“B%2BC”模式在群体建筑管网中的应用分析.pdf

建筑施工第4 5 卷第8 期1711-BUILDINGANAGEMENT管理建筑经济“B+C”模式在群体建筑管网中的应用分析吴平宋千军杨中原许祥虎蒋超中建四局第六建设有限公司安徽合肥230011摘要：为了提高群体建筑管网建设效率和水平，同时在群体建筑管网使用和维护期间，保证管网的运行效率和质量，探索了一种以“B+C”结合的管理模式，BIM技术主要解决技术层问题，CIM通过融合建筑群框架模型，解决管理层问题。通过此方法，从技术和管理2 个层面，在进度、质量、安全、资料等方面提高了群体建筑管网的建设效率和水平，可为群体建筑市政管网的精细化管理和运行提供新的解决方法。关键词：“B+C”模式；群体建筑；管理；运行中图分类号：TU71文献标志码：A文章编号：1 0 0 4-1 0 0 1(2 0 2 3)0 8-1 7 1 1-0 3DOl:10.14144/kijzsg.2023.08.060ApplicationAnalysisof“B+CModeinBuildingPipelineNetworkroUrWU Ping SONGQianjun YANG Zhongyuan XU Xianghu JIANG ChaoChina Construction 4th Engineering Bureau 6th Co.,Ltd.,Hefei 230011,Anhui,ChinaAbstract:To improve the efficiency and level of group building pipeline construction,while ensuring the operationalefficiency and quality of the pipeline network during its use and maintenance,a“B+c management mode is explored.BIM technology is used to mainly solve technical layer problems,while CIM is used to solve management layer problemsby integrating building group framework models.Through this method,the construction efficiency and level of communitybuilding pipeline networks are improved from two levels of technology and management,including progress,quality,safety,and information.It can provide new solutions for the refined management and operation of community buildingmunicipal pipeline networks.Keywords:“B+C mode;group buildings;management;workingBIM技术在公共建筑、基础设施、住宅、轨道交通等多个产业上的应用较为广泛，虽未达到理想的应用效果，但整体已得到初步的成效，在项目规划、设计、施工及运维等方面均有涉及。CIM城市信息模型是以建筑信息模型（BI M）、地理信息系统（GIS）、物联网（LOT）等技术为基础，整合相关数据的一种技术。由于整个体系过于庞大，加上国内项目管理的水平参差不齐，各种端口和设备还需要时间去发展和推动，就目前来看，很难达到理想的应用效果。本文以大型群体建筑为载体，探索BIM+CIM结合的应用方式，此方式的优势为整个大型群体建筑和市政管道可类比城市信息模型，数据不会过于庞大，有利于技术开展和实施，1 3 栋单体建筑和管道作为BIM数据的提供者，两者结合形成了“B十C”模式的解决方案，此方案从很小的范围去深挖两者结合的解决方案。随着去年全国首个城市信息模型基础平台（CIM）一一广州CIM平台作者简介：吴平（1 9 9 1 一），男，本科，工程师通信地址：江苏省苏州市工业园区澄湾路1 9 号中新科技大厦1 7 楼（2 1 5 1 2 1）。电子邮箱：BIM-收稿日期：2 0 2 3-0 5-0 4正式发布，苏、杭等城市发布采购CIM平台招标公告后，BIM+CIM技术，即“B+C”技术的应用正式拉开惟幕。本群体项目位于江苏省苏州市昆承湖畔，项目总建筑面积为2 0.8 3 万m，地上单体1 3 栋建筑，属于大型岛上群体建筑。采用“B十C”模式主要解决以下几个问题：1）群体建筑室内外管线需要精准定位，室内管道排出的重力流管道不能出现反流，各单体的坐标需要统一，避免出现过多的累计误差。