【BIM技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用（論文）11000字】

BIM技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用TOC\o"1-3"\h\u6627摘要 I1599第1章緒論 1303611.1研究背景及意義 1223811.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3268061.2.1國外研究現(xiàn)狀 3320591.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀 431612第2章BIM技術(shù)在土木工程中的優(yōu)勢以及阻礙 6200942.1BIM技術(shù)在土木工程應(yīng)用中的難點(diǎn) 6103932.1.1數(shù)據(jù)管理難度大 6111522.1.2協(xié)同性差 637822.1.3工程資料保存難度大 62612.1.4建筑設(shè)計難點(diǎn)多 6302282.2BIM技術(shù)在土木工程中的優(yōu)勢 65426第3章BIM技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用 8225063.1BIM技術(shù)在建設(shè)施工項(xiàng)目進(jìn)度控制中的應(yīng)用 878673.2BIM技術(shù)在成本控制中的應(yīng)用 940433.3BIM技術(shù)在質(zhì)量控制中的應(yīng)用 921699第4章BIM技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用實(shí)例 10172324.1基于BIM技術(shù)的精益建造 10280254.1.1管綜優(yōu)化 10171544.1.2施工交底 12261224.1.3幕墻深化 13294325.1.4砌體排布優(yōu)化 1318694.2基于BIM技術(shù)的施工組織 143524.2.1場地布置 14298574.2.2展示匯報 1588014.2.3支架搭建 15160774.3基于BIM技術(shù)的智慧工地建設(shè) 1510114.3.1整體技術(shù)架構(gòu) 157494.3.2重點(diǎn)應(yīng)用項(xiàng) 154254.4BIM技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 1675954.4.1培育BIM技術(shù)人才，加強(qiáng)軟件開發(fā)整合 1680534.4.2BIM應(yīng)用要提前規(guī)劃，量力而行 17320834.4.3BIM模型深度及精度與BIM的應(yīng)用密切相關(guān) 17194455結(jié)論 1812682參考文獻(xiàn) 19第1章緒論1.1研究背景及意義經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展改變了人們的生活水平和生活習(xí)慣，人們對于建筑的要求明顯提高，除了原本的功能性要求之外，也有了更為深入而全面的要求，相應(yīng)的建筑行業(yè)也有了顯著的發(fā)展。建筑行業(yè)的發(fā)展也進(jìn)一步帶動了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，根據(jù)我國國家統(tǒng)計年鑒2008-2018年的數(shù)據(jù)分析，建筑行業(yè)的產(chǎn)值從原本的高速增長狀態(tài)進(jìn)入到穩(wěn)步增長的狀態(tài)，建筑行業(yè)人員數(shù)量呈下降趨勢，在這一嚴(yán)峻情況下，也就對建筑行業(yè)提出了更高的要求。目前國內(nèi)施工企業(yè)的施工管理體系不健全、管理理念的落后，建設(shè)工程項(xiàng)目管理施工階段普遍存在管理水平的低下、信息化水平落后等問題，這將影響工程項(xiàng)目的施工的質(zhì)量、成本以及工期。施工企業(yè)不能及時適應(yīng)當(dāng)前日新月異的建筑結(jié)構(gòu)形式、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)模型、大跨度的建筑的快速發(fā)展。而對于新時代建筑的快速發(fā)展，BIM技術(shù)為施工企業(yè)帶來了全新的解決方案，通過BIM技術(shù)在施工方案制定、施工現(xiàn)場管理、施工進(jìn)度、設(shè)備材料進(jìn)場安排、成本控制等方面的優(yōu)化，提高工程項(xiàng)目管理的效率，為施工企業(yè)在激烈的市場競爭下贏得發(fā)展而做出貢獻(xiàn)。BIM技術(shù)與傳統(tǒng)CAD技術(shù)是完全不同的兩個概念，CAD的出現(xiàn)與應(yīng)用只是改變了傳統(tǒng)的手工繪圖方式，但BIM技術(shù)的運(yùn)用將會給建筑行業(yè)的觀念、模式帶來變革。在現(xiàn)代化發(fā)展大潮中，建筑行業(yè)的項(xiàng)目投資規(guī)模空前加大、建設(shè)工程體量變大、建設(shè)工程項(xiàng)目工期漫長，這對傳統(tǒng)的建設(shè)項(xiàng)目的策劃、設(shè)計、施工帶來巨大挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目營造手段在現(xiàn)代化建設(shè)項(xiàng)目策劃階段經(jīng)濟(jì)效果分析、工程設(shè)計、工程項(xiàng)目施工中的運(yùn)用略顯不足。BIM技術(shù)的運(yùn)用彌補(bǔ)了建筑業(yè)傳統(tǒng)工作協(xié)同中的不足，有利于項(xiàng)目投資規(guī)劃的分析、深化工程設(shè)計、工程項(xiàng)目施工的動態(tài)管理，最終為整個建設(shè)工程項(xiàng)目的增值而做出貢獻(xiàn)。