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1 引言
当前,建筑行业发展呈现高速增长态势,但建筑复杂性的提高也带来了建筑质量管控的挑战。因此,建筑行业迫切需要实现信息的数字化、集成化、可视化以及模拟化,以便更好地控制建筑项目质量。BIM技术的出现,满足了这种需求,通过BIM技术实现建筑工程的数字化管理,提高建筑行业的信息化水平和工程质量,也推动了行业的数字化转型。
2 BIM技术概述
BIM是一种将建筑工程全生命周期信息整合在一起的数字化技术,通过三维模型将建筑物的几何、空间关系、地理信息以及各阶段所需的相关数据进行整合和管理。目前,BIM技术在建筑行业的应用范围广泛,涵盖了设计、施工、运营等各个阶段。在建筑智能化施工中,BIM技术具有独特优势。首先,BIM能够实现复杂智能化系统的可视化设计和模拟,避免了传统工作方式中的错、漏、碰、缺等问题,减少施工过程中的错误和返工。其次,BIM为所有参建方的专业人员提供了一个共用的协同平台,使各个专业之间能够更加顺畅地进行信息沟通和共享,从而提高施工效率和施工质量。此外,BIM的进度及成本管控功能,有助于实现智能化项目的高效管理和成本优化。
3 建筑智能化工程特点
建筑智能化是指在建筑物中包含的各种智能系统,通过信息技术和自动化手段,实现建筑物的高效、节能、安全、舒适等功能,具有多学科交叉性、技术创新性强等特点。建筑智能化不仅提高了建筑物的使用效率和舒适度,还能有效降低运营成本。
建筑智能化工程具有一些特点。①高度复杂性:智能化系统种类繁多,涉及多个专业交叉结合,安装调试过程复杂,管理及施工人员需具备专业知识和相应的技术能力。②高精度要求:智能化施工涉及大量高科技设备和系统,需严格控制施工精度,确保设备和系统的互联互通及安全可靠运行。③多专业协作:智能化施工需要与电气、土建、幕墙、暖通、精装等多个专业紧密协作,确保施工进度、质量。④动态调整:智能化施工过程中需要根据实际情况不断调整设计和施工方案,以应对现场各种问题。
4 项目概况
4.1 项目简介
厦门国际博览中心是集展览、会议、商业、办公、演艺等多功能于一体的复合型大型滨海会展综合体,项目由展览中心、会议中心等业态组成,总用地面积84.67万㎡,总建筑面积115.92万㎡,是目前福建省规模最大的专业展览中心和会议中心(见图1)。
图1 厦门国际博览中心实景航拍图
本项目的定位为国内一流数智会展项目,因此对BIM模型信息准确性要求较高。项目建设过程中需要完整保留各专业基础数据、BIM模型等重要的数据资产,并确保这些底层数据传递至运维阶段[1]。本项目BIM应用目标:通过BIM技术,实现智能系统的全面集成和优化,确保设备安装和调试的精准性,提高施工质量和效率。在项目实施过程中,BIM团队通过建立详细的三维模型,协助各专业团队进行设备布置、管线设计和安装计划的优化。
4.2 BIM在项目中的具体应用
1)设备安装优化
BIM模型协助优化智能化各系统设备的布置和安装方案,提升安装精度和观感效果,提高安装效率和准确性。本项目会议中心包含1间1.1万㎡无柱多功能会议室五洲厅,五洲厅在设计阶段就强调精装、机电、智能化各末端设备安装的协调性及观感质量。在施工前期阶段BIM团队就通过BIM模拟线阵吊挂音箱的安装位置及钢构吊装节点,为后续施工安装提供准确的定位及受力复核计算(见图2)。
2)施工协调与碰撞监测
为及时发现和解决设计冲突,避免施工中发生不必要工程变更和工期延误,各相关专业之间采用BIM模型进行协调和碰撞试验。同时BIM技术将复杂的管线进行优化排布,利用可视化模型的优势,准确找到施工中存在的问题并分析解决,从而为提高净空打下基础,提高空间使用效率(见图3)。
图2 大型线阵列音响吊装安装方案模拟
图3 综合管网碰撞检查及调整
3)实时进度管理
本项目利用BIM协同平台进行施工进度的实时监控和管理,确保施工按计划进行,根据现场施工状况及时调整资源和人力安排,保证工程进度顺利。
5 BIM在建筑智能化施工阶段的应用
5.1 BIM在施工阶段的信息集成与管理