2）建立标准化体系，从项目建立的坐标系统，到软件硬件的使用标准，施工过程的构件族库，到最终成果的交付标准，形成一系列标准，能够更好地服务项目。3）通过碰撞检查、标高复核、工程算量、深化出图等多种技术方式，提高建设项目的管理水平。4）常规的BIM技术主要解决的是建筑内管道的各类问题。CIM技术的融入，为城市及小市政管网的技术增添了管理方法。本文以群体建筑管网为基本依据，为项目的管理提出一些解决方案，提高管网的管理水平和效率。1前期准备1.1建立城市坐标系城市的坐标系统参照不同，每个城市都采用独立的坐171220238BuildingConstruction吴宋千军平“B+C模式在群体建筑管网中的应用分析杨中原、许祥虎、蒋超：标系统。以苏州坐标系统为例，苏州现行坐标系统为苏州2000坐标系，高程基准采用1 9 8 5 国家高程系，标高采用绝对标高。在此坐标系下建立（0，0，0）坐标原点。后续所有的模型构件均通过此坐标系进行整合拼接，确保坐标准确，在模型中随机选中构件标注坐标与实际位置坐标偏差不大于1 mm。1.2建立标准项目实施初期，建立建模标准，建模标准包含管道颜色方案标准、交付标准等。颜色标准如表1 所示。以管网的颜色建立统一的识别色，模型与施工统一设置。交付标准为最终成果交付的主要内容，如净高分析报告、碰撞检测报告、设计优化报告、工程量统计报告、质量安全过程记录、竣工模型等，后续可根据实际情况进行添加和完善。建立软件格式标准，后期能够与CIM平台无损对接2 。表1 管道系统颜色标准专业RCB值颜色给水管道255,0,0污水管道0,153,255雨水管道0,255,0取水管道128,0,0废水管道0,153,2551.3建立构件库项目管网的标准化族库，主要对检查井、雨污水井、室外消火栓、阀门等构件进行标准化模型建立3 ，建立的标准化族库能够进行参数化，统一规格不同类型的构件能够直接调用。图1 为部分族库截图。图1标准化族库2“B+C”技术应用线路2.1空间规划在规划阶段，为确保项目给排水管网能够在使用年限内正常服务于项目，前期要建立规划模型，规划模型服务于管网的空间需求，在满足自身需求的同时，导入到CIM模型基础平台，校准核对管网与市政道路、地下空间、建筑物、地铁、隧道等位置的相互关系，从而提出更好的解决方案。基于此平台，可对整个项目的管网进行动态分析，规划成果可直观有效地展现。2.2多专业协调多专业协调主要为管网专业内的检查，包含雨污水管道、给水管道、消防管道等，通过软件的碰撞分析，调整相互的高度关系，能够解决碰撞问题4 。在调整重力流管道时，要对上下游管道进行动态调整，确保不会发生回流现象。市政管道中除给排水管道外，也存在燃气管道、热力管道、电力管道，当与这些管道发生冲突或者没有足够安全距离时，应进行调整。如图2中电缆沟和弱电管线位置与给排水管道冲突时，由于重力管道的标高牵动着整个管道系统的覆土深度，所以只能修改电缆沟的敷设方向和弱电管道的排布方向，以控制最小的费用支出。电缆沟消防管道雨水管图2雨污水管道碰撞2.3标高复核市政管网管道中的标高复核，主要体现在大直径管道壁厚对管道标高的影响，因此在实施前，将所需类型的管道材质、管径及相应壁厚信息录入到软件中，软件自动识别管道。图3 为二级钢筋混凝土管道，公称直径为1 0 0 0 mm的钢筋混凝土管，管道内径9 5 0 mm，外径1 0 5 0 mm。通过这种方式可精确测量管道实际的标高，减少误差。机城设警？二级钢防混发土管-/1 3 3 6 3-0招精度（R）0.00200-管缆横速（）：尺寸日录（）新建尺寸6 0纳余尺寸0）蓝设和尺寸公综1DOD用于尺寸列用于调签大小400.000m354.600m400.000m500.000m475.000m525.000m600.00m570.000m630.000m700.000m665.000m735.000m800.000m760.000m840.000m900.000m850.000m950.000m1000.000950.000m1050.01200.0001140.000 1260.000日1500.0001425.0001575.000团定图3钢筋混凝土管径设置市政管网接纳了整个项目的给排水工作，每个建筑物都包含多个接入点和接出点，因此核对接入点和接出点的标高工作量非常大，采用软件可自动计算和调整标高，更加准确，对后续工作的修改也很方便。图4 为局部管道标注图，管道进行高度管径调整后，图中信息也会动态修改。2.4设计优化结合CIM信息模型的景观、道路、路灯、草坪、灯等建筑施工第4 5 卷第8 期1713宋千军吴平、“B+C模式在群体建筑管网中的应用分析杨中原、许祥虎、蒋超：Z中水系统ZP喷淋系统XH消防系统J给水系统Y雨水系统W污水系统图4管道标注基础设施，在满足设计的同时，对项目的市政管线进行综合优化。市政管线的雨污水检查井可直接设置在草坪上，在设计时只需要增加部分支管长度，即可减少汽车轮胎磨损、检查井损耗，草坪上的检查井也便于维修。