BIM技术在装配式绿色宜居项目中的应用.pdf

建筑经济CONSTRUCTION ECONOMY第 44 卷第 S1 期2023 年 7 月Vol.44 No.S1Jul.2023摘要：工程项目创优质工程，是建筑企业打造标杆项目、培养优秀管理团队、提升企业质量管理水平、树立企业品牌形象的重要手段，然而工程创优贯穿项目策划、实施、后期提质的整个周期，按照传统的方式往往难以达到预期效果。BIM技术的介入可以大幅减少项目创优时间及资金成本、有效提升项目创优的成效、保障创优成果。本文阐述某具体项目利用BIM技术提升工程质量、辅助项目创优的具体措施，总结BIM技术辅助项目创优的技术成果，结果表明，BIM技术的应用，帮助项目实现了一次成优的目标，可以为项目创优提供巨大助力。关键词：BIM；创优策划；深化设计；绿色施工中图分类号：TU17文献标识码：A文章编号：1002-851X（2023）S1-0326-05DOI：10.14181/ki.1002-851x.2023S1326Application of BIM Technology in Prefabricated Green and Livable ProjectWANG Yihan，LU Shan，SU Jikang（Hunan No.2 Engineering Co.，Ltd，Changsha 410036，China）Abstract：Creating high-quality projects in engineering projects is an important means for construction enterprises to build benchmark projects，cultivate excellent management teams，improve the quality management level of enterprises and establish the brand image of enterprises.However，engineering excellence runs through the whole cycle of project planning，implementation and later quality improvement，and it is often difficult to achieve the expected results in the traditional way.The intervention of BIM technology can greatly reduce the time and capital cost of project excellence，effectively improve the effectiveness of project excellence，and ensure the achievements of excellence.In this paper，the specific measures to improve the engineering quality and assist the project to create excellence by using BIM technology in a specific project are expounded，and the technical achievements of BIM technology in assisting the project to create excellence are summarized.The results show that the application of BIM technology can help the project to achieve the goal of achieving excellence at one time，which can provide great help for the project to create excellence.Keywords：BIM；planning for excellence；detailed design；green construction本文以海南省某搬迁安置重点民生工程为背景进行研究，针对项目创省优质工程、精品工程的创优要求，通过基于BIM的数字化技术结合多种质量管理方法，按“策划先行、技术交底、样板引路、过程控制、一次成优”的方针开展创优工作，有效提高工程施工质量，指导现场施工，为企业日后此类创优工程提供可行性指导建议。1工程概况该安居工程及配套设施项目位于洋浦经济开发区，是海南省重点民生工程，引进新加坡“组屋”理念，作者简介：王依寒，高级工程师，研究方向：企业BIM应用体系建设、BIM技术应用。