基于BIM技術的綠色建筑施工項目進度優化研究

于翔

（中鐵十二局集團建筑安裝工程有限公司）

隨著可持續發展戰略的逐步推進與落實，綠色建筑工程項目受到越來越多工程方的關注，為推進建筑行業的綠色發展，各地政府對建筑工程項目的開發提出了強制性的要求。為滿足工程的高效化與質量化建設，對項目施工過程進行多學科交叉管理已成了工程管理的主要研究方向。因此，參數信息化技術、計算機技術和綠色建筑技術都被融合到了建設領域之中，然而在實際施工中，交叉作業發生碰撞是不可避免的，此種問題也是導致工程項目進度拖拉的主要原因。為解決此方面問題，BIM 技術的優勢不斷地被挖掘，在深入此方面內容的研究中發現，BIM 技術的應用不僅可以提升綠色建筑施工作業進度計劃管理的效率，而且還可以豐富BIM 技術本身的應用與實踐成果。在傳統的工程項目進度計劃管理中，進度延誤、工期延長等問題非常普遍，而在當前的工程項目管理中，進度受多種因素的影響，如工期管理不夠靈活，項目參與方難以組織和協調等。

為解決進度方面的問題，楊西[1]在開展此方面內容的研究后，以A 醫院基建工程項目為實例，從項目進度、工程質量、施工進度等方面，進行進度管理方案的優化，該方法在經過實證后，證實了可以縮短工程施工工期，在保證質量的前提下，避免工程施工出現進度拖拉等問題。以秦元[2]為代表的多名技術人員在研究后，引進了PSO-SVR 算法，以某土壓平衡盾構施工項目為例，設計了施工中的進度優化方法，基于此種方式，為工程施工進度管理與相關工作的規范化實施提出全新研究方向。

本文也將在結合現有成果的基礎上，使用BIM 技術，開展與之相關工作的進一步設計研究。

1 基于BIM 技術的綠色建筑施工項目進度優化

1.1 基于BIM技術編制施工進度計劃

針對綠色建筑施工項目的進度計劃編制，以日、周、月、總控計劃為主線。進度計劃確定以后，加強例會制度，每周一至每周五召開施工進度例會，每周召開施工管理例會和進度情況分析會，解決矛盾、協調關系、調整施工資源投入，保證按照施工進度計劃進行[3]。總進度計劃要結合施工技術方案和區段劃分，充分利用施工工藝中的工藝間歇、工藝特點，抓住關鍵線路上的重點工序，確保各項施工的及時介入，從而保證施工的均衡性和連續性。

在這一過程中，引入BIM 技術，利用工程軟件編制進度計劃及網絡計劃圖，推行全面計劃動態管控，如圖1所示。

圖1 基于BIM技術的綠色建筑施工進度網絡圖

在BIM技術的加持下，通過BIM軟件、信息集成共享平臺等手段，可實時了解工程情況，使工程建設狀況、進度等信息的傳播不會受到地理位置、空間等因素的制約。在建設過程中，要注意統籌，協調和控制。嚴格執行項目建設調度周制，做好項目每日進度表，確保項目的順利進行[4]。在此基礎上，利用計算機技術，實現了對項目實施過程的動態控制。

3D 可視化是BIM 技術的一個重要功能，也是其最主要的優點。利用3D 建模技術，可以有效地解決傳統2D CAD 設計中的一些問題，如表達繁瑣、閱讀困難、理解偏差、溝通障礙等[5]。在施工過程中，若進度計劃出現偏差，則可以及時利用軟件對進度計劃進行修偏和調整，從而更加靈活地改變計劃，使其與實際施工情況相符。

1.2 導入進度計劃實現模擬施工

在完成對施工進度計劃的編制后，創建一個Revit三維建筑模型，再將其導入到Navisworks 平臺當中。導入后，需要將構件模型按照規定的施工順序進行劃分，以此為后續施工工序的模擬提供基礎條件。首先將劃分好的零件集合到相應的工程上，然后按照進度表填入目標工程的起始和終止時間[6]。當該過程中進度計劃發生錯誤時，其與3D 模型的動態連接能夠將全部信息同步更新，實現了進度計劃軟件與3D 軟件的聯動修改，有效地節省了時間并提高了工作效率。在以上的技術流程完成了相應的步驟后，便可以進行4D 施工進度動態模擬。在Navisworks 開發平臺上，可以按照不同的色彩設定來顯示各個構件的起始和終止，并可以使用可視化功能來監視工程的進程。在Navisworks 中進行施工模擬時，可以進行人工漫游，對模型中的結構碰撞以及管線碰撞處的內部細節進行檢測，可以提前發現設計結構存在的問題，從而對施工過程進行優化，對進度進行有效地控制。

