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BIM技術(shù)在施工各階段場(chǎng)地布置中的應(yīng)用分析

2021-03-30 09:33段波甘林熊滿勛
智能建筑與智慧城市 2021年9期
關(guān)鍵詞:工程量圖紙構(gòu)件

段波,甘林,熊滿勛

(中國(guó)建筑第二工程局有限公司)

1 引言

建筑工程已經(jīng)成為城市建設(shè)必不可少的重要部分,工程項(xiàng)目資金投入量大、建設(shè)周期長(zhǎng),各工程從可研需求到竣工需要幾年時(shí)間,大致包括基礎(chǔ)施工、主體施工、整體裝修等三個(gè)階段。某些大型工程項(xiàng)目還有現(xiàn)場(chǎng)勘察、土方開(kāi)挖、樁基工程和機(jī)電安裝等階段。傳統(tǒng)的建筑工程項(xiàng)目建設(shè),施工圖紙多采用CAD繪制,且圖紙采用二維平面方式,晦澀難懂,并且難以將施工階段的注意事項(xiàng)全面表達(dá)出來(lái)。對(duì)于工程設(shè)計(jì)的不合理之處容易產(chǎn)生安全隱患、施工交叉沖突、二次返工等問(wèn)題。在建筑工程中,采用BIM技術(shù)進(jìn)行模型設(shè)計(jì),可以實(shí)現(xiàn)施工場(chǎng)地的三維模型設(shè)計(jì)。利用該三維模型可以對(duì)工程各階段的施工場(chǎng)地布置進(jìn)行模擬,也可以對(duì)同一施工階段的不同工序進(jìn)行碰撞檢查,通過(guò)動(dòng)畫(huà)或漫游形式可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的安全隱患或者不合理地方,使場(chǎng)地布置更加經(jīng)濟(jì)、合理[1-4]。

2 BIM數(shù)字化設(shè)計(jì)研究

本文研究是采用Revit軟件創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目的多個(gè)階段的場(chǎng)地模型并且直接生成施工的場(chǎng)地布置圖,實(shí)現(xiàn)對(duì)施工階段工程量的統(tǒng)計(jì)。Revit軟件的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)工程量統(tǒng)計(jì)、施工圖紙出圖、精細(xì)化建模等功能。

2.1 碰撞檢查

施工碰撞檢查主要分為軟碰撞和硬碰撞。軟碰撞指的是在施工中兩個(gè)構(gòu)件之間預(yù)留空間無(wú)法滿足構(gòu)件的施工和檢修運(yùn)維等要求;硬碰撞指的是兩個(gè)構(gòu)件發(fā)生實(shí)際交叉沖突。Revit和Navisworks軟件通過(guò)設(shè)定構(gòu)件碰撞參數(shù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的碰撞點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)并生成檢測(cè)報(bào)告。基于BIM技術(shù)搭建的模型實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度模擬、工藝模擬和動(dòng)畫(huà)漫游等功能,讓各參建方更加直觀具體地檢測(cè)和發(fā)現(xiàn)施工中存在的隱患,并及時(shí)進(jìn)行整改和優(yōu)化,通過(guò)對(duì)各施工方案進(jìn)行對(duì)比,選擇最優(yōu)施工方案。

2.2 工程量計(jì)算

通過(guò)Revit軟件可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目工程量的計(jì)算,利用軟件中的明細(xì)表可以進(jìn)行工程中各施工單位的面積、體積和長(zhǎng)度計(jì)算。但是該方法存在一定弊端,明細(xì)表中的數(shù)據(jù)與工程不符需要人工處理,且格式與工程量清單不一致。

2.3 施工圖出圖

基于BIM技術(shù)的Revit軟件可以對(duì)施工項(xiàng)目的三維立體模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示。設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)工程實(shí)際進(jìn)行圖形修改,針對(duì)施工中需要注意的細(xì)節(jié)進(jìn)行剖面、立面等三維展示。結(jié)合具體的施工場(chǎng)地進(jìn)行簡(jiǎn)單修改就可以生成場(chǎng)地平面圖,還可以導(dǎo)出構(gòu)件詳圖?,F(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員和施工人員可以結(jié)合軟件的三維和二維制圖技術(shù),一目了然地解讀設(shè)計(jì)表達(dá)意圖。