在建筑智能化施工阶段,BIM技术通过集成各种智能化系统的三维模型和数据,实现施工过程中信息的统一管理和共享。包括各个系统的布局、管线、接口、设备尺寸、安装方式等详细信息,通过BIM平台实现实时更新和协同工作,有效降低信息传递中的误差和延迟,提高施工效率和精确度。
5.2 BIM在施工阶段的协同工作与沟通
项目建设期内,建设方/代建方、设计方、建设主管部门、监理方、施工方、加工制造单位等各相关方存在大量的建设项目信息交换需求。BIM模型作为一个信息载体,能够集成建筑、结构、机电等专业的设计信息,让所有专业的设计、施工及管理人员在同一个平台上进行工作,避免传统工作方式中的错、漏、碰、缺等问题。同时,通过BIM协同管理,各专业的设计、施工及管理人员可以实时查看和更新模型信息,实现信息的高度共享和协同工作,提高了工程的整体效率和质量。通过搭建BIM可视化协同管理平台,实现项目设计、施工、运维等建设项目全生命周期的BIM技术应用,实现对质量、安全、进度和成本等方面的高效、精细管理[2]。
5.3 BIM在施工阶段的进度与成本控制
通过BIM模型的建立和管理,可以实现施工进度的模拟和优化,分析施工过程中的关键路径和时间节点,根据模拟结果进行进度优化,合理安排施工资源,确保项目按时完成。同时,BIM能够结合实时数据和成本信息进行成本模拟和分析,及时发现成本超支问题,帮助项目管理者采取控制措施并做出合理决策,控制项目成本在合理范围内。
5.4 BIM在施工阶段的质量管理与风险控制
BIM通过实时数据的共享和更新,帮助识别潜在的施工问题和风险点,提前制定应对措施,减少施工中的错误和纠正成本。同时,BIM模型可提供施工质量的可视化检查和监控,确保施工质量达到设计要求。BIM技术对整个施工过程产生的数据信息进行收集、整理,利用数据模型分析,识别施工中存在的安全风险,并进行科学划分,对容易发生安全事故的区域进行标记,减少或避免安全问题[3]。
5.5 BIM在智能化设备安装与调试中的应用
BIM技术通过模型的精确表示和模拟,帮助优化设备的布置和接线,减少施工中的冲突和调整,提高设备安装的效率和准确性。此外,BIM还可以支持设备的参数设置和调试过程的模拟,确保设备在安装完成后能够正常运行和互联。
6 BIM在建筑智能化施工阶段应用的挑战与对策
6.1 BIM技术应用中的挑战
①数据集成与一致性:不同系统的数据集成和一致性问题,可能导致信息不准确或冲突,影响施工进度和质量。②专业交图不够:大型项目一般参建单位多,管理难度大。设计阶段主体设计院通常不可避免地将智能化、精装等专业分包给其他设计院,设计院间交图往往不到位。施工阶段为保证项目工期,多个标段多专业交叉施工。建设单位运营管理人员在项目中后期通常也参与决策,各单位的标准、工作习惯存在差异,造成异地信息共享、协同管理等工作困难。③软件兼容性:使用不同软件或版本的BIM工具可能存在兼容性问题,影响数据的交换和协同工作效率。④人力资源与培训:BIM技术需要专业的操作和管理人员,人才培养成为挑战。
6.2 提高BIM应用效果的对策与建议
①统一数据标准与管理:制定统一的数据标准和管理规范,确保各系统数据的一致性和准确性,减少信息集成带来的问题。②跨学科协作与沟通:加强各专业团队之间的协作和沟通,建立良好的信息交流机制,及时解决设计冲突和技术问题。③软件和硬件更新:定期更新BIM软件和硬件设备,确保其兼容性和性能满足项目需求,提高数据交换和协同工作的效率。④技术培训与更新:加强团队成员的技术培训,确保他们掌握最新的BIM技术和操作技能,提高团队整体应对复杂技术挑战的能力。⑤风险管理与应对措施:制定详细的风险管理计划和应对措施,及时发现和解决潜在的技术问题和施工风险,确保项目顺利进行。
7 总结与展望
本文深入探讨了BIM技术在建筑智能化施工阶段的应用,并通过实际项目分析了BIM技术在建筑智能化施工中的作用和应用效果,但现阶段BIM技术在建筑智能化施工阶段应用的挑战依然存在,需参建相关方共同努力,协同推进。未来,BIM技术作为建筑智能化发展的重要支撑,将在智能化技术融合与创新、数据驱动的建筑生命周期管理、全球普及与标准化等方面继续发挥重要作用。
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