表1BIM技術(shù)在建設(shè)項(xiàng)目各階段的應(yīng)用情況序號BIM技術(shù)應(yīng)用建設(shè)項(xiàng)目階段規(guī)劃設(shè)計施工運(yùn)維1建筑維護(hù)計劃√2建筑系統(tǒng)分析√3資產(chǎn)管理√4空間管理和追蹤√5災(zāi)害計劃√6記錄模型√√7場地使用規(guī)劃√8施工系統(tǒng)設(shè)計√9數(shù)字化加工√103D控制和規(guī)劃√113D協(xié)調(diào)√√12設(shè)計建模√13能量分析√14結(jié)構(gòu)分析√15LEED評估√16規(guī)范驗(yàn)證√17規(guī)劃文件編制√√18場地分析√√19設(shè)計方案論證√√204D建?！獭?1成本預(yù)算√√√√22現(xiàn)狀建?！獭獭獭?3工程分析√√通過調(diào)研了解，我國施工企業(yè)現(xiàn)階段還存在著制約企業(yè)健康發(fā)展的因素，一是信息化程度不高，二是生產(chǎn)效率稍低，三是風(fēng)險控制能力弱，四是缺乏全生命周期的理念和手段。而通過BIM技術(shù)平臺可以進(jìn)行更好、更智能的信息儲存、信息管理和信息傳遞，打通設(shè)計與施工的界限，完善整個建筑行業(yè)各個管理系統(tǒng)的協(xié)同交流，BIM模型能提供可視化的操作及展示平臺，實(shí)現(xiàn)全壽命期的信息化管理，讓管理對象和管理工作變得更加形象、直接，這就是BIM技術(shù)出現(xiàn)的最主要意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國外研究現(xiàn)狀根據(jù)筆者查閱大量的研究文獻(xiàn)了解到，在歐洲部分經(jīng)濟(jì)發(fā)展良好的國家，例如，瑞士、意大利、挪威等，其國內(nèi)BIM應(yīng)用軟件的使用率是非常高的，大約在百分之六十到七十之間。隨著科學(xué)計算的不斷發(fā)展，帶動BIM技術(shù)逐漸向前發(fā)展，在自身功能不斷完善的情況下，BIM技術(shù)的適用范圍也在不斷的擴(kuò)大。BIM技術(shù)作為建筑行業(yè)中一種嶄新的技術(shù)，其自身的現(xiàn)實(shí)價值越來越明顯，且其也獲得了諸多個國家的肯定。從BIM技術(shù)出現(xiàn)發(fā)展至今，在短短的幾十年時間內(nèi)，其儼然已經(jīng)成為與普通的社交軟件一樣普及。國外的建筑師協(xié)會曾在多年前就已經(jīng)語言：假若建筑行業(yè)內(nèi)的管理人員不了解BIM技術(shù)，那么其在未來的行業(yè)市場中，必然喪失核心競爭力，最終會隨著時間的流逝內(nèi)市場所淘汰。根據(jù)國外組織所公布的研究數(shù)據(jù)來看，在美國境內(nèi)，其建筑行業(yè)企業(yè)中，近百分之八十的企業(yè)都已經(jīng)成功引進(jìn)了BIM技術(shù)，且其國內(nèi)都已經(jīng)出臺了針對于BIM技術(shù)的法律管理?xiàng)l例以及具體的BIM技術(shù)實(shí)施流程標(biāo)準(zhǔn)。而由于各國的國情存在一定的差異，但是其所指定的標(biāo)準(zhǔn)也有一定的差異，但是為了能夠更深層次的發(fā)掘出BIM技術(shù)的價值，各國就BIM技術(shù)達(dá)成了共識，統(tǒng)一建筑行業(yè)內(nèi)的業(yè)內(nèi)語言，此舉有效的增強(qiáng)了建筑業(yè)的生產(chǎn)效率美國BIM的應(yīng)用與發(fā)展?！?D-4D-BIM計劃”在2003年被美國總務(wù)管理局（GSA）公共建筑服務(wù)處實(shí)施，他實(shí)施的主要目的是：實(shí)現(xiàn)技術(shù)的轉(zhuǎn)變，以不斷提供更加高效經(jīng)濟(jì)、安全美觀的聯(lián)邦建筑；GSA從“領(lǐng)域有空間的規(guī)劃驗(yàn)證”“4D的進(jìn)度控制”“人流和安全驗(yàn)證”“建筑設(shè)備分析及決策支持”等整個項(xiàng)目全壽命周期的角度去探索BIM的應(yīng)用，以促進(jìn)、支持、推廣開放標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。美國聯(lián)邦政府于2017年就編制了關(guān)于BIM技術(shù)的相關(guān)指南，并在大多建筑項(xiàng)目中積極推廣應(yīng)用種類繁多BIM平臺。據(jù)了解，建筑領(lǐng)域的企業(yè)于2012年采取BIM的比重從2007年的28%遞增至2009年的49%，直至2012年的71%，BIM的價值在不斷被認(rèn)可［4］。英國BIM的應(yīng)用與發(fā)展。英國政府于2011年5月要求強(qiáng)制使用BIM技術(shù)，組織了200余名專家進(jìn)行了專題研究，最終編制了《BIM技術(shù)應(yīng)用框架》，同時建議要于2016年全面協(xié)同3D-BIM，將全部的文件以信息化的方式管理。其實(shí)英國NBS早在2010年就開始對約1000位建筑工程領(lǐng)域的從業(yè)人員在線進(jìn)行了國家性的BIM(NationalBIMSurvey)調(diào)查問卷。通過調(diào)查結(jié)果得出，英國政府發(fā)表“推動BIM的政策白皮書”后，從2010年13%的比例人群（該人群表示知曉并正在應(yīng)用BIM）增加到現(xiàn)在50%的比例人群；從2010年高達(dá)43%的人群（該人群表示從未聽過BIM）增加到現(xiàn)在低于5%的比例人群。而通過對企業(yè)BIM應(yīng)用情形的調(diào)查，得出現(xiàn)在已經(jīng)有50%的人員在應(yīng)用BIM技術(shù)，于一年內(nèi)計劃開始使用的人員將增加到83%，于三年內(nèi)開始應(yīng)用BIM的人員將增加到92%，于五年內(nèi)會開始應(yīng)用BIM的人員將增加到95%。韓國BIM的應(yīng)用與發(fā)展。