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杭州市科学技术协会杭州市科学技术协会

互联网时代下BIM创新科技技术在建造阶段的应用

日期:2016-01-20 11:07:05 查看:2124

杭州市土木建筑学会、余杭区科协

余杭区土木建筑学会、浙江华临建设集团有限公司

 

一、试水项目工程概况

BIM 技术试水应用项目为余杭区人防(民防)疏散基地工程(,其上部为1 幢10 层南楼-办公楼,高44.8m;1 幢14 层北楼-综合楼,高63.9m,上部结构通过抗震缝分为二部分。其中南楼-办公楼和北楼-综合楼在下部四层裙房连为一体,为大底盘双塔结构;其余部分为西侧四层裙房。两部分结构在地下连为一体,地下为平战结合2 层车库。其占地面积11415.62 ㎡,总建筑面积约48850 ㎡,其中:地上建筑面积35155 ㎡,地下建筑面积13695 ㎡。其结构类型为钢筋混凝土框架结构体系,抗震设防等级为7 度。其工程造价为9250.7318 万元,施工总工期为540 天。质量要求:符合《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB-50300-2001)“合格”标准,争创“钱江杯”。安全文明施工要求:达到杭州市标化工地要求,争创浙江省标化工地。

二、BIM 技术实施前准备工作

1、BIM 技术学习

在应用BIM 技术前,需要对BIM 技术有一个深入的了解:什么是BIM?BIM有什么功能?BIM 能带来什么好处等等。浙江华临建设集团有限公司派有关人员去广州考察学习BIM,在此次深入学习中收获良多。在经过近2 年的考察学习之后,浙江华临建设集团有限公司与上海鲁班软件有限公司建立战略合作关系,为BIM 技术的应用做足准备。

2、BIM 人才培养

BIM 技术的应用离不开人才的支持,没有相应的人才,BIM 技术应用的工作将无法顺利展开。针对于此,浙江华临建设集团有限公司邀请上海鲁班软件有限公司有关人员到公司总部进行为期一个月的BIM 相关软件培训工作,提高年轻员工的建模用模能力,以支持BIM 工作的展开。在培训结束之后,对学员进行培训考核,检验学员的建模能力。通过考核得出学员建模掌握程度达到中等水平,其中有6 个学员达到优秀。

3、成立BIM 技术攻关小组

为使BIM 应用更好、更顺利的展开,浙江华临建设集团有限公司在总部特设立信息中心,并成立BIM 技术攻关小组,确定各人员的职责。于此同时,在上海鲁班软件有限公司的协助下建立企业自身的BIM 建模标准(见附件1),以此提高模型辨识度及用模效率,并且在BIM 技术应用过程中逐步建立相关的工作流程(见附件2)。

三、项目应用中的准备工作—建立BIM 模型

BIM 模型是BIM 技术应用的基础,模型的准确性对BIM 技术的应用有着重大的影响。这正是展示培训成果的时候,通过优秀学员的努力加班建模,完成了人防项目的各专业BIM 模型的创建工作,并且完成的模型也满足用模过程中对模型准确性的要求。这也证明了,前期的软件培训是有价值的。基于本项目的工程特点、项目需求及现有条件等因素的综合考虑,BIM 团队采用了以下几个BIM 应用点:

1、可视化方面的应用

(1)三维场布

三维场布对施工前期策划有比较大的影响,通过BIM 技术可以提前三维模拟现场临时设施的布置,通过不同方案的比较,使前期策划更形象、更合理。传统方式是项目经理结合现场情况和自己多年经验,进行现场临建的布置指导,具体能达到什么样的效果心里也不是很有底。若到使用之后发现不合理,就需要重新布置,这大大浪费人力物力,增加了施工成本。

(2)三维技术交底

通过三维技术交底,能让施工班组更直观、更形象的了解施工要点,班组人员更容易明白理解施工方案,减少施工过程中因交底不清楚而产生的不必要返工。

实施方法:在技术交底前,项目技术负责人把交底内容告知BIM 技术员,BIM技术员使用相关BIM 软件及BIM 模型提供相关的三维资料,尤其需要典型的节点、难点找出来,在技术交底时展示给施工班组。

