边洞口等都是安全隐患所在处，需要采取一定的防护措施，此外，临边洞口有786处需要防护的部位，需要34个防护构件，这些构建需要工厂定制。塔吊的覆盖范围、临边洞口的风险处如图3.4,3.5所示。图3.4塔吊覆盖范围安全通道防护图3.5临边位防护3.4.5施工指导模拟本项目属于超高层建筑，这种建筑不仅施工复杂，而且还存在施工风险，一旦没有及时发现，就可能导致财力和时间的损失，但应用BIM技术，可以有效模拟施工过程，模拟的次数也没有限制，这就非常方便人员进行技术交底，进一步减少施工面临的损失。3.4.6质量安全协调管理BIM技术不仅可以进行碰撞检测和施工模拟，而且可以进行质量安全协调管理，不同于传统的人员面对面交流来解决安全问题，BIM技术的应用是通过服务器的上传和终端下载来解决信息传递问题的，这样不仅节省了交流的时间，也降低了交流的成本，也有利于发现会更多的质量安全问题，而且这些问题不会被遗忘[13]。此外，应用BIM技术，还可以上传照片，将问题资料累计起来，从而为项目的施工提供基础，还可以对问题进行统计分析，为下一步的施工提供方向指导。3.4.7进度计划在工程施工中，可以制定进度计划，传统的进度计划是静态的，但是BIM技术的应用却可以动态模拟进度和现金流需求等情况，方便对施工进度进行调整，并做到对工程成本的有效控制。图3.6进度计划模拟图3.4.8工程成本控制工程成本的控制也是项目建设中不可或缺的一部分，成本控制的方法有Revit提取明细表、用Revit模型导入鲁班或者在鲁班软件中直接算量这两种。前者可以准确反映工程量，但不适用于构件间重叠部分的扣减，需要在建模过程中额外开发插[14]。后一种方法则可以有效避免单纯算量的漏算问题，本项目正是模拟施工，因此采用的是鲁班算量法，这进一步提高了模型信息的准确性，有利于项目负责人随时了解施工段材料用量和进度情况，从而对领料进行限额和对进度进行推算。对于现场施工实际工程量，还可以利用软件将其与模型计算工程量进行对比，以便了解是否超出了模型工程量，如果发现超出了，就可以知道现场施工存在浪费问题，通过追究浪费的原因，可以实现对成本的有效控制。3.4.9结算审计配合在施工过程中产生的洽商、变更等经济文件都可随模型建立过程进行对应，并作为最后结算审计的依据。3.4.10资料数据库数据结构有分结构化与非结构化之分，但非结构化的数据无法被查询利用，要想更好地利用BIM技术，就需要采用结构化的数据，这些数据资料包括施工技术资料、施工管理资料、机电管线等构配件的采购地址、规格型号、造价等，在工程项目的建设中非常重要。4.BIM技术的应用效果4.1经济效益对A项目BIM应用的经济效益进行量化分析，结果如表4.1;表4.1A项目BTM应用效益量化分析序号施工阶段发现问题类型问题数/个材料节约/元人工节约/工日工期节约/天1主体结构图纸构件碰撞、不合理及定义不明44132电梯井、电梯梁图纸缺少24023349620-3地下主体地下1层核心筒外墙与5,6楼梯有冲突7260001134地下主体地下2层D-C轴建筑部分墙与结构定位不合410600925地下主体地下2层建筑图纸Q-N2-3部位与结构图纸定位有冲突423600426地下主体地下3层4-T处200厚建筑图上为砖墙，结构上为砼墙212970637地上主体与钢结构钢管柱、钢梁与主体结构精确定位、碰撞121200001558地上主体与钢筋核心筒安装管道、洞口钢筋、附加钢筋422100069机电安装机电设计与结构模型碰撞137623540125104.2社会效益在BIM技术的应用下，A项目参与了中国建筑业协会质量分会组织举办的“第二届中国工程建设BIM应用大赛”，并获得了“推广应用奖”，该项目由于成功使用了BIM技术，从而为更多的超高层建筑提供了使用BIM技术的参考指导作用。总的来说，在建设超高层建筑项目时，BIM技术的应用可以为项目的建设提供便利，也减少了项目建设的风险，降低了项目建设的成本，确保项目提前完工。但是BIM技术需要一些懂得该技术的人才来应用，在项目建设中，需要培育这方面的人才。5结论本文分析了BIM技术在超高层建筑建设中的应用，由于应用项目属于超高层建筑，应用存在很大的难度，但是本文却得到了成功