韓國多個政府相關(guān)部門盡心盡力地制定BIM標(biāo)準(zhǔn)，對此非常重視，經(jīng)過他們的積極有效推廣，BIM技術(shù)的運(yùn)用也是十分領(lǐng)先的。2010年4月，韓國公共采購服務(wù)中心(PublicProcurementService，PPS)發(fā)布了BIM路線圖，內(nèi)容包括：要于2010年，在1到2個大型工程項(xiàng)目應(yīng)用BIM；于2011年，在3到4個大型工程項(xiàng)目應(yīng)用BIM；于2012年到2015年，以超過50億韓元的項(xiàng)目為起點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)，在一些大型工程項(xiàng)目中推廣應(yīng)用該技術(shù)；2016年前，全部公共工程要應(yīng)用BIM技術(shù)。于2010年12月，PPS以設(shè)計、施工等階段中的BIM技術(shù)應(yīng)用指導(dǎo)為目標(biāo)，出版了《設(shè)施管理BIM應(yīng)用指南》，并在2012年4月份對其進(jìn)行了更新。現(xiàn)如今，BIM技術(shù)應(yīng)用指南（《土木領(lǐng)域3D設(shè)計指南》）已經(jīng)在韓國土木領(lǐng)域中立項(xiàng)，催生出一大批如三星建設(shè)、現(xiàn)代建設(shè)、空間綜合建筑事務(wù)所、GS建設(shè)、大宇建設(shè)等建筑公司在積極應(yīng)用BIM技術(shù)。1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀根據(jù)筆者的進(jìn)一步了解，將目前國內(nèi)對于BIM的研究大致分為以下三類：（1）在同一個專業(yè)里、不同的專業(yè)或是不同的階段上，信息的斷層跟項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)施的生命周期有很強(qiáng)的聯(lián)系，在對數(shù)據(jù)整理和交換的內(nèi)容上，我們的研究這樣幾類，如下：①基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換研究。②基于二次開發(fā)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換研究。③其他形式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換研究，如基于Excel的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換研究。伏玉、李偉民等對IFC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換方法給出指導(dǎo)，在IFC結(jié)構(gòu)模型的指導(dǎo)下，建筑工程的模型得到建立，在不斷的實(shí)驗(yàn)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)該軟件在建立系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型時，對數(shù)據(jù)參數(shù)加以分析[1]。陳巖、趙梁科等從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方法研究，根據(jù)IFC的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，建立Excel的模型，在對數(shù)據(jù)交換的同時加以測試。研究結(jié)果指出IFC的標(biāo)準(zhǔn)能對數(shù)據(jù)模型加以轉(zhuǎn)換，根據(jù)二次開發(fā)的設(shè)計轉(zhuǎn)換原理，軟件在轉(zhuǎn)換時可能出現(xiàn)一些問題[2]。（2）解決方案類研究：曲棲臣通過對建筑材料鋼材的結(jié)構(gòu)下的BIM技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行調(diào)研，借助鋼材結(jié)構(gòu)的具體項(xiàng)目，從多方面對三維模型的建模、設(shè)計、二維出圖、結(jié)構(gòu)框架等方面對BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行全面的研究分析，借助二次開發(fā)技術(shù)對鋼材結(jié)構(gòu)近千個鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計。根據(jù)調(diào)研分析的結(jié)果得出，在上會用BIM技術(shù)后的鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用能夠有效的達(dá)到設(shè)計之初的效果，在這種模式下，操作者的建模速度有明顯的提高[3]。王莉在對BIM技術(shù)的研究分析過程中，著重的對二維出圖中所出現(xiàn)的諸多問題進(jìn)行了研究分析，并針對具體的問題提出了個人的相關(guān)建議，其建議通過批量化的操作來對BIM技術(shù)進(jìn)行價值評估[4]。余群舟通過對BIM技術(shù)進(jìn)行分析，并結(jié)合真實(shí)案例對BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)中的設(shè)計難點(diǎn)進(jìn)行調(diào)研，根據(jù)調(diào)研結(jié)果顯示，BIM模型與其實(shí)際結(jié)構(gòu)的銜接是阻礙設(shè)計師接納BIM技術(shù)最主要的影響因素[5]。（3）BIM價值類研究：BIM技術(shù)是一種非常先進(jìn)的數(shù)據(jù)管理模式，在國外，很多發(fā)達(dá)國家都在使用BIM技術(shù)，并且使用比較廣泛。在對國內(nèi)的BIM系統(tǒng)使用中，很多人對BIM技術(shù)的認(rèn)識還不夠，在實(shí)際使用中還不是很多。