2、技术方面的应用

(1)图纸会审

BIM 建模是对建筑的一个虚拟建造,在建模的过程中可对图纸进行三维审核,提前发现图纸问题。避免因图纸问题发现不及时而导致在施工过程中的设计变更甚至是返工等情况发生。

实施方法:BIM 建模人员将在建模时发现的图纸问题一一做好记录,建模完成之后把图纸问题归类整理好后交给项目技术负责,协助项目部在图纸会审之前尽力发现尽可能多的图纸问题。

(2)碰撞检查

在施工中要充分考虑机电专业之间及机电专业与其他专业间的避让或者预留洞等问题。以往项目经常出现机电各专业之间碰撞、机电与结构以及结构与围护的碰撞,往往需要拆除进行返工,影响施工进度、施工质量和施工成本。

实施方法:上海鲁班软件有限公司出碰撞报告,项目技术负责与相关管理人员审核碰撞报告,碰撞报告优化完成后交给相应负责人供其使用。还有一些碰撞点现场无法解决的,交给设计单位。

(3)模型维护

BIM 施工模型是一个随施工过程不断发生变动的模型,为确保模型的准确性,当发生设计变更等情况时,需要及时对模型进行维护更新,以免影响模型的使用性,影响BIM 应用的实施。

实施方法:当有设计变更等情况产生时,项目技术负责及时把联系单等交给BIM 技术员,BIM 技术员及时对模型进行调整并上传更新原有模型,以确保模型的准确性。

(4)脚手架三维设计

利用相关BIM 软件进行脚手架三维设计,可以进行脚手架布置模拟、安全验算、材料用量的统计等等。在对班组进行交底时,通过三维展示能够使施工人员更直观的明白该如何施工,避免因交底不清楚而导致脚手架设置不合理,出现安全隐患。由于所使用的软件功能还不完善,材料用量的统计不准确,在本项目上并没有使用该功能。

实施方法:技术负责人提供钢管直径、扣件类型等基础数据给BIM 技术员,BIM 技术员在技术负责人的指导下设计合理的脚手架方案。技术负责把脚手架方案交给木工施工员,并且对脚手架班组进行交底。

(4)砌体排布

通过砌体排布图,可以提前知道一堵墙该怎么砌,需要多少砌块,需要哪些尺寸砌块。有了砌体排布图可以减少现场对砌块进行切割,控制扬尘;减少因工人随意切割导致不必要的材料浪费;提高砌筑质量,以防班组砌筑时不按规范,导致返工;增强墙体美观性,避免相同的墙因不同的施工人员却砌筑方式不同的现象产生。

实施方法:相应施工员及项目技术负责提前告知BIM 技术员构造柱预留位置及现场其他要采用的一些施工方法及要点,BIM 技术员及项目技术负责通过施工软件,把每一堵墙排布完成,形成砌体排布图,交给相应施工员、技术负责、质量负责及项目经理审核,审核通过后在技术交底时或班组施工前由项目技术负责把砌体排布图交给班组负责人,班组按砌体排布图施工。

(5)工效分析

工效可以看出一个班组的效率如何、是否存在窝工现象等,可以评判班组是否合格。施工员也可以根据班组的工效,合理的安排施工人数,这既能确保进度,又能减少人工浪费。目前的工效分析是基于本项目的工效分析,上升到企业级别的工效分析就可以有效的对比出班组的工效水平,对于以后项目班组的选择有指导意义,也可以分析出定价是否合理或者给出合理的一个定价范围。企业还可以根据各项目各班组归类整理,可以服务于企业以后的项目。

实施方法:BIM 技术员通过与木工施工员和钢筋工施工员沟通交流制作完成满足要求的相应工种人工统计表,相关施工员定期把统计表交给BIM 技术员。BIM技术员通过BIM 模型中的相关数据与提交上来的人工统计表内的信息,计算出人工工效,交给相关施工员。施工员根据施工经验判断是否合理,若合理,BIM 技术员保留相关数据,作好记录;若不合理,查找原因。