BIM技术在装配式绿色宜居项目中的应用王依寒，卢山，苏霁康（湖南省第二工程有限公司，湖南 长沙 410036）第 44 卷第 S1 期327王依寒，等BIM技术在装配式绿色宜居项目中的应用建成后将极大改善周边居民的居住环境，大幅度提升周边经济活力，为居民提供更智慧、和谐、宜居的生活条件。项目占地面积10.58万平方米，总建筑面积32.5万平方米。利用BIM技术渲染的工程整体效果图如图1 所示。2工程重难点（1）本项目采用EPC总承包模式，专业分包多，协同管理难度大。BIM应对策略：运用轻量化移动协同平台，基于模型和现场，实现对质量、安全、进度的多维协同 管理。（2）本工程建筑单体多样，工艺复杂，涉及旋挖桩、筏板基础、基坑支护工程，主体装配式结构、钢结构、钢筋砼结构、机电安装、设备基础，附属挡墙、市政道路、园林绿化、精装修工程等多种专业，专业协同 复杂。BIM应用对策：在建模过程中提前发现重难点部位，并对主要施工工艺进行模拟，做好策划，合理安排工作面和工序衔接，有效解决专业间的交叉碰撞 问题。（3）本项目占地面积大，涉及多单体平行施工，18个月精装交房，且项目沿海要经历雨季、夏季及台风季节，工期紧张，总平面布置复杂。BIM应对策略：运用BIM进行三维场布策划优化运输设备布设方案、构件存放规则及构件运输路线，有效避免构件的二次倒运、施工进度延长等 问题。（4）本项目创优目标为海南省“结构优质奖”“绿岛杯”工程、“全国建设工程项目施工安全生产标准化工地”，目标高，难度大。BIM应对策略：运用BIM技术助力项目创优策划、为项目创优观摩打造项目亮点。3BIM创优应用3.1BIM创优策划交底充分利用BIM技术的可视化表达和数字化承载特性，通过优化、深化设计，坚持“四化”原则，细化、优化、强化、美化。对细节反复推敲，实现创优策划的先进性和可操作性。创优策划后的结果经确认后，对项目管理人员及操作人员进行分层交底，以确保每个分项工程内在质量和外部观感的一致性和准 确性。3.2BIM三维场地策划在项目施工过程中，由于现场实际情况复杂，场地布置往往思考不够周密，后期的更改造成成本的浪费和工期的延误，运用BIM技术能有效解决场地布置 问题。本项目占地面积大，建筑单体多，各楼栋间间距并不宽裕，需要在项目策划阶段做好场地布置规划，通过建立项目不同阶段的场地模型，提前对塔吊、升降机等施工机械，钢筋加工棚、砌体加工棚等临建设施，钢筋堆场、砌体堆场、管架堆场等材料堆放区进行合理布置，在BIM技术三维展示的基础上，现场管理团队群策群力，最终确定了项目各阶段的场地方案。实践结果表明：BIM技术的三维可视性减少了利用平面图纸进行场布所造成的不可预见的浪费：（1）结合施工计划4D模拟建筑生长，规划塔吊、升降机的位置与进场时间，既保证了安全也降低了项目措施成本。（2）场内交通采用永临结合道路，最大程度地利用了既有土地，降低了建设成本，符合绿色施工的 原则。3.3BIM细部策划在本工程创优工作中，对于一些施工要求严格的工艺流程和有创优要求的细部节点，运用BIM技术进行数字建模，模拟实际施工工艺流程，使得标准操作流程清晰直观地表达出来，加强了标准工艺在三级交底中传递的准确性和有效性。创优策划较专业深化设计更为注重细节，重点策划部位主要有屋面、卫生间、楼梯间、过道、电梯前室、大堂等公共区域（图2）。图1BIM渲染效果建 筑 经 济2023年3283.4BIM+VR样板先行VR虚拟现实技术作为近年来较为火热的新兴技术，在各个领域都有广泛应用。本项目在实施阶段，将BIM、VR与施工技术有机结合，创新性地提出BIM+VR样板（图3）。针对施工方案中难度大、容易出错的部位及节点进行模拟施工，相较于传统的实体施工样板具有以下优点：（1）虚拟样板可以在电子媒介上进行传播浏览，不需要占用实体空间。（2）搭设实体样板成本高且耗时、费力，当一个项目完工后往往无法直接应用到其他项目，周转率低，且拆除过程中将产生大量建筑垃圾。而虚拟样板具有一定的通用性，可迭代升级，企业其他项目可以共享，节约了大量人力、物力，且符合绿色施工的理念。（3）对比实体样板，虚拟施工样板可以在查阅模型、浏览动画时，各类信息都能全面展示，且能反复查阅，有效提高人员创优意识和技术水平，快速准确地达到施工现场操作规范的目的。（4）区别于市场上所购买的同类VR软件系统，系统UI设计、场景LOGO、工程项目信息以及重难点工艺等内容富含企业元素，将BIM技术与VR虚拟现实技术恰到好处的融合（图4），可自由更新和拓展内容，核心技术掌握自身手中，节约成本。本项目虚拟样板代替实体样板节约成本约50万。3.5BIM装修深化本工程为精装交房，装饰装修施工质量要求高，施工任务繁重，施工配合关系复杂。