3 構(gòu)件庫(kù)的創(chuàng)建

3.1 族構(gòu)件的分類

基于Revit軟件實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)地模型設(shè)計(jì)的第一步就是要?jiǎng)?chuàng)建族構(gòu)件,族構(gòu)件分為內(nèi)建族、系統(tǒng)族和可載入族。內(nèi)建族在實(shí)際應(yīng)用中比較少,主要是因?yàn)閼?yīng)用范圍有限,只能使用在當(dāng)前項(xiàng)目中,不能應(yīng)用到其他項(xiàng)目?jī)?nèi)。系統(tǒng)族和可載入族是場(chǎng)地建模最常用的,現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備、場(chǎng)地道路、生活區(qū)設(shè)施和生產(chǎn)區(qū)設(shè)施都通過(guò)族構(gòu)件來(lái)創(chuàng)建;場(chǎng)地的地形、硬化和圍墻等可通過(guò)系統(tǒng)族來(lái)創(chuàng)建。

3.2 構(gòu)件的精度和要求

采用Revit軟件進(jìn)行施工場(chǎng)地模型設(shè)計(jì)時(shí),族的精度對(duì)施工平面圖、工程量統(tǒng)計(jì)和模型空間碰撞等具有直接影響,Re‐vit構(gòu)件族的各參數(shù)要與現(xiàn)場(chǎng)一致,并且外觀接近。

4 案例研究

4.1 工程概況

某工程項(xiàng)目包含1棟活動(dòng)中心、4棟辦公樓和一層地下車庫(kù),活動(dòng)中心樓高21m、辦公樓高36m,項(xiàng)目位于兩道路交叉口。

4.2 應(yīng)用流程

施工場(chǎng)地模型布置包括了場(chǎng)地模型的創(chuàng)建、模型的檢查和BIM成果和應(yīng)用等幾個(gè)步驟。然后進(jìn)行場(chǎng)地分析,合理劃分工作區(qū)、辦公區(qū)和生活區(qū),繪制施工總平面布置圖。完成前期分析工作后,就可以設(shè)計(jì)三維場(chǎng)地模型,然后采用審核合格的模型進(jìn)行施工圖紙和工程量計(jì)算。

4.3 應(yīng)用分析

4.3.1 階段場(chǎng)布模型的創(chuàng)建

本項(xiàng)目建模所用族庫(kù)管理平臺(tái)采用BIM族空間平臺(tái),對(duì)族構(gòu)件進(jìn)行分類時(shí)按照《場(chǎng)布模型構(gòu)件種類表》表格執(zhí)行,并在模型創(chuàng)建的準(zhǔn)備期將族構(gòu)件整理并上傳至族庫(kù)管理平臺(tái),以提高場(chǎng)地布置模型的效率。場(chǎng)地布置模型的創(chuàng)建要結(jié)合項(xiàng)目工程的具體情況和具體施工進(jìn)度,按照工程項(xiàng)目的具體用地范圍和用地要求,并結(jié)合影響工程建設(shè)的相關(guān)環(huán)境因素,將項(xiàng)目場(chǎng)地分為辦公區(qū)、生活區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、休息區(qū)等。項(xiàng)目的場(chǎng)地模型隨著施工進(jìn)度的具體情況不斷變動(dòng)和規(guī)劃,且各施工階段的模型要和該階段工程的重點(diǎn)情況相一致。結(jié)合本工程項(xiàng)目的具體情況,模型創(chuàng)建階段需要的模型主要有:土方階段、主體施工階段和工程裝修階段場(chǎng)地的模型。

在創(chuàng)建模型的過(guò)程中也要進(jìn)行構(gòu)件配置。通過(guò)Revit軟件的明細(xì)表對(duì)模型的構(gòu)件設(shè)置進(jìn)行核查,對(duì)模型中缺少或者多設(shè)置了相關(guān)構(gòu)件的要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)。隨著工程施工階段的進(jìn)展及時(shí)更新施工現(xiàn)場(chǎng)的布置,施工過(guò)程中出現(xiàn)構(gòu)件碰撞要及時(shí)進(jìn)行模型調(diào)整,對(duì)其他影響施工進(jìn)度或方案的因素,在發(fā)生變化時(shí),要及時(shí)對(duì)施工模型進(jìn)行匯總,并實(shí)時(shí)更改,實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)反饋到其他施工階段的模型中。

4.3.2 碰撞校驗(yàn)

基于BIM技術(shù)搭建的模型可以對(duì)施工程序進(jìn)行模擬預(yù)演,在完成模型搭建后,將各個(gè)施工階段的參數(shù)模型導(dǎo)入Navisworks軟件中,進(jìn)行模擬預(yù)演,檢查工序的合理性。通過(guò)對(duì)工序和構(gòu)件設(shè)置碰撞范圍參數(shù)進(jìn)行碰撞檢查。及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中的各類碰撞問(wèn)題,并及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。對(duì)于軟件無(wú)法檢測(cè)出來(lái)的碰撞細(xì)節(jié),可以通過(guò)Navisworks或者Revit軟件的動(dòng)畫(huà)漫游功能進(jìn)行分區(qū)檢查,本項(xiàng)目采用Navisworks軟件檢查出來(lái)的碰撞問(wèn)題主要有以下幾個(gè)部分:

①工地未設(shè)置防護(hù)棚,施工現(xiàn)場(chǎng)各出入通道未設(shè)置符合規(guī)范的防護(hù)棚;

②施工場(chǎng)地硬化,施工現(xiàn)場(chǎng)的材料加工區(qū)和道路沒(méi)有進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的硬化;

③防火間距,項(xiàng)目工地的宿舍區(qū)、辦公區(qū)的防火間距不滿足4m的規(guī)范要求。

4.3.3 工程量計(jì)算

基于BIM技術(shù)的項(xiàng)目可以采用Revit軟件建立場(chǎng)地模型,直接導(dǎo)出項(xiàng)目的工程量,然后根據(jù)設(shè)置好的工程階段,直接計(jì)算出每個(gè)工程階段的構(gòu)件工程量。傳統(tǒng)建筑項(xiàng)目是二維施工圖紙,工程量采用手算方式,計(jì)算效率低且容易出錯(cuò)。本項(xiàng)目中根據(jù)已經(jīng)搭建好的工程模型可以直接提取出土方施工階段工程量、主體施工階段工程量和裝修施工的工程量。

4.3.4 場(chǎng)布出圖

基于BIM技術(shù)的建筑模型可以直接將Revit平臺(tái)的三維模型轉(zhuǎn)化為二維平面圖。根據(jù)系統(tǒng)導(dǎo)出的二維圖形添加標(biāo)注和文字注釋后,可以直接形成各個(gè)階段的施工場(chǎng)地布置圖。本工程項(xiàng)目主要階段的(例如,土方階段、主體階段和裝修階段)布置圖均由Revit平臺(tái)直接生成。除此之外,對(duì)工程中復(fù)雜的細(xì)節(jié)之處,還可以直接生成復(fù)雜構(gòu)件的立面和剖面詳圖,便于施工人員更好地解讀設(shè)計(jì)圖紙和施工方案。

5 結(jié)語(yǔ)

基于BIM技術(shù)、根據(jù)施工項(xiàng)目參數(shù)搭建的模型,不僅可以通過(guò)三維立體形式、直觀形象地展示施工現(xiàn)場(chǎng)布置情況,還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的不合理或隱患之處,及時(shí)進(jìn)行處理。通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)施工方案的模擬和合理優(yōu)化,可以提供最優(yōu)的項(xiàng)目施工方案。Revit軟件可以為工程項(xiàng)目提供工程建模、二維圖紙出圖和工程量清單計(jì)算等,但是對(duì)于具體的實(shí)際案例還有一些局限性。通過(guò)本案例的具體分析,暴露出軟件實(shí)際使用過(guò)程中的一些不足之處,遠(yuǎn)期可以通過(guò)對(duì)Revit軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。

1)場(chǎng)地地形建模效率低

基于二維地形圖,通過(guò)Revit軟件實(shí)現(xiàn)三維地形圖紙的創(chuàng)建需要人工手動(dòng)操作,效率較低。需要開(kāi)發(fā)能夠自動(dòng)識(shí)別二維地形并生成三維地形圖的功能,提高地形模型創(chuàng)建效率。

2)工程量導(dǎo)出的數(shù)據(jù)格式不符合要求

在工程量清單計(jì)算時(shí),采用Revit軟件導(dǎo)出的明細(xì)表不僅格式與工程量清單不一致,而且工程數(shù)據(jù)比較單一,不能滿足工程量清單的需求。未來(lái),軟件二次開(kāi)發(fā)時(shí),可以設(shè)置相關(guān)計(jì)算規(guī)則,通過(guò)構(gòu)件名稱映射,自動(dòng)計(jì)算出相關(guān)構(gòu)件的工程量,直接生成符合現(xiàn)場(chǎng)要求數(shù)據(jù)和格式的工程量清單。

3)研發(fā)更多提高建模效率的功能

本項(xiàng)目中,通過(guò)BIM技術(shù)采用Revit軟件實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)施工圖紙布置、施工模型創(chuàng)建、布置族構(gòu)件和現(xiàn)場(chǎng)道路生成等,極大提高了施工場(chǎng)地布置設(shè)計(jì)效率??梢越梃bCAD軟件的快速建模插件功能,對(duì)Revit軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)時(shí),采用建模軟件的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和方法,提高建筑項(xiàng)目的建模效率。

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