第2章BIM技術(shù)在土木工程中的優(yōu)勢以及阻礙2.1BIM技術(shù)在土木工程應(yīng)用中的難點(diǎn)當(dāng)前，大多數(shù)項(xiàng)目的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計過程都有一些缺點(diǎn)。雖然采用了新的管理模式，建筑設(shè)計的有效性已大大提高。但是，在實(shí)際的建筑設(shè)計過程中，大量的項(xiàng)目影響著專業(yè)之間的數(shù)據(jù)流和建筑設(shè)計的正常進(jìn)行。詳細(xì)如下：2.1.1數(shù)據(jù)管理難度大在項(xiàng)目的架構(gòu)設(shè)計過程中，每天都會生成數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)對項(xiàng)目的成本和質(zhì)量有直接影響。但是，建筑設(shè)計工程流程通常具有較差的數(shù)據(jù)收集功能，從而導(dǎo)致交付的材料過多或過少，從而浪費(fèi)了資源。2.1.2協(xié)同性差當(dāng)前，大多數(shù)項(xiàng)目在不同的部門，專業(yè)之間進(jìn)行開展。當(dāng)建筑設(shè)計過程中出現(xiàn)問題時，大型多用途的事物通常取決于工作經(jīng)驗(yàn)來解決這些問題，從而使所有各方都難有共享和協(xié)作的意識，這極大的增加了建筑設(shè)計周期[8]。2.1.3工程資料保存難度大目前，建筑工程項(xiàng)目的大多數(shù)技術(shù)數(shù)據(jù)仍基于紙質(zhì)文件。由于工程設(shè)計中的材料種類繁多，因此建筑設(shè)計的設(shè)計周期通常較長，并且經(jīng)常會導(dǎo)致資料損失。這些損失，特別是對于某些關(guān)鍵資料的損失，對建筑工程各方的所有正常權(quán)利的維護(hù)和執(zhí)行產(chǎn)生重大影響。2.1.4建筑設(shè)計難點(diǎn)多隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，對建筑的要求越來越高，但是由于傳統(tǒng)的二維設(shè)計，它們不能滿足通常的要求，尤其是施工過程的要求或建筑設(shè)計難度大。在某些情況下，建筑師會反復(fù)面臨設(shè)計變更，從而影響建筑物的實(shí)際設(shè)計性能并影響項(xiàng)目整體質(zhì)量[9]。2.2BIM技術(shù)在土木工程中的優(yōu)勢BIM是繼CAD技術(shù)之后的另一項(xiàng)重要創(chuàng)新。傳統(tǒng)上，在建筑設(shè)計過程中通常很難詳細(xì)顯示二維CAD，而BIM技術(shù)則具有非常完整的視覺信息，從而使實(shí)際的建筑設(shè)計過程成為一個特殊的過程，有一個功能大優(yōu)勢。基于BIM技術(shù)的項(xiàng)目架構(gòu)設(shè)計的動態(tài)管理和控制。將架構(gòu)設(shè)計與實(shí)際架構(gòu)進(jìn)度相結(jié)合，并結(jié)合BIM技術(shù)實(shí)施項(xiàng)目架構(gòu)以控制項(xiàng)目進(jìn)度。項(xiàng)目管理和監(jiān)視機(jī)器，人員，設(shè)備和成本，以實(shí)現(xiàn)資源的合理分配。BIM技術(shù)與計算的結(jié)合使您可以突出顯示建筑設(shè)計中的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)并運(yùn)行三維技術(shù)模擬，減少建筑設(shè)計中的實(shí)際錯誤，可以縮短建筑物的設(shè)計周期[10]。表2.1CAD的技術(shù)優(yōu)勢資料來源：CAD技術(shù)論壇基于BIM技術(shù)的項(xiàng)目架構(gòu)設(shè)計的動態(tài)管理和控制。將架構(gòu)設(shè)計與實(shí)際架構(gòu)進(jìn)度相結(jié)合，并結(jié)合BIM技術(shù)實(shí)施項(xiàng)目架構(gòu)以控制項(xiàng)目進(jìn)度。項(xiàng)目管理和監(jiān)視機(jī)器，人員，設(shè)備和成本，以實(shí)現(xiàn)資源的合理分配。BIM技術(shù)與計算的結(jié)合可以突出顯示建筑設(shè)計中的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)并運(yùn)行三維技術(shù)模擬，減少建筑設(shè)計中的實(shí)際錯誤?？梢钥s短建筑物的設(shè)計周期[11]。表2.2BIM在土木工程中的應(yīng)用資料來源：BIM技術(shù)論壇第3章BIM技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用3.1BIM技術(shù)在建設(shè)施工項(xiàng)目進(jìn)度控制中的應(yīng)用在對BIM的運(yùn)用進(jìn)行選擇時，往往會遇到一定的困難，一是片面的認(rèn)為引進(jìn)了BIM技術(shù)就可以迅速提高企業(yè)的項(xiàng)目管理能力，但忽略了BIM僅僅是一個信息化技術(shù)管理工具，它仍然要依托于項(xiàng)目管理；二是國內(nèi)BIM技術(shù)剛剛起步，國外軟件相對成熟，正處于均大力開發(fā)BIM軟件的階段，使用費(fèi)用有點(diǎn)昂貴，在一定程度上影響了企業(yè)選擇繼續(xù)使用BIM軟件的決心；三是BIM戰(zhàn)略失誤。建筑企業(yè)不會主動去謀劃BIM技術(shù)在其公司的戰(zhàn)略地位，不會深入考慮應(yīng)用BIM技術(shù)去參與運(yùn)營管理。所以要克服以上困難，要有明確的企業(yè)需求，明確的目標(biāo)計劃，選擇某個標(biāo)桿項(xiàng)目進(jìn)行試點(diǎn)，將BIM技術(shù)融入其中，形成一套有效的BIM管理體系。