2.5工程量统计市政管道材质主要有钢管、混凝土管、塑料管等，因为不同材质管道，管道的构造、壁厚标准、材料的密度不一样，最后获取的质量也不同。在项目建立前期，应查阅相关资料，设置到软件里，自动生成。以混凝土管道为例，最终可生成如表2 所示的管道明细表，管道所有的信息，包含长度、管径、质量等能够快速准确地获得。表2 管管道信息明细内径/mm外径/mm长度/m体积/质量/65075010.711.4528.6265075016.928.5671.40950105014.821.9054.76950105011.413.0032.4995010506.84.6211.56950105010.711.4528.6265075016.928.5671.4065075014.821.9054.7665075013.3317.7644.411050115010.711.4528.6255564519.132.8382.08950105011.413.0032.4995010506.84.6211.563“B+C”管理应用线路3.1质量、进度管理管网施工过程实现云监管，在管网施工建设许可证发放后，对施工区域进行无人机定点航拍，随时监管项目的施工质量。另一方面，在项目施工前期，要求建设单位或施工单位进行周汇报，把项目的实际情况上传到CIM平台，平台对接监管部门，对项目进行实时跟踪和管理。现场管理人员通过手机APP客户端发现质量问题后，通过手机端上传问题照片，传至CIM平台的责任人员，相关人员及时进行质量隐患排除，云端协同平台跟进质量问题整改情况，并自动形成检查记录。3.2安全管理在新建项目管网的关键节点，如接口处、转弯处、接入建筑物等重要的位置增设监测芯片，监测管线的实际坐标位置，同时设置报警值，当管线的偏移量超过设定数值时，数据传输到CIM平台端，发出报警。管理人员可迅速响应，查看当前位置存在的问题，能够很大程度避免其他单位施工造成的经济损失。3.3信息管理在给水管网的出入口位置，放置专有检测芯片，检测微生物学指标、理化指标、毒理学指标、放射性指标等。在排水管网的出入口位置，放置专有检测芯片，检测物理学指标、化学性指标、生物性指标、综合性指标等。其余非关键位置可放置普通芯片，主要检测流量、压力等常规参数。能实时监测管网的水质，满足监管要求，同时也观察每段管道的流量压力变化。过程中若出现异常，平台都能够实时提醒，确保了管网系统运行的安全性和稳定性。3.4资料管理管网的全过程资料都基于CIM平台进行储存，并按照标准分类。资料包含竣工图、施工过程资料、隐蔽验收资料、变更资料等。建设项目在施工过程中将资料上传CIM平台。后台用户在平台中点击构件，即可查看资料信息，前端用户也可通过手机端随时访问。资料管理如图5 所示。提取CIM平台提取信息信息访问上传手机端竣工图隐蔽资料变更资料图5资料管理示意3.5协同管理在施工、维护过程中，会与多个参与方进行统筹协调，所以CIM平台是跨专业、跨区域，多个部门共同参与的结果。主要沟通协调的部门包括政府部门、建设单位、使用单位、监督单位、管理单位等。CIM平台通过协同机制，将不同部门在统一系统中协调，更利于沟通和解决问题。平台可根据每个参与方的权限，设置不同的访问级别，保证系统的安全和稳定。4存在问题及展望1）数据问题。BIM实施阶段模型数据杂乱，后期使用困难，现有的BIM标准不能够做到统一。所有的数据都上传到CIM平台，数据处理分析量巨大，数据穴杂。（下转第1 7 1 7 页）建筑施工第4 5 卷第8 期1717上接第1 7 1 3 页X朱关夫、嵇威威毛秀明、冯晓建、袁俊：智能建造技术在建筑工程中的应用与发展研究技术、自动化技术、模块化智能建造等。1）智能装备技术是建筑企业绕不开的关键技术，能有效提高大型建筑施工安全性，满足建筑企业实际需求。2）当前3 D打印技术体量较小，多为实验室用品，而大型3 D打印机的开发技术存在大量难题，如何优化打印头路径、提高打印精度、确保材料层间黏结力等都是后续需要解决的问题。建筑自动化甚至高智能化的建筑机器人技术也是未来发展的重要方向。随着人工智能技术进一步发展，智能认知技术取得突破性进展，而如何发挥智能机器人技术优势，基于新型信息技术将机器人技术转化为实用工具尚需进一步研究。3）模块化施工能显著提高工程效率，降低施工风险，而当前的建筑模块化技术依旧以传统工序为主，后续可通过调整不同阶段工序来实现装配模块技术的无缝化开展。