3、质量、安全管控方面的应用

为规范建筑市场秩序,保障工程质量,促进建筑业持续健康发展,政府也出

台了一系列相关政策,例如“工程质量治理两年行动”等。施工企业也明白搞好

工程质量安全是企业生死存亡的首要任务和战略任务。在人防项目上,项目部通

过使用iBan 软件,有效的提高了质量安全管理水平。

实施方法:项目部全体人员在施工现场发现的安全隐患或质量问题通过iBan 软件上传至BIM 模型。iBan 软件的一些功能可以直接联系相关责任人,责任人及时整改,整改完成后通过iBan 拍照上传回复。这些问题都会在BIM 模型中记录,通过相关BIM 软件还可以出一份安全质量报告,报告内可以看出哪些是项目部经常出现的问题,在项目部内部例会上着重指出,从而加强项目部的质量安全管控。

4、进度管控方面的应用

进度是施工单位和建设单位都非常关注的点,如何有效提升项目进度管控能力的这一难点摆在施工单位面前。利用建立的BIM 模型,模拟施工过程,可以随时随地直观快速地将本项目施工进度计划与实际进度进行对比,项目部及公司各级领导都可以对工程项目的各种问题及情况了如指掌。现场人员还可以通过模型,提前发现施工难点,从而提高协同效率,加快施工进度,确保项目工期。

实施方法:项目技术负责把进度计划及工程实际进度交给BIM 技术员,BIM技术员使用SP 软件,将进度信息关联至BIM 模型。项目管理人阮可以通过MC的相关功能可以方便查看进度情况,及时发现进度问题,避免出现进度滞后。

5、材料管控方面的应用

根据BIM 模型导出的精确工程量,可以提前知道各施工段所需材料使用量。通过BIM 模型中的数据,项目部各管理人员可以提前对各施工段所含工程量有一个了解,可以提前部署有关施工任务。再把BIM 模型中的材料量与实际所产生的材料用量做对比分析,查找原因,避免以后发生类似情况再次发生。材料使用超量,可能施工原因导致浪费材料、增加成本,也可能是材料供应商偷减材料等等;材料用量过少,可能引发质量问题。通过材料的对比分析,可以有效提高项目的管理水平。

实施方法:本应用点主要通过使用施工任务单及混凝土用量分析报告以实现对工程主要材料的管控。图4-18 是施工任务单的实施流程图。

(1)泥工方面:BIM 技术员提前把施工任务单下发给技术负责人,技术负责人在施工任务单上填写完成施工内容、施工时间等相关内容后交给BIM 技术员。具体施工细节土建施工员可以直接与BIM 技术员沟通,以免发生所计算的内容与现场实际不符(因为在实施过程中也确实发生过,由于没有交代清楚,导致BIM 技术员提供量与现场有比较大的差别)。BIM 技术员通过BIM 模型把相应的工程量填入施工任务单内交给土建施工员。土建施工员根据施工任务单上的量向混凝土厂商上报所需混凝土量。相应施工段浇筑完成后,土建施工员把实际浇筑量填入施工任务单,并交给BIM 技术员。BIM 技术员根据实际的浇筑量与理论数据作对比分析,形成混凝土分析报告,交给项目经理。若实际混凝土浇筑量与理论值超出合理范围,项目经理组织项目部内部会议查找相关原因。

(2)木工、钢筋工方面:BIM 技术员提前把施工任务单分别下发给技术负责人,技术负责人在施工任务单上填写完成相关施工内容、施工时间等相关内容后交给BIM 技术员。具体施工细节木工施工员或钢筋施工员可以直接与BIM 技术员沟通,以免发生所计算的内容与现场实际不符。BIM 技术员通过BIM 模型把相应的工程量填入施工任务单内交给相应施工员。施工员可以根据施工任务单上的数据提前安排该施工段的施工人员,以免影响工程进度。

6、成本管控方面的应用

(1)施工班组价格审核及工程量核对

通过BIM 模型,能精确的得到工程量。当与木工班组上报的工程量(如核对模板展开面积或建筑面积)做对比,可以判断其上报的工程量是否超出合理范围。并且通过木工班组的报价,可以计算分析其展开面积均价或建筑面积均价是否在合理范围内。项目经理可以通过这种方法控制成本,减少分包班组的不合理报价。

实施方法:在与木工班组签订合同前,项目经理告知BIM 技术员木工班组的报价结果。BIM 技术员与木工施工员通过模型中的量分析计算其报价,把最终结果以书面形式告知项目经理,以协助其合同的签订。在与木工班组结算时,协助木工施工员核对木工班组上报的工程量,有偏差的地方查找原因,最后把最终结果以书面形式告知项目经理,协助项目经理与木工班组的结算。