究竟選擇什么樣的BIM技術(shù)比較合適呢，經(jīng)過調(diào)研，應(yīng)綜合以下幾個方面的因素，分別是項(xiàng)目是否有復(fù)雜構(gòu)件或部件；項(xiàng)目的類型或范圍；項(xiàng)目是否需要優(yōu)異的運(yùn)維管理能力；項(xiàng)目的重要性程度是否高；是否有其他因素支持BIM應(yīng)用；BIM技術(shù)在項(xiàng)目全生命周期中的實(shí)施情況；BIM技術(shù)的重復(fù)利用度是否高。參考傳統(tǒng)的工作進(jìn)度表編制方法，創(chuàng)建基于BIM技術(shù)的施工進(jìn)度調(diào)度過程，發(fā)現(xiàn)模擬設(shè)計中的問題，及時開發(fā)解決方案，或修改步驟以改進(jìn)傳統(tǒng)的進(jìn)度計劃，如圖3.1所示，BIM技術(shù)的應(yīng)用為更好地為項(xiàng)目經(jīng)理提供服務(wù)的計劃[13]。圖3.1傳統(tǒng)計劃編制3.2BIM技術(shù)在成本控制中的應(yīng)用基于BIM技術(shù)的施工階段的成本管理主要基于傳統(tǒng)流程，一般成本控制分為兩個目標(biāo)。首先，我們通過各種管理方法和技術(shù)手段管理建筑工程目標(biāo)范圍內(nèi)的成本。BIM技術(shù)被用作輔助工具，以明確管理者的工作量和負(fù)責(zé)任的成本系統(tǒng)。各個管理部門和團(tuán)隊(duì)通過組織成本控制系統(tǒng)共同努力改進(jìn)成本控制過程。具體來說，成本管理可分為三個階段：現(xiàn)有成本計劃，流程內(nèi)成本控制和事后成本分析[14]。成本操作被分解，BIM概念被整合到現(xiàn)有工作流程中。3.3BIM技術(shù)在質(zhì)量控制中的應(yīng)用BIM質(zhì)量管理的實(shí)現(xiàn)基于結(jié)合BIM技術(shù)和相關(guān)理論的常規(guī)質(zhì)量管理系統(tǒng)，配置質(zhì)量管理體系，進(jìn)行建筑信息施工質(zhì)量管理和績效管理。將質(zhì)量管理計劃與質(zhì)量管理目標(biāo)結(jié)合起來，使用BIM技術(shù)優(yōu)化場地設(shè)計并選擇最佳的施工技術(shù)。如果在建設(shè)項(xiàng)目中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，則可以使用BIM技術(shù)實(shí)時顯示和報告建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量信息，并針對質(zhì)量缺陷進(jìn)行調(diào)整。第4章BIM技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用實(shí)例4.1基于BIM技術(shù)的精益建造4.1.1管綜優(yōu)化雄安新區(qū)建筑工程中的機(jī)電安裝存在機(jī)電管道綜合碰撞無法施工的現(xiàn)象。其原因包括設(shè)計單位機(jī)電設(shè)計專業(yè)不協(xié)調(diào)、設(shè)計中對施工條件考慮不足、施工單位施工過程中出現(xiàn)錯誤等，從而導(dǎo)致設(shè)計變更以及返工等諸多問題，如浪費(fèi)工作和材料。為避免此類問題，組織BIM小組成員在機(jī)電管線安裝前，利用BIM技術(shù)對綜合管理線路進(jìn)行優(yōu)化，解決安裝前設(shè)計與施工脫節(jié)的問題。雄安新區(qū)工程建設(shè)項(xiàng)目機(jī)電安裝工程專業(yè)多，設(shè)備種類多，管線復(fù)雜，施工難度大（圖5.1）。安裝前必須考慮結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場安裝條件，深化圖紙設(shè)計。在以往的安裝工程中，技術(shù)人員根據(jù)施工圖紙和雄安新區(qū)建設(shè)工程現(xiàn)場情況進(jìn)行了管線布置。但由于現(xiàn)場管線眾多、復(fù)雜，無法有效控制安裝質(zhì)量。BIM技術(shù)集成了各種專業(yè)的BIM模型，可以實(shí)現(xiàn)管道、管道和構(gòu)筑物之間的碰撞檢測，排除各種碰撞點(diǎn)，優(yōu)化管道布置，滿足雄安新區(qū)工程建設(shè)前的施工要求[15]。圖4.1雄安新區(qū)建筑工程項(xiàng)目機(jī)電安裝雄安新區(qū)建筑工程中的施工單位綜合管理優(yōu)化的內(nèi)容包括：（1）補(bǔ)輸管線。設(shè)計單位提交的模型中缺少消防噴頭和強(qiáng)電專業(yè)管道，部分專業(yè)管道不完整，需要補(bǔ)充。（2）重排。設(shè)計單位提交的管道布置采用平面布置，可為室內(nèi)凈高留有較大空間，但也帶來了管道浪費(fèi)、維護(hù)不便等問題。它也會出現(xiàn)在地下室、平房和其他有天花板的區(qū)域。你會亂成一團(tuán)，降低室內(nèi)品質(zhì)。考慮到需要對業(yè)主負(fù)責(zé)并獲得魯班獎，施工單位在原設(shè)計的基礎(chǔ)上采用BIM技術(shù)進(jìn)行重新設(shè)計。（3）調(diào)整和更新。管道鋪設(shè)時，設(shè)計人員沒有充分考慮現(xiàn)場施工條件。存在安裝距離過小、建筑與機(jī)電矛盾、管道碰撞等問題，提交BIM模型后，設(shè)計方在后續(xù)施工階段將不再跟進(jìn)。然而，在施工期間，設(shè)計發(fā)生了許多變化。這些變化必須符合事實(shí)。時間反映在現(xiàn)有的BIM模型中。下圖顯示了地下室區(qū)域調(diào)整（圖5.2）。圖4.2地下室部分區(qū)域BIM圖4.3管線調(diào)整模型對比雄安新區(qū)項(xiàng)目建設(shè)階段的管道優(yōu)化與規(guī)劃階段的管道優(yōu)化的區(qū)別如下。（1）設(shè)計階段為初步篩選階段，建設(shè)階段為完善階段。在雄安新區(qū)建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)際實(shí)施中，由于建筑設(shè)計在設(shè)計階段的延誤，各建筑專業(yè)領(lǐng)域的完工時間不符，因此，雄安新區(qū)工程項(xiàng)目的建設(shè)模型將是有缺陷的。