参考文献1VILJAMAA E,PELTOMAA I.Intensified Construction Processcontrol Using Information integrationJ.Automation in Construction,2014,39(4):126-133.2FLAGER F,WELLE B,BANSAL P,et al.Multidisciplinary ProcessIntegration and Design Optimization of a Classroom BuildingJ.Journal of Information Technologyin Construction,2009,2(8):25-29.3 HU Z Z,ZHANG Z P.BIM and 4D Based Integrated Solution of2）标准化问题。当前各项目投入的BIM软件及CIM平台各不相同，数据的转化及接口的对接有较大困难，不利于进一步发展。3）平台问题。从信息安全的层面考虑，国家会更加注重自主软件平台研发，鼓励采用国内软件，但短期内可能没有很完善的BIM信息化软件平台体系。所以，对于当前的项目BIM及CIM全过程应用，更要完善内部规则对接，尽可能使模型与信息在设计人员、建模人员、施工应用人员间的交接、流转顺畅。4）开发一套贯穿全生命周期的平台，能够调动项目技术、商务、质量、安全等主要部门的负责人员，各参与方包含勘查、设计、施工、建设、监理等五方责任主体，基于平台开展工作流程，处理相关文件。工作模式剥离传统形式，以平台为依托，开展项目管理服务，对建筑业的管理模式是一个新的突破。5结语通过BIM技术与CIM平台相结合的方式5-6 ，将信息模型与群体建筑模型形成有效融合，使设计、施工管理方Analysisand Management for Conflictsand Structural SafetyProblems during Construction Developmentand Site TrialsJ.Automation in Construction,2011(8):78-80.4PEARLSTONE G.Critical AccessJ.Buildings,2005,2(6):4-6.5 ABDELHAMID T S,EVERETT J G.Identifying Root Causes ofConstruction AccidentsJ.Journalof Construction Engineering&Management,2001,126(1):52-60.6GOULDING J,NADIM W,PETRIDIS P,et al.Construction IndustryOffsite Production:A Virtual Reality Interactive Training EnvironmentPrototypeJJ.Advanced Engineering Informatics,2012,26(1):103-116.7ZHONG R Y,PENG Y,FANG J,et al.Towards Physical Internet-enabled prefabricated housingconstruction in Hong KongJ.IFAC-Papers on Line,2015,48(3):1079-1086.8吴俊.建设工程智慧建造体系构建及实践D.重庆：重庆大学,2 0 2 0.9赖华辉,邓雪原,刘西拉.基于IFC标准的BIM数据共享与交换.土木工程学报,2 0 1 8,5 1(4):1 2 1-1 2 8.10】颜勤，宋晓宇.Mars+VR：提升建筑设计信息传递效率的新工具J.建筑技艺,2 0 1 8(1 1):1 1 7-1 1 9.11王淑婧,周启慧,田东方.工程总承包背景下BIM技术在装配式建筑工程中的应用研究J.工程管理学报,2 0 1 7,3 1(6):3 9-4 4.12刘金典,张其林,张金辉基于建筑信息模型和激光扫描的装配式建造管理与质量控制J.同济大学学报(自然科学版),2 0 2 0,4 8(1):33-41.面更加精细化、智能化，沟通更高效。由于智能芯片的加入，各种监测数据精准、实时，提高了运行管理的水平，减少了运维管理的费用。信息化的不断发展，在BIM阶段能够完成信息化建设，CIM模型能够实时不断更新。运用大数据共同建设和维护，为项目的管理者建立一个实时更新、全方位、立体的动态管理系统。参考文献1张鹏程,林鸿.城市信息模型CIM平台设计与功能实现J.工程勘查,2 0 2 1(4):4 6-5 1.2 许云骅.BIM技术在市政工程中的应用J.给水排水,2 0 1 8(4 4)：264-266.3李兵,方玉妹,汪深.BIM技术在室外管综设计中的应用研究.给水排水,2 0 1 9,4 5(1 1):1 1 9-1 2 3.4姜天凌,李芳芳,苏杰,等.BIM在市政综合管廊设计中的应用J.中国给水排水,2 0 1 5,3 1(1 2):6 5-6 7.5 蒋狄微侯志通.CIM技术在未来社区实施方案评审中的应用J.智能建筑与智慧城市,2 0 2 1(9):3 5-3 7.6许乃星.基于BIM的海绵城市运维维可视化研究J.中国给水排水，2021,37(8):48-52.