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建筑信息模型(Building Information Modeling,简称 BIM)是以建筑工程的各项相关信息数据作为模型基础,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息进行建筑模型的建立。BIM(建筑信息模型)具有可视化、模拟性、协调性、可优化性、参数化性和信息完备性等特点。
随着社会经济的发展,建筑工程规模变得越来越大,图纸审查难度增加,二维 CAD 设计图形象性差,不方便各专业之间的协调沟通,传统方法已经越来越无法适应规范化和精细化管理的要求。随着施工单位在施工方案制定、交底和实施等逐步采用先进的信息化技术工具,监理单位亦应与时俱进,在对施工方案评价审核和实施监督等工作上应多采用信息化技术工具。因此,在建设工程监理工作中应用 BIM 技术是建设工程监理工作与建设工程规划、设计、施工等工作对接的必然趋势,是建设监理工作专业化、精细化管理的重要手段。BIM在监理工作中的应用主要有以下几个方面:
一、质量安全控制
通过对BIM技术应用可以进行三维空间的模拟碰撞检查,不但可在设计阶段彻底消除问题,且能优化净空及各构件之间的矛盾和管线排布方案,减少由各构件及设备管线碰撞等引起的拆装、返工和浪费,避免了采用传统二维设计图进行会审中未发现的人为的失误。
根据BIM在集成的数字环境,使相关信息保持最新且易于访问,让监理工程师从整体上了解他们的项目,监理以此能够更加迅速地做出明智决策,提高施工质量和效益。通过利用BIM技术把施工方案中重要的施工工艺、流程模拟出来,发现问题并做好预防措施,避免施工中断导致工期延误,提高施工效率等保证施工质量,在施工质量安全方面,监理可通过采用施工质量安全监控子系统,结合P-BIM模型、互联网技术、现场视频,实现与协同施工管理平台的集成,通过监测关键施工阶段关键部位的应力、变形,可以提前识别施工现场危险源,防患于未然。
二、进度控制
在BIM三维基础上,如监理给BIM模型构成要素设定时间的维度,即可以实现BIM四维(4D)应用。通过建立4D施工信息模型,将建筑物及其施工现场3D模型与施工进度计划相连接并与施工资源和场地布置信息集成一体,实现以天、周、月为时间单位,按不同的时间间隔对施工进度进行工序或逆序4D模拟,形象反映施工计划和实际进度。在虚拟的环境下检视施工过程中可能存在的问题和风险,并针对问题,对模型和计划进行调整、修改,使施工计划过程不断优化。
三、投资控制
在项目投资决策阶段,监理根据BIM模型数据,可以调用与拟建项目相似工程的造价数据,如该地区的人、材、机价格等,也可以输出已完类似工程每平方米的造价,高效准确的估算出规划项目的总投资额,为投资决策提供准确数据。有助于监理方在建设前期协助业主编制可行性分析报告,形成投资估算和确定高质量最终估算价。
在确定总包方后的设计交底和图纸会审阶段,通过BIM的引入,可以把各专业整合到一个统一的BIM平台上,监理可以从不同的角度审核图纸,利用BIM的可视化模拟功能,进行3D、4D甚至5D模拟碰撞检查不合实际之处,降低设计错误数量,或因理解错误导致返工费用,综上所述极大地减少了工程的变更和可能发生的纠纷。
监理可利用4D施工模拟过程,显示当前的工程量完成情况和施工状态的详细信息,通过BIM相关软件实现快速、精准地多算对比,在数据库的支持下,以最少的时间统计、拆分和分析,根据工程算量和计价相关标准、规范和模型中各构件的工程量和清单信息,自动计算各构件所需的人、材、机等资源及成本,并且汇总计算,从而达到严格工程计量,做好工程款项支付工作和工程结算、决算方面的控制。通过BIM技术应用,监理能够及时做好工程计量工作审核,有效防止工程进度款超付和提高结算、决算准确度,合理计取费用标准,正确反映工程造价。