針對設(shè)計階段，可以在組件之間執(zhí)行碰撞檢查。隨后，施工單位根據(jù)以下設(shè)計單位的圖紙改進(jìn)和優(yōu)化了管道模型。（2）設(shè)計單位僅考慮設(shè)計計劃，而施工單位則側(cè)重于集成實(shí)施。在項(xiàng)目開發(fā)過程中，必須根據(jù)業(yè)主，主管和分包商的意見對施工進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。（3）雄安新區(qū)項(xiàng)目的理想模型是設(shè)計管線中發(fā)生碰撞的基礎(chǔ)，而現(xiàn)實(shí)模型則是集成管線中發(fā)生碰撞的基礎(chǔ)。在雄安新區(qū)工程設(shè)計單位的設(shè)計中，所有尺寸和位置都是理想的，但在雄安新工程單位施工后，不可避免地出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)異常和結(jié)構(gòu)撓度等現(xiàn)象。因此，在碰撞檢測前，雄安新區(qū)工程建設(shè)項(xiàng)目的施工單位應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工情況調(diào)整偏差，確保碰撞檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。4.1.2施工交底在對雄安新區(qū)工程建設(shè)項(xiàng)目的BIM模型進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整后，雄安新區(qū)工程建設(shè)項(xiàng)目的施工經(jīng)理可以使用該模型直觀指導(dǎo)施工?，F(xiàn)場工作人員查看手機(jī)或其他終端上的模型安裝截圖和尺寸定位（圖5.4），并按照BIM模型尺寸定位（圖5.5）進(jìn)行安裝。在此過程中，如果雄安新區(qū)工程建設(shè)項(xiàng)目的施工現(xiàn)場與模型不符，雄安新區(qū)工程建設(shè)項(xiàng)目的施工現(xiàn)場經(jīng)理會直接拍照并反饋給BIM技術(shù)人員進(jìn)行驗(yàn)證，以確?，F(xiàn)場安裝在模型的控制下進(jìn)行。圖4.4施工現(xiàn)場安裝圖4.5BIM模型通過BIM在雄安新區(qū)建設(shè)現(xiàn)場的指導(dǎo)，雄安新區(qū)項(xiàng)目的現(xiàn)場管理人員和施工人員大致了解了安裝結(jié)果，管道安裝人員和雄安新區(qū)建設(shè)工地負(fù)責(zé)安裝專用管道，而忽略其他管道安裝，這導(dǎo)致了后面專業(yè)的安裝問題。同樣，雄安新區(qū)項(xiàng)目的建筑單元代表了施工過程中重要而復(fù)雜的部分，現(xiàn)場經(jīng)理可以使用三維模型進(jìn)行計算。BIM模型可洞悉施工過程中的困難和關(guān)鍵點(diǎn)，從而使建筑工人可以充分了解施工結(jié)果，并避免在雄安新建設(shè)項(xiàng)目的施工過程中產(chǎn)生混淆。4.1.3幕墻深化雄安新區(qū)工程建設(shè)項(xiàng)目中的1號樓幕墻采用單窗玻璃幕墻、中空夾層雙銀低玻璃、垂直主應(yīng)力龍骨鍍鋅鋼管等[16]。雄安新區(qū)工程建設(shè)項(xiàng)目中的鋁型材可見外表面采用氟碳噴涂處理。雄安新區(qū)工程建設(shè)項(xiàng)目施工主要采用BIM技術(shù)對單窗玻璃幕墻的接縫結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)施工，通過三維觀察提前發(fā)現(xiàn)缺陷，優(yōu)化幕墻整體方案，減少與其他專業(yè)的碰撞（圖5.6）。通過幕墻BIM模型，可以直接導(dǎo)出龍骨、面板尺寸、數(shù)量等信息清單，提供給鋁供應(yīng)商進(jìn)行生產(chǎn)加工，然后通過BIM模型指導(dǎo)幕墻安裝。圖4.6幕墻BIM4.1.4砌體排布優(yōu)化相關(guān)的雄安新區(qū)建設(shè)區(qū)使用BIM技術(shù)根據(jù)設(shè)計單位發(fā)送的墻圖自動創(chuàng)建混凝土砌塊圖。所有塊均填充有標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)，并且墻邊緣上的非標(biāo)準(zhǔn)測量塊被組合成磚石圖案。雄安新區(qū)項(xiàng)目每堵墻的設(shè)計均已印刷并在現(xiàn)場提供。根據(jù)砌體計劃，施工人員建造了隔離墻，并最終完成了隔離墻的施工。雄安新區(qū)工程建設(shè)項(xiàng)目使用BIM軟件平臺在生產(chǎn)過程中自動生成塊布局。這有效地減少了非標(biāo)準(zhǔn)零件的切割，提高了砌塊廢品利用率，并顯著減少了切割在項(xiàng)目的建設(shè)過程中帶來的材料浪費(fèi)。圖4.7砌墻流程4.2基于BIM技術(shù)的施工組織4.2.1場地布置相關(guān)的雄安新區(qū)建設(shè)單位采用了BIM技術(shù)，并在為該項(xiàng)目招標(biāo)時用招標(biāo)文件配置了場地。布局模型包括結(jié)構(gòu)，重型設(shè)備，臨時辦公樓，工地圍欄，運(yùn)輸?shù)缆泛痛箝T。預(yù)先準(zhǔn)備好諸如物料存儲，攪拌器和車輛運(yùn)輸之類的組件，以避免時間問題。通過應(yīng)用BIM技術(shù)，早期階段的建設(shè)，雄安新區(qū)工程項(xiàng)目相關(guān)建設(shè)單位在不同的時間節(jié)點(diǎn)根據(jù)模擬施工狀態(tài)的關(guān)鍵時間節(jié)點(diǎn)建設(shè)[17]，以使具體化的復(fù)雜和抽象的建設(shè)情況，使雄安新區(qū)工程的施工情況更直觀和容易理解，并建立業(yè)主的施工過程的概念和相關(guān)的參與者（如圖5.8、圖5.9）。