(2)工程量盘点

通过BIM 模型,可以在不同阶段对现场主材进行的盘点,项目经理可以清楚的知道在这个阶段材料上是亏损还是盈利,若亏损,是材料亏损or 人工亏损,亏损多少;若盈利,盈利多少,盈利点在哪里,是材料盈利or 人工盈利。知道有亏损,查找原因,预防下一阶段出现类似情况。避免了以前工程竣工了才知道这个工程到底是亏损还是盈利这样的情况。本次BIM 应用中主要对混凝土、钢筋两个方面进行了盘点。

实施方法:BIM 成本负责人在既不增加材料员额外工作,又满足自己盘点需求的基础上编制完成材料统计表。材料员定期上交材料统计表,BIM 技术员整理材料统计表后,把材料量及之前在工效统计时收集的人工一并交给BIM 成本负责人。BIM 成本负责人根据预算模型、现场材料量、现场实际人工以及标书完成材料分析表,交给项目经理。

五、BIM 技术应用成果交流

1、内部交流

在BIM 技术实施过程中,公司多次组织BIM 应用成果内部交流会议。在会议上,BIM 团队不断向各项目部主要管理人员公司各级领导展示应用成果,BIM 团队的工作及成果也得到了大家的认可,坚定了公司应用BIM 技术的信念。

交流方式1:

利用民工学校对人防项目项目部管理人员灌输BIM 知识及BIM 技术操作方法,促进项目上的BIM 工作展开。

交流方式2:

利用公司项目经理现场会,以人防项目BIM 实践过程中形成的部分经验及成果与公司各级领导、项目经理进行总结交流。公司各级领导及项目经理认真听取了BIM 团队的工作汇报,反响强烈。

2、外部交流

随着BIM 技术在人防项目深入展开,公司也不断与上级邻导、建设单位及兄弟单位相互交流学习,营造BIM 学习氛围。通过不断地交流学习,提高对BIM的了解,发现更好的BIM 应用方法,提高BIM 技术应用能力,当然也希望有更多的企业参与应用BIM 技术。

交流方式1:

城建集团相关领导来访BIM 技术试水应用工程现场交流学习,BIM 团队负责人向其汇报了阶段性BIM 技术应用成果。

交流方式2:

余杭区建筑协会各级领导莅临华临建设集团总部听取BIM 技术应用工作汇报,对BIM 工作及成果给予了肯定。

交流方式3:

杭州市余杭区住房和城乡建设局在人防(民防)疏散基地工程召开了工程质量治理两年行动—BIM 技术应用现场交流会,区建设局相关领导及40 多家兄弟单位参加了此次现场交流会。在会议上,BIM 团队负责人向各位来宾介绍了人防项目的BIM 技术应用情况。

六、BIM 应用中遇到的问题

此次是华临建设集团公司BIM 技术首次试水应用,整个BIM 团队还处于学习摸索阶段,在应用过程中自然碰到很多困难,遇到的困难主要有以下几点:

1、企业层问题

2、管理问题

3、项目层问题

BIM 技术在项目部的应用成功与否与项目部是否配合有直接联系。新技术的引入,一开始肯定有一个接受的过程,本项目也不例外。起初,项目部大多数管理人员比较排斥BIM 技术的应用,BIM 团队需要项目部配合的地方,项目部也会以增加工作量等原因推掉。针对于此,BIM 团队也做了分析:1、新事物本来就有一个接受过程;2、管理人员没有很好的认识BIM 技术;3、管理人员没有看到应用成果;4、一开始可能是会给管理人员增加工作量,但在之后的工作中会帮助其减轻负担,提高工作效率,正如一句话:“苦尽甘来。”