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四、信息、合同管理和建筑工程各方协调
工程从立项开始,历经规划设计、工程施工、竣工验收到交付使用是一个漫长的过程,会产生海量信息,再加上信息传递流程长,传递时间长,由此造成难以避免的部分信息的丢失,造成工程造价的提高,监理可通过BIM技术,可以将建设生命周期中各阶段中的各相关信息进行高度集成,保证上一阶段的信息能传递到以后各个阶段,从而使建设各方能获取相应的数据。
合同管理方面,从规划、设计到施工,监理通过BIM技术的应用,有力保证工程投资、质量、进度及各阶段中的各相关信息的传递,在施工阶段建设各方能以此为平台、数据共享、工作协同、碰撞检查、造价管理等也不断的得到发挥等,极大程度减少合同争议,降低索赔。
监理通过BIM技术引用,可将各种建筑信息组织成一个整体,并贯穿于整个建筑生命周期过程中,从而使建设各方及时进行管理,达到协同设计、协同管理、协同交流的目的,再加上BIM所拥有的优势,可帮助提高编制结构设计文档的多专业协调能力,最大程度的减少错误,并能够加强工程团队与建筑团队之间的合作,大大地减少了整个建筑过程中监理的协调量和协调难度。
五、BIM在监理工作中应用的案例
以华南某地歌剧院项目为例,该项目工程规模大、造型奇特、结构复杂、施工难度大,机电安装和钢结构是项目建设的难点。钢结构总重量近 9000 吨,构件总数上万个,且无法量产,每个构件均需定制;此外,钢结构最高高度达 86米,需同时确保安全、美观、防风等,难度系数大。为确保项目有效管理,BIM 技术得到全面运用。
在监理过程中,BIM 充分发挥其优越性。项目施工现场各种管线错综复杂,都集中在狭小空间的通道中,如果利用传统的技术手段,很难做到在避免碰撞的前提下布置这些复杂管线。然而,充分利用BIM 的三维可视化技术能够获取任意位置的剖切视图,在前期优化工程项目设计,确定个专业管线的标高和走向,优化管线排布方案,提升净空间,减少在项目施工阶段可能出现的碰撞和返工。同时,通过充分应用BIM技术,制定合理准确的人、材、机计划,实现有效的限额领料、消耗控制,有效降低了资金成本和材料的浪费。在整个项目建设过程中,运用 BIM 模型委托钢结构专业厂进行制作加工,半成品构件运至现场后进行组对拼装,再进行分段吊装和卸载。数据准确、形象直观,节约现场用地,缩短工期 45 天。钢结构利用BIM 软件进行节点详图设计,专业加工厂制作钢材损耗降低 3%,节余钢材300吨,主材、人工、辅材和机械费用节约成本约 300 万;利用 BIM 软件模型直接制作和加工整个项目钢结构 8000 余吨,人工和措施费等节余约 800 余万元,合计节余约 1100 万元。
六、结束语
虽然BIM 技术目前在国内建设管理中的应用,特别是监理行业的应用尚属于起步阶段,还存在一定的风险和不确定性,但随着完整BIM 技术应用的案例的增加, BIM 技术在工程监理中的应用前景是非常乐观的,如何应用BIM 技术提升监理工作精细化管理水平,是工程监理工作中要面对的问题。通过分析BIM应用带来的精细化管理问题,认清 BIM 应用对工程监理的巨大价值,全面、有效推进BIM 技术在工程监理中实施,这将助推监理企业的转型升级,实现工程监理企业咨询服务新价值。
参考文献:
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论文作者:姜海颂
论文发表刊物:《电力设备》2018年第36期
论文发表时间:2019/7/5
标签:技术论文; 模型论文; 阶段论文; 工程论文; 工作论文; 构件论文; 信息论文; 《电力设备》2018年第36期论文;