圖4.8施工階段圖4.9竣工階段4.2.2展示匯報雄安新區(qū)施工單位進(jìn)場后，每周定期召開工程項(xiàng)目例會，設(shè)計、總承包、監(jiān)理、施工代理、承包商參加。當(dāng)討論涉及分包商時，分包商也應(yīng)出席定期會議。其中，雄安新區(qū)項(xiàng)目施工的本周的進(jìn)度報告和下周的施工計劃是會議的重要內(nèi)容之一。雄安新區(qū)工程建設(shè)項(xiàng)目總承包商通過BIM模型，明確本周的施工進(jìn)度和下周的施工計劃，使業(yè)主和項(xiàng)目經(jīng)理直接控制施工進(jìn)度。參與者還可以分析和討論三維模型圖中的問題，以提高溝通效率。4.2.3支架搭建雄安新區(qū)施工單位采用BIM技術(shù)解決施工過程中的實(shí)際問題。BIM三維可視化模型有助于應(yīng)用單元完成復(fù)雜構(gòu)件的支撐和過濾設(shè)置，提高現(xiàn)場施工的安全性。雄安新區(qū)9號樓展廳一樓部分架空10米以上，最大高度18米。上講堂階梯式座椅和座椅送風(fēng)系統(tǒng)增加了支撐部件的難度。本工程采用盤形鋼管支架。通過BIM技術(shù)和有限元分析方法，虛擬布置盤形支架，合理布置連桿，充分利用新型盤形支架的高強(qiáng)度材料性能，減少安裝工作量。降低了工程造價。4.3基于BIM技術(shù)的智慧工地建設(shè)4.3.1整體技術(shù)架構(gòu)雄安智慧施工的技術(shù)框架包括四個部分：終端現(xiàn)場傳感器系統(tǒng)，操作員站信號傳輸系統(tǒng)，云采集平臺管理系統(tǒng)和終端系統(tǒng)。其中，雄安新區(qū)用于位置管理的云定位平臺是其完整技術(shù)架構(gòu)的核心，并且是數(shù)據(jù)收集和集成計算的關(guān)鍵。一些感知檢測終端通過傳輸網(wǎng)絡(luò)收集實(shí)時現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并從雄安新區(qū)云平臺進(jìn)行處理。通過終端，監(jiān)督和建設(shè)部門可以訪問有關(guān)云平臺的各種信息。4.3.2重點(diǎn)應(yīng)用項(xiàng)（1）基于VR的安全教育對于雄安新區(qū)項(xiàng)目，在場地入口處設(shè)有專門的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)室。體驗(yàn)者通過穿著虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備在施工現(xiàn)場四處走動，面對虛擬危險場景，體驗(yàn)落坑、落墻、落物等，以此鼓勵工人對安全教育的興趣，給施工安全性進(jìn)行提高[18]，加深對安全感知理解。在雄安新區(qū)項(xiàng)目中，建筑業(yè)僅使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行安全教育，但使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和BIM技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)和高數(shù)據(jù)集成的潛在價值。例如，雄安新區(qū)工程設(shè)計利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和遠(yuǎn)程監(jiān)視在BIM現(xiàn)場監(jiān)視界面和虛擬現(xiàn)實(shí)場景界面之間進(jìn)行切換，從而在BIM模型和現(xiàn)場構(gòu)建之間產(chǎn)生差異，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場的動態(tài)化管理。這將提高雄安新區(qū)項(xiàng)目建設(shè)單位的管理水平，并使施工現(xiàn)場更加智能。（2）智慧考勤管理系統(tǒng)雄安新區(qū)建設(shè)項(xiàng)目使用人臉識別技術(shù)來智能監(jiān)控現(xiàn)場施工人員的身影。通過將來自智能狀態(tài)系統(tǒng)的信息鏈接到智能安全帽芯片上的信息，根據(jù)員工入口處蜂標(biāo)的反饋信息自動創(chuàng)建員工的個人考勤狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)員工的管理更加標(biāo)準(zhǔn)化和有序。（3）人員精準(zhǔn)定位管理系統(tǒng)雄安新區(qū)項(xiàng)目管理系統(tǒng)利用了物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、GPS/北斗等新一代技術(shù)，其核心是一個智能的現(xiàn)場管理平臺。智能安全通道，工蜂信標(biāo)和其他設(shè)備的使用使雄安新區(qū)實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目的全過程管理。現(xiàn)場人員的本地化和日常管理。當(dāng)工人在室外時，雄安新區(qū)建筑工程項(xiàng)目系統(tǒng)通過GPS/北斗定位人員。當(dāng)工人在室內(nèi)時，雄安新區(qū)建筑工程項(xiàng)目系統(tǒng)會用木棍來定位人。當(dāng)發(fā)生事故時，雄安新區(qū)建筑工程項(xiàng)目指揮官可以迅速聯(lián)系最近的經(jīng)理處理。4.4BIM技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)4.4.1培育BIM技術(shù)人才，加強(qiáng)軟件開發(fā)整合推動BIM技術(shù)落地生根，不僅需要市場開拓、接納，也需要培養(yǎng)專業(yè)人才展示BIM技術(shù)的優(yōu)勢。在市場方面，BIM技術(shù)的前景是很廣闊的，因?yàn)樗膬r值體現(xiàn)在：可將建筑行業(yè)的粗放型管理向精細(xì)化管理過渡，有效提高企業(yè)的營業(yè)額和利潤率，增強(qiáng)企業(yè)的核心生產(chǎn)力和競爭力。