建筑信息模型的房建施工木模板計算及管理研究

張方博

摘 要：房建企業間日益激烈的競爭造成房建企業利潤率普遍下滑，建筑行業是一種需要消耗大量自然資源與能源的行業，為了資源與環境的可持續發展利用，推動綠色建筑和綠色施工已成為世界各國的共識，綠色施工已成為建筑業主要的發展方向。綠色施工要求在保證工程質量、安全等基本前提下，盡可能地節約資源減少浪費。本文分析了建筑信息模型的房建施工木模版計算及管理方法。

關鍵詞：建筑信息模型;房建施工木模版;管理方法

近年來，建筑信息模型（BIM）的發展和應用引起了工程建設業界的廣泛關注。各方一致的觀點是其引領建筑信息化未來的發展方向，必將引起整個建筑業及相關行業革命性的變化。但是，如果對林林總總的研究成果、應用案例等進行深入的分析，卻不難發現其中存在著一個基礎性的問題。

1、概念綜述

建筑信息模型的概念是伴隨著信息技術在建筑業的深入運用而產生和發展的，由于其歷經的時間較長，且概念的提出者往往又從多個方面來理解與之相關的問題，對建筑信息模型有著多種不同的定義，匯總分析一些較為權威的關于建筑信息模型的定義有：一是建筑信息模型是出于可視化、工程分析、沖突分析、規范標準檢查、成本分析、竣工驗收、預算及其他多種目的而建立一個設施電子化模型的行動。二是一種與數據庫相聯系基于模型的項目信息技術，BIM 作為一個動詞或形容詞用來描述關于工具、過程和技術，其通過數字化的、機器可讀的文檔對一個建筑物的性能、規劃及其運營維護來實現。因此，BIM 用來描述一種活動，而不是一個對象，為了描述建模活動的結果，我們使用建筑信息模型或建筑模型。三是建筑信息模型是開發和使用一個多方面的計算機軟件數據模型，該模型不止用來存儲新建或改擴建項目的設計文檔，還可以用來對其的建設和運營進行模擬。由此產生的建筑信息模型是一個數據豐富，對象化，智能化和參數化的設施數字表現，來自不同用戶的適當的需要，可以提取和分析，以產生反饋并對設施的設計進行改進。為了項目的設計、建造和運營等需要而創建和使用數字化模型的過程。在其中包含了涉及整個建設工程生命周期的信息，技術論即建筑信息模型是一種實現建設工程信息管理的技術或者方法;過程論，即建筑信息模型是一種信息管理的過程。

2、建筑信息模型的房建施工木模版計算

2.1模板施工方案

從一個施工組中選取一個施工面使用（不同的建筑構件要求模板排列的方向不同，為了討論的方便，不失一般性地假設模板均橫向排列）的格網對墻面進行劃分。在不考慮孔洞的情況下，每一個格網是一個模板的位置，在確定模板的位置后，可以進行拆分和裁剪運算，得出初步的模板裝配方案。一個洞中時，直接刪除該模板，初步的模板布設方案中，有些模板的布設不符合施工要求（施工時要求盡量使用整塊模板，需要裁剪的模板盡可能地布設到邊角，并且要求需要裁剪的模板盡可能地在一塊規則模板內），因此需要對模板的初步布設方案進行調整，使方案更符合施工和模板加工的要求。不同構件的模板按照施工工藝和現場條件的不同，可能有不同的施工順序，以由左至右為例調整模板。若模板的寬度小于整板的寬度，判斷是否存在，按照如下方式進行操作。一是將獲得兩個模板的并集。

二是判斷并集的寬度，若并集的寬度小于整板的寬度，則直接合并;若并集的寬度大于整板的寬度，則將并集和規則模板求交，將獲得的交集作為當前的模板獲取差集，差集中所有的多邊形都添加到待處理多邊形中，按照上述方式依次進行左右方向的判斷，直到最右側最后一塊多邊形判斷完成，由下至上方向的模板調整需要判斷兩塊模板上、下方向是否存在公共區域，其余計算方法和左、右方向一致。