4、BIM 团队自身问题

首先,由于BIM 团队年轻人居多,缺乏现场经验,不知道现场的管理人员的具体需求是什么、BIM 团队能提供什么、如何把现场需求与BIM 技术结合起来等等。最开始,BIM 工作是相对滞后的,本来通过BIM 技术能够提前发现的问题,很多都没提前发现,这使得BIM 技术的价值得不到很好的体现。再者,BIM 技术的应用需要大量现场的数据,而项目部拥有的一些数据并不能满足BIM 团队的需求,导致BIM 团队需要投入大量的精力去采集各种数据。毕竟BIM 团队经验不足,会跟着现场管理人员去现场学习,以此深入了解现场情况从而更好的展开BIM 工作。BIM 团队平常还会有项目部甚至是公司指派的任务,这让BIM 团队人手短缺问题暴露的更加明显。

5、软硬件问题

在BIM 技术应用过程中发现所使用的软件并不能很好的满足团队的需求,又或者说相关BIM 软件还没有团队所需的功能。例如:砌体排布,团队使用的BIM软件是鲁班软件公司还没正式发布的鲁班施工,软件中的一些参数设置不完善,不能满足规范要求和项目部要求。在这个问题上项目部与BIM 团队做了两点事情:1、软件导出的砌体排布并不是完全不能用,通过人工调整还是能够满足要求的;2、项目部组织相关会议,与鲁班软件公司驻场人员沟通,提出相关改进意见。

七、本项目BIM 技术应用总结

本次在余杭区人防(民防)疏散基地工程中应用BIM 技术,收获良多,不仅是在成本控制方面上,还是在现场管理上,但在实施过程中当然也有许多不足之处。

不足之处:BIM 团队人手不够,导致许多事情管不过来,企业还需继续大力培养BIM 技术人员。BIM 团队都是年轻人员,缺乏现场实际经验,导致一些应用BIM 技术能提前发现的问题没发现或者没注意。BIM 团队的许多想法无法真正落实,项目部一些管理人员会比较排斥BIM,对他们而言,以前的工作方式好好的,现在要做出改变对他们来说比较难以接受,但在不断的磨合中也慢慢配合BIM团队的工作。BIM 技术的应用需要大量的数据,而项目部信息化程度不高,导致许多数据都要由BIM 团队自己去采集,这大大影响了BIM 团队的工作效率。

收获之处:不足之处当然也是收获之处,发现自身的问题,去解决问题这就是进步。BIM 技术在余杭区人防(民防)疏散基地工程上的应用,工程项目各管理条线可以快速、准确的获取工程管理所需的各种基础数据,对管理者的决策给予巨大的帮助。余杭区人防(民防)疏散基地工程的管理员不再是只凭经验毛估估,而是有依有据,这至少对浙江华临建设集团有限公司来说是对其项目部的一次成功改革。BIM 技术的虚拟三维模型和4D 关联数据库为本项目的进度保证、成本控制、质量管理、安全管理等等提供了帮助,项目各管理条线的协同、共享、合作效率得到提高,减少了沟通成本,实现项目的精细化管理。在BIM 技术应用的过程中,对BIM 有了正确的认识,它不是万能的,只是一个工具,要看如何应用。本次BIM 技术的成功应用,获得了公司领导们和业界肯定,取得了很好的经济效益和社会效益。

八、展望未来

此次的BIM 技术的试水应用,虽然还有很多不足,但也取得了阶段性成果,并且让更多的余杭企业认识BIM,了解BIM。希望通过此次应用,能带给相关单位一些指导意见,力争在余杭区推广BIM 技术的应用。在未来,华临集团将不断运用BIM 技术,提高应用能力,从而进一步提升项目精细化管理水平及企业竞争力,也希望BIM 技术在余杭区得到更多的发展,更广泛的应用。“2015 年BIM 技术在勘察设计、施工中的应用”于11 月3 日在杭州举行,同济大学王广斌教授在会议上说:“运用BIM 技术可以提升建筑企业的生产效率和竞争力。BIM 颠覆性创新技术将会深刻影响着建筑业的变革和发展。”“BIM 技术促进建筑产业现代化高层论坛”于9 月21 日在中国建筑科学研究院召开,住房和城乡建设部副部长易军在会议上指出:“谁掌握了BIM 的全过程运用,谁就赢得了未来,特别是工程总承包的企业。”建筑业已普遍认同BIM 是未来趋势,对整个建筑行业的影响将会是全面性的、革命性的。随着我国建筑业的不断发展,BIM 技术的不断完善及广泛应用,BIM 技术必将引领建筑业改革突破。