装饰材料的选择与建筑风格的匹配决定了装饰装修的整体效果，边角收口、拼砖对缝等细部做法往往决定了装饰装修的最终质量，这些细部也是创优检查的重点部位。因此项目运用BIM技术对墙、地、顶面各装修做法及节点收口建立模型族，为细部创优提供可视化方案（图5）。项目精装设计提前介入，与建筑、结构、机电及深化单位各专业协同紧密配合，预制构件按精装点位要求进行预埋。同时各户型的装饰装修风格均相同，采用标准化设计，大比例构件、部品部件于工厂预制好，直接到现场进行安装，实现了装修设计标准化，施工标 准化。对项目的精装修进行精细的BIM建模，配合渲染实时浏览等方式，让设计方、实施方及体验方有不同的感知交互体验，通过形象、直观、生动的图文声像方式为各方之间提供了更清晰的可视化信息交流，真正实现了BIM的可视化、信息化、协同化。3.6BIM管综优化设计本项目地下室建筑面积约3万平方米，设备管线错综复杂且系统繁多，重点协调走道、泵房和管道井等管线集中区域部分的矛盾，合理安排机电管线的空间位置图2BIM细部策划节点图3虚拟施工质量样板图4施工现场BIM+VR应用实例第 44 卷第 S1 期329及综合排布，制作管线综合平面图、剖面图、节点三维示意图、轻量化三维模型等交付于施工现场指导施工，使得现场管线排布整齐有序且合理、共架间距一致、整体美观，极大地提升了机电工程达到创优标准的能力。机电深化重、难点部位：（1）机房建筑工程机械设备用房往往是创优的重点检查部位，它涉及专业复杂、房内空间较小，设备、管线规格大且数量多，如何合理安排各专业管线，在保障安全性、适用性、耐久性的基础上做到工整美观，十分考验项目团队的专业水平与管理能力。本项目通过应用BIM技术，在设计阶段便对机房部位进行深化，如图6所示。通过模型导出设备基础、排水沟等细部做法示意图，确定管线空间位置，最终各类管线成排成线，机房整体布局清晰，简洁大方，达到了预设的创优目标。（2）竖井竖井处的管道较为集中，本项目提前运用BIM技术进行管综排布设计（图7）。在不更改管径、连接方式、目标走向的基础上，综合考虑管道外形尺寸、保温层厚图5装修BIM节点王依寒，等BIM技术在装配式绿色宜居项目中的应用图6消防水泵房BIM模型图7管井BIM排布模型建 筑 经 济2023年330度、支架规格尺寸、相关规范中关于管道间距的规定、施工操作空间、检修维护空间等因素，运用BIM技术将管线按照整齐有序、间距合理、便于施工的原则进行 深化。（3）公共走道公共走道内管道种类繁多，易产生管道纠结状况。本项目运用BIM进行深化设计，有效地避免了这类问题。在甲方提出的净高要求基础上，综合考虑各专业管线、成品综合支吊架与吊顶，利用BIM软件进行净高分析，最终项目走道净高全部满足甲方需求，走道内灯具、喷淋头等设施设备间距合理、成排成线（图8），达到了创优标准。3.7BIM+绿色施工本项目在实施过程中注重科技创新，运用BIM技术，结合国家“3060”双碳目标和集团公司“三个100%”碳排放管理目标，设计了 一种3D打印模块化可重复利用的被动式自降温围护挡板。以现场临建的单层食堂为例（图9），食堂就餐区域的尺寸为30m18m3.5m，外围采用自动降温围护挡板。围护挡板以3D打印拼接单元为最小单元，拼接单元带有榫头与榫眼（图10），榫接后组成拼接板，采用自攻螺丝将拼接板固定在方钢骨架上形成围护结构。拼接单元与方钢骨架的具体尺寸可以根据拟建物的大小进行调节，选择最优模数以减少非标构件。该围挡采用BIM进行集成设计，单元制作完成后可直接安装，提高安装效率；挡板统一采用3D打印，工业化、标准化、可循环的生产使用模式，提高了项目的安全文明形象，也降低了建造过程的能耗和碳排放水平，体现绿色施工要求，提升创优水平，为工程建设行业实现“双碳”目标贡献力量。4结语工程创优贯穿项目策划、实施、后期提质的整个周期，是建筑企业打造标杆项目、培养优秀管理团队、提升企业质量管理水平、树立企业品牌形象的重要手段。BIM技术和施工质量、工程创优创新的深度融合应用对提升施工质量和施工管理促进作用逐渐凸显，有效促进企业品牌建设、延伸和壮大，有力推动了企业精细化、数字化和智能化方面的发展，为企业的发展构筑新 动能。参考文献1 林小明，何申忠，何心耐.基于BIM应用技术创建优质工 程J.轻工科技，2019（4）.2 赵才魁.鲁班奖视角下的建筑工程数字化质量管理研究及应用D.邯郸：河北工程大学，2021.3 倪杨.浅谈BIM技术在施工创优策划中的应用J.福建建设科技，2021（6）.4 杨毅鸥，陈洁，李雅倩，等.BIM技术在机电安装工程创优中的应用J.信息科技，2022（11）.5 马欣艺.创优创奖在提升项目管理水平中的应用研究J.建筑技术开发，2018（8）.图10维护挡板拼接单元（含榫头与榫眼）图9自动降温维护挡板的单层食堂BIM模型图8走道BIM排布模型