2.2模板排布

傳統的方法只能進行局部驗證，不能模擬整個頂面模板的拼接，且傳統的方法很難發現模板拼接中的問題，為控制風險，保證模板拼接精度，項目部采用對整個平面及立面模板排布進行實體模擬。根據結構頂部模型以及木模板模數，建立模板族，并使模板的各邊尺寸能在位編輯，然后將模板族載入到項目模型中。平面圖將模板族按拼接順序進行貼合，確定結構的中心點，將每塊模板族從交點依次向外側排布，模板拼接仍保證上下、左右對稱，直至拼接完所有部分，立面排布保證方柱及懸挑梁模板縫統一，懸挑梁模板拼接縫上下與方柱對齊。

2.3模板編號

模板施工圖給出每一個模板在施工面的具體位置，而模板的具體尺寸和加工方法在模板加工圖紙中，因此需要一個唯一的編號使施工圖上的模板和加工圖紙中的模板相對應;同時，施工圖上的模板可能是通過加工舊模板（包括舊的規則模板和不規則模板）得到的，因此要求能夠通過這個標號快速地檢索出模板的加工過程。當模板計算完成后，為了模板施工圖紙和加工圖紙的清晰美觀，同時為了方便在施工時對模板進行管理，使用“組號_編號”（編號按照施工順序由小到大進行排列）這種更加簡潔的編號形式對樹形編號進行映射，最終生成的模板加工圖紙和模板施工圖紙中，外包圍矩形為規則模板，帶編號的多邊形為要加工的模板，圖中給出每一塊模板的加工尺寸和編號;每一個帶編號的多邊形為一個模板，編號和加工圖紙中的編號對應，在施工時首先根據加工圖紙集中加工模板，然后根據施工圖紙進行施工。

3、模板管理

施工企業當前使用的模板管理流程使用計算模板的用量，計算的模板用量與實際的施工用量差別較大;同時，在施工時采用邊加工邊施工的方式，在加工和施工的過程中缺少監管，會造成模板材料的浪費，增加施工成本。根據提出的模板計算方法，提出新的模板管理模型，在新的管理模型中，首先計算每一組的模板用量報表、施工圖紙和加工圖紙，施工企業根據生成的用量報表采購模板材料;然后根據加工圖紙集中加工施工每一個施工組所需的模板，在分發環節根據每一組的用量報表和施工圖紙分發模板材料，在施工時根據施工圖紙指導工人按照圖紙施工;同時，引入獎懲機制，在施工完成后根據用量報表和施工圖紙統計每一組的損耗率，若小于允許的損耗率，則對施工組進行獎勵，否則需要賠償。與施工企業原來的管理流程相比，新的管理模型按照施工組計算模板的用量更符合施工實際;同時，按組集中輔助材料能夠減少模板的浪費，并且在材料分發和施工過程中加強了監管，同時引入了獎懲機制，有助于施工企業實現模板材料的精細化管理。圖紙中的注釋符號不僅僅是實體的抽象代號或孤立的注釋，還包括了這些實體進一步深化所需要的所有參數化信息;設計人員進行的圖紙注釋即為參數化設計過程，設計師可以通過提取交換和分析數值信息快速瀏覽各種設計內容，通過調整和修改參數，可以實時進行方案的對比和優化。

4、結束語

使用本文的輔助管理模型管理模板材料施工，能夠有效地降低加工過程中的浪費，降低施工成本和節約材料用量，幫助企業實現模板材料的精細化管理，有助于施工企業實現綠色施工。

參考文獻

[1] 劉占省，趙明，徐瑞龍.BIM 技術在我國的研發及工程應用[J].建筑技術，2015（10）

[2] 王君峰.鋁模板體系BIM 應用可行性匯報[J].2015

[3] 龍輝元.淺談BIM 技術在結構設計中的應用[J].建筑結構，2015（5）