基于BIM技術的智慧工地建設

文｜馬明磊 李敏

隨著信息技術的發展，軟件輔助手段已滲透到工程設計、施工與運維的各個階段。然而在工程建設的全生命周期，也存在信息傳遞共享不及時、不準確等問題。BIM(Building Information Modeling)技術很好地解決了這一問題，各種信息始終整合于一個三維模型信息數據庫中，設計、施工、運維等各方人員都可以基于BIM進行協同工作，有效提高工作效率、節省資源、降低成本、以實現可持續發展。“十二五”、“十三五”期間，住房和城鄉建設部重點推進BIM技術的普及應用，在2015年6月發布的《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》中提出了“到2020年末，建筑行業甲級勘察、設計單位以及特級、一級房屋建筑工程施工企業應掌握并實現BIM與企業管理系統和其他信息技術的一體化集成應用。以下新立項項目勘察設計、施工、運營維護中，集成應用BIM的項目比率達到90%：以國有資金投資為主的大中型建筑；申報綠色建筑的公共建筑和綠色生態示范小區”的發展目標。BIM技術的應用極大地提升了工程管理和質量水平，而BIM作為智慧建造的核心內容，極大地推動了工程建設向信息化發展。

BIM在智慧工地中的應用

智慧工地建設首先通過BIM+GIS技術進行項目前期場地的選址，通過BIM三維建模對施工場地內各功能區的劃分，包括場站建設、便道修筑路線等，通過模型對塔吊的工作范圍、吊重、塔吊的利用率，工作人員和車輛的入場、出場路線進行模擬，實現三區分離、人車分流，塔吊能滿足施工的需求，在用人高峰期及車輛進出場高峰期施工場地能井然有序的運行。

智慧工地的建設基于施工現場管理云平臺，集成了進度、質量、安全等所有工程信息，這些信息又整合在一個三維模型中。大部分情況下，BIM模型的精確度決定了智慧工地的開展程度。智慧工地建設中，BIM模型的應用主要體現在以下幾個方面：

一、工程量的統計

BIM模型創建完成后，通過對模型的計算，能夠分析出不同施工節點鋼筋、混凝土等材料用量。以中建八局杭州某高架橋梁工程BIM建模為例，通過Revit模型可以直接提取混凝土工程量信息，與設計圖紙工程量幾乎一致，與現場施工混凝土用量之差可以控制在2%以內。在鋼結構中，可以通過對模型的分解，直接根據三維模型加工鋼構件。

二、可視化交底

通過BIM的可視化特點，對施工方案進行模擬，對施工人員進行3D動畫交底，極大地提高了施工工藝的可視化程度，更有利于技術人員和現場施工人員了解方案的實施。

三、節點分析

通過對設計圖紙的解讀，對復雜節點進行BIM建模，通過模型對復雜節點進行分析。比如復雜的鋼筋節點，在模型建立后，對模型進行觀察，找到鋼筋的碰撞點，對鋼筋的布置進行優化；也可以模擬模板支撐體系的受力狀況，以確保模板支撐體系的施工安全。

四、碰撞檢查

管線施工中，預留孔洞未預留、機電、設備管線安裝時發生碰撞等問題時常發生。面對這些情況，傳統解決辦法就是在墻體、樓板上再次開鑿，安裝管線時相互交叉而減少樓層實際使用空間。而應用BIM技術，在設計圖紙下發后，根據設計圖紙，對建筑物進行綜合建模，把預留孔洞在三維模型中高亮顯示，直觀的顯示出各個位置的預留孔洞，并給施工人員交底，防止遺忘。在結構、建筑、機電、設備模型都創建完成后進行合模，分析出各碰撞點，與設計進行溝通，對設計圖紙進行修改。利用BIM技術解決碰撞問題，最大限度降低施工返工，節約工期，節約成本。

五、物料的實時管控

傳統的工地管理模式中對物料、設備的管控力不強。一般由技術部門提出材料計劃后，由物資部門進行采購，然后由物資部門反饋材料到達現場的時間，材料到達現場后由物資部門進行簽收。在這個過程當中，物資不能按時到場，到場材料不足或不合格等情況時常發生。

而基于BIM技術和云平臺技術的物資系統可對進場物料跟蹤管理。結合二維碼等電子標簽，對進場材料、機電設備、鋼結構、取樣試件等進行物料進度跟蹤管理。對材料的進場情況進行實時監控，管理人員能隨時了解主要材料的進場情況。在機械、設備管理方面，可以根據施工進度計劃模擬，合理安排機械、設備的進、出場時間。

六、視頻監控

現今視頻監控技術已成為絕大多數工地施工的標準化要求之一，而結合BIM技術，可以更直觀更方便地查看工程中每一個點的視頻監控。

“智慧工地”中的遠程監控，不僅僅是對施工場地及周圍裝幾個攝像頭、然后在項目部成立一個監控室，對施工場地進行監控。而是通過互聯網，使建設單位、施工單位、監理單位、建設主管部門通過手機APP和PC端，實時地了解施工現場的進展情況，做到透明施工。例如在中建八局杭州某高架橋梁工程中，通過智慧工地云平臺系統，可以查看模型中相應點位的視頻監控，隨時掌握現場施工進度，以及安全、質量、勞動力等信息。

七、 BIM5D全方位模擬

BIM5D模擬除了將三維模型結合了人、機、料，還將時間和成本等信息加入進去。利用可視化的BIM5D模型，其能提供給現場管理人員的信息程度較圖紙所能顯示的更為豐富，能使得團隊對工程有更好的描述性、解釋性、評估性與預測性，使團隊間的溝通變得順暢，幫助團隊對于工程執行的決策更加完善，促使工程質量變得更良好。

BIM5D的應用更能反應智能化和精細化，因為其強調工地各方的融合，包括安全、生產、技術、商務各個體系，基于時間要素形成成本的動態管控，更精準的控制現場生產。

結語

BIM技術為項目的生產與管理提供了大量可供深加工和再利用的數據信息，通過以BIM、無人機技術、云計算、物聯網、綠色建造等為代表的當代先進技術的綜合應用，為項目精細化管理提供了強有力的保證，安全、綠色、智能的智慧工地必將成為建筑施工行業發展的方向。