BIM 技術在綠色建筑施工材料管理中的應用*

荊 州

(甘肅第七建設集團股份有限公司 蘭州 730000)

建筑行業在市場內的發展具有能源消耗大、經濟收益高等特點,在雙碳政策下,建筑行業正逐漸轉型。同時,綠色建筑成為了發展的焦點。綠色建筑最主要的優勢是施工中所使用的材料均為環保、節能材料。相比常規的建筑模式,綠色建筑在施工中具有更高的水平要求,為滿足工程施工與建筑設計需求,在施工現場需要采用合理、規范的方式與技術,對施工材料進行現場管理[1]。

因此,大部分工程方都利用BIM 技術可視化特點,設計建筑綠色結構化模型,模擬建筑設計中的不同材料在應用中的節能效果,通過此種方式進行工程施工的管理,還可以達到在施工前對材料使用量預估的效果[2]。但根據相關工作的執行現狀可以看出,大部分工程方已經實現了將BIM 技術與綠色建筑工程項目進行對接,但是施工方通常將BIM 技術應用到項目進度管理與項目質量管理方面,極少有工程方將此項技術應用到現場施工材料的管理工作中。但根據大量的工程實踐可知,基于BIM 技術的材料管理是十分可行的。

因此,筆者將在現有工作的基礎上,結合綠色建筑在我國經濟市場內的發展趨勢,引進BIM 技術,以益通筑夢時代廣場項目為例,設計一種針對施工材料的全新管理方法,通過此種方式從而提高材料管理工作的規范化與系統化。

1 綠色建筑施工材料管理方法設計

1.1 基于BIM 技術的施工材料可視化數據庫建設

為實現對綠色建筑在施工中材料的規范化管理,采用BIM 技術,對施工材料三維可視化數據庫的建設展開研究[3]。根據設計需求,進行可視化數據庫構建過程中輔助性工具的選擇,相關內容如表1所示。

表1 施工材料可視化數據庫構建輔助工具

在AutoDesk 操作終端上,選擇BIM 建模工具,將數據庫信息作為基礎,將施工過程中的構件信息按照其屬性錄入終端,以此種方式,來建立終端的人機交互界面[4]。

在此基礎上,在界面中錄入施工材料信息,點擊界面中的生成鍵,進行數據庫的構建[5]。錄入的信息包括施工材料類別、施工材料編號、施工材料數量、存儲位置、質量驗收結果等[6～7]。根據建筑樓層數與預設的工程進度,將施工材料的消耗過程與工程進度進行匹配。此過程可見相關公式。

在施工過程中,建立材料數據庫與工程進度之間的關系,實現對材料消耗量與剩余量的實時更新。按上述方式實現對施工材料可視化數據庫的建設。

1.2 規劃施工階段工程材料出入庫管理

根據綠色建筑工程項目施工中的材料供應商,制定材料在準備階段與施工階段的采購計劃,根據工程在不同施工階段對材料的需求,進行材料的實時供應,通過此種方式,進行施工材料出入庫的規范化管理[8～9]。在管理過程中,提前做好對庫內現存材料的清點,避免在管理過程中受到人為等因素的干擾出現材料記錄偏差的問題。將相關信息以規范化的方式錄入數據采集終端,并進行施工材料的出入庫管理,如圖1所示。

圖1 施工材料出入庫管理

1.3 生成綠色建筑施工材料管理報表

為進一步實現對施工材料的管理,可在現有工作的基礎上,使用終端輔助管理工具,進行施工中材料管理報表的生成[10]。此過程見圖2。

圖2 生成綠色建筑施工材料管理報表

在此過程中,可以通過對界面的編輯,進行材料報表的編輯管理。根據建筑樓板信息進行施工材料報表的更新,將報表的更新過程與終端報表編輯管理過程進行匹配,實現并完成基于BIM 技術的材料管理。

2 管理效果檢驗

筆者基于BIM 技術完成了材料管理方法的設計,為了驗證本文設計方法的可行性與有效性,以益通筑夢時代廣場項目為例,進行了方法驗證。

為確保對此項目施工中材料的規范化管理,在開展實驗前,獲取與此項目相關的概況。通過與施工方的交涉與現場勘查,明確該項目位于甘肅省,施工現場交通方便,整個場地在段家灘路南側,地面標高1513.80～1515.84 m。場地分為東西兩個區,建筑形狀為長方形,其中1#樓長53.9 m×寬18.9 m,2#樓長37.2 m×寬18.2 m,3#樓長37.2 m×寬18.2 m,4#樓長36.4 m×寬36.4 m,5#樓長30.2 m×寬30.2 m。其中地上結構建筑最高層數為39層,層高最高為5.6 m;地下結構建筑最高層數為4層,層高最高為5.15 m。對建筑基礎結構信息如表2所示。

表2 益通筑夢時代廣場項目結構概況

在此基礎上,對建筑的柱、墻、梁、板、梯等砼等級進行分析,根據樓高明確在施工中墻、柱、連梁、板、梯的用材型號,如表3所示。

表3 項目施工材料計劃

使用本文設計的方法,對施工中的計劃材料進行管理。在此過程中,先引進BIM 技術,構建針對此項目的施工材料可視化數據庫,根據施工現場安排,材料出入庫的規范化管理,根據記錄后數據庫的管理需求,生成綠色建筑施工材料管理報表,完成對施工過程中材料的管理。完成管理后,將管理后施工材料的損耗率作為評價指標,對施工過程中材料的損耗率進行計算,計算公式(1)如下:

式中:S——材料損耗率;

M1——材料實際用量;

M2——材料理論用量。

根據公式(1)隨機抽取幾種材料,對其進行損耗率的計算,統計實驗結果如表4所示。

由表4可知,使用本設計的方法,對施工過程中的材料進行規范化管理,可以實現將材料損耗率控制在1%內。

表4 管理后施工材料損耗率

3 結語

筆者從基于BIM 技術的施工材料可視化數據庫建設、規劃施工階段工程材料出入庫管理、生成綠色建筑施工材料管理報表3個方面,設計了一種全新的材料管理方法,并通過實驗證明了此方法可以實現在施工中材料損耗率控制在1%內。通過此次的研究,明確了BIM 技術在工程中合理應用的必要性與可行性,為進一步實現對BIM 技術的推廣,可在此基礎上,設計針對綠色建筑全生命周期的智慧建造技術,包括BIM+智慧工地、BIM5D 集成管理平臺、智慧辦公管理平臺(以數據共享與業務協同為基礎,結合最新5G物聯網技術,構建BIM 可視化運維平臺,使整個建筑樓宇數字化,實現建筑管理在線化,打造便捷高效、智能智慧的新一代數字建筑行業)、IBMS可視化運維管理平臺、智慧政務展示管理平臺等。將BIM 技術應用到建筑行業社會發展中的更多領域中,助力我國建筑行業的穩定發展。