在專業(yè)人才培養(yǎng)方面，要將培養(yǎng)技能型人才、應(yīng)用型人才作為企業(yè)緊跟市場導(dǎo)向的重要舉措，切實(shí)培養(yǎng)一批具有掌握BIM技術(shù)工具的新型工程技術(shù)人才，通過對BIM技術(shù)更加深度和廣度的研究，不斷完善施工工法和相關(guān)管理模式的應(yīng)用。從雄安新區(qū)建筑工程項(xiàng)目BIM應(yīng)用的角度來看，雄安新區(qū)建筑工程項(xiàng)目的BIM應(yīng)用范圍和深度在很大程度上取決于該項(xiàng)目投入的BIM技術(shù)人員的實(shí)力。近年來，我國對建筑信息化管理人才的培養(yǎng)越來越受到重視。然而，與我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的巨大規(guī)模相比，人才缺口依然巨大。此外，由于國內(nèi)軟件產(chǎn)業(yè)的不發(fā)達(dá)，BIM的應(yīng)用高度依賴國外軟件，軟件的發(fā)展需要長期的技術(shù)積累，因此短期內(nèi)不能改變現(xiàn)狀。盡管市場上有許多類型的軟件，但缺乏集成和數(shù)據(jù)互操作性。因此，相關(guān)企業(yè)可以與國外軟件廠商合作，加強(qiáng)現(xiàn)有軟件的再開發(fā)，整合現(xiàn)有軟件的工作流模型，促進(jìn)我國BIM的發(fā)展。4.4.2BIM應(yīng)用要提前規(guī)劃，量力而行在雄安新區(qū)建筑工程項(xiàng)目應(yīng)用BIM缺乏設(shè)計和施工單位的前期規(guī)劃，直接導(dǎo)致BIM應(yīng)用不足，模型深度不足。在應(yīng)用BIM時，必須事先商定雄安新區(qū)建筑工程項(xiàng)目的應(yīng)用目標(biāo)和項(xiàng)目，以進(jìn)一步明確模型的深度精度，否則只會浪費(fèi)人力、物力和時間。此外，施工單位也應(yīng)盡其所能提前規(guī)劃，以保證雄安新區(qū)建筑工程項(xiàng)目最終的完成質(zhì)量和成本。4.4.3BIM模型深度及精度與BIM的應(yīng)用密切相關(guān)無論是在設(shè)計單位還是施工單位，BIM的應(yīng)用都是在模型深度滿足要求的前提下進(jìn)行的。雖然雄安新區(qū)的BIM模型體系較為完善，涉及各類專業(yè)建筑，但模型的完成量很大，耗費(fèi)了大量的人力、物力和財力。然而，由于建筑模型信息的深度和準(zhǔn)確性達(dá)不到要求，實(shí)際的BIM應(yīng)用無法達(dá)到理想的BIM應(yīng)用，所獲得的努力和效益是努力的一半以上。因此，設(shè)計單位和施工單位對新頒布的《建筑信息模型設(shè)計交付標(biāo)準(zhǔn)》的理解，不僅是一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，而且是一種吸收大量實(shí)施經(jīng)驗(yàn)的工具，使BIM技術(shù)真正得到在工程項(xiàng)目施工中最大效用。第五章結(jié)論BIM技術(shù)的出現(xiàn)是建筑行業(yè)的再一次偉大技術(shù)革命，它對于我國第二大產(chǎn)業(yè)的建筑施工企業(yè)來講，既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)。面對BIM技術(shù)的本土化滲入度不高、專業(yè)人才和運(yùn)營管理團(tuán)隊(duì)較少、依然采用傳統(tǒng)粗放型的管理模式等現(xiàn)狀，我國施工企業(yè)該如何有效應(yīng)對全球化建筑發(fā)展的趨勢？該如何改革創(chuàng)新企業(yè)的運(yùn)營管理模式？該如何資源整合優(yōu)化，提高效益和企業(yè)競爭力？對于新時代建筑的快速發(fā)展，BIM技術(shù)為施工企業(yè)帶來了全新的解決方案，通過BIM技術(shù)在施工方案制定、施工現(xiàn)場管理、施工進(jìn)度、設(shè)備材料進(jìn)場安排、成本控制等方面的優(yōu)化，提高工程項(xiàng)目管理的效率，為施工企業(yè)在激烈的市場競爭下贏得發(fā)展而做出貢獻(xiàn)。本文研究了雄安新區(qū)建筑工程項(xiàng)目中相關(guān)施工單位應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行施工的相關(guān)管理過程，通過研究發(fā)現(xiàn)在雄安新區(qū)建筑工程項(xiàng)目中BIM技術(shù)在解決傳統(tǒng)設(shè)計模式中的錯誤、遺漏和不足等常見的圖紙問題上是有效的，但由于設(shè)計模型的深度不夠，雄安新區(qū)建筑工程項(xiàng)目中在應(yīng)用BIM技術(shù)上也尚不充分，這反映了雄安新區(qū)建筑工程項(xiàng)目中應(yīng)用BIM軟件設(shè)計的不足。另外，本文在探討雄安新區(qū)建筑工程項(xiàng)目中BIM技術(shù)應(yīng)用設(shè)計中的預(yù)規(guī)劃和應(yīng)用過程，提出了數(shù)字模型與物理模型相結(jié)合的必要性。通過BIM在室內(nèi)裝飾設(shè)計中的應(yīng)用，說明了BIM技術(shù)在材料統(tǒng)計和設(shè)計過程等優(yōu)化中的重要性。此外，分析了雄安新區(qū)建筑工程項(xiàng)目中各施工單位在管道優(yōu)化中應(yīng)用BIM的調(diào)整及原因，并論證了如何將BIM應(yīng)用于現(xiàn)場布置和施工模擬。最后，本文還結(jié)合BIM技術(shù)在雄安新區(qū)建筑工程項(xiàng)目中的應(yīng)用，揭示了BIM技術(shù)與智能現(xiàn)場的密切關(guān)系。雄安新區(qū)建筑工程項(xiàng)目的相關(guān)模型與圖紙之間的對應(yīng)關(guān)系是一個關(guān)鍵問題。對于施工單