利用Navisworks 軟件對工程進行碰撞檢驗后，如果發現了結構設備、管道等在空間上發生了碰撞，將會對工程建設產生影響，進而對其進行優化。首先輸出的是沖突檢測結果，然后返回到Revit 中，對模型中存在的問題進行逐個修正，最后得出最佳的結果。在此基礎上，根據碰撞點反查模型進行修正，有效地解決了因設計原因造成的工程延遲問題，從而保證了工程的正常進行[7]。與此同時，還可以對施工任務的工期進行調整，從而降低了不必要的施工步驟，對施工流程進行優化，因此，還需要對費用信息進行相應的調整，以確保費用和工期信息的一致。

提出了一種最優路線進度優化方法：采用“關鍵路徑”原理進行控制，當進度信息被輸入到管理軟件中時，該軟件可以自動地確定出對工期有重要作用的“關鍵路徑”和對工期有重要作用的工作，從而可以很容易地利用該軟件來進行進度優化。在經過檢驗后，我們發現，順序施工盡管進出場管理方便，但是也有不符合實際的情況。因此，我們改變了原有的進度計劃，利用穿插施工對工期進行優化[8]。具體步驟為：第一步，將Project創建的進度計劃表輸入到項目管理軟件當中；第二步，將橫道圖轉變為雙代號網絡計劃圖；第三步，優化進度計劃。通過流水施工，從初始的項目進度計劃安排中，主體部分施工作業采取順序施工，而且這個工作是一個重要的環節，如果出現延誤，會導致項目整體進度的落后，因此，為了保證整體工期的順利完成，將把底層建筑施工進行提前，從而降低任務的完成時間，并以此實現對項目進度的優化。

1.3 構建綠色建筑施工項目進度保障體系

為確保綠色建筑施工的順利進行，構建如圖2 所示的工期控制組織機構圖。

圖2 工期控制組織機構圖

在組織機構建立后，確保各項工期保證措施順利實施，明確組織結構中的相應職責。保證了項目的總體進度，達到了階段性的目標，對項目進行了階段性的管理，并對各個階段進行了具體的管理，對項目的各個階段都進行了具體的管理，并在各個方面都進行了詳細的闡述。工班制根據工藝來確保日程表，施工隊根據日程表來確保工期表的完成情況。經理部除了要把握總的進度之外，還要根據月計劃來分配施工任務，并將其一層一層的執行下去。制定時間保障制度。針對特殊施工條件，例如冬季施工，為保證施工質量，針對冬期施工內容制定專項施工方案。對施工機械采取防寒保溫措施，且使用適合氣候條件的燃料，以保證機械正常運轉，確保在計劃工期內完成施工。

2 實證分析

傳統項目管理中基于二維圖紙的管理模式面臨表達不全、信息丟失等弊端，必須應用BIM 技術將項目規劃、設計（初步設計、技術設計、施工圖設計）、招投標、施工建造、運營等各階段的信息集成于三維模型中，依托BIM 模型進行工程建造和項目管理，對于參建各方了解建筑構造、降低設計和施工錯誤、科學優化施工部署、精準傳遞工程信息、控制工程進度、降低工程造價、有效提升工程管理過程中信息化、智能化水平有重要意義。以項目全壽命周期設計、施工、運營各階段的信息儲備，為施工過程中的科學決策和精細化監督提供保障，有助于提高工程的整體建造水平，為業主交付一座飽含信息、富有生命力的智慧建筑。

為檢驗BIM 技術的應用效果，以雄安站站房建筑工程項目為例，展開如下研究。

新建北京至雄安新區鐵路線路沿途共設5 座站房，線路全長92.83km。雄安站綜合交通樞紐現狀環境為自然村落和農田綠地，西南方向為白洋淀湖區，自然環境優美宜人。雄安站為高架鐵路車場，線路軌頂標高25m（絕對標高），距規劃地坪15.15m。

本次研究的雄安站站房總建筑面積為47.52 萬m2（不含站臺、雨棚、地鐵區間、地面管廊）。其中軌道交通規模約為6.05萬m2，地下開發空間為8.81萬m2。

本工程按照功能分區，包含以下工程內容：

⑴站房工程：含京港臺/京雄場站房、津雄場站房及相應站臺雨棚工程。

⑵市政配套工程：包含各類公共交通場站、進出站城市通廊、夾層商業等工程。

⑶城市軌道交通工程：包含R1/R1機場支線和M1線的相關站臺、區間、雨棚及換乘空間工程。

⑷地下空間工程：包括地下公共空間頂板以下的所有工程，含地下K1線落客區，不含軌道交通M1線車站及區間工程。

該工程項目的空間部署情況見圖3。

圖3 雄安站站房建筑工程空間部署

本工程的主要內容為雄安站站房及相關工程剩余工程（南北長606m、東西寬355.5m范圍內），包括京雄場地下一層、南北兩側商業區以及K1 線車道、京雄場地面層以及南北兩側附屬配套工程、地面夾層商業區以及落客平臺、京雄場高架層的裝飾裝修及機電安裝工程；預留津雄場部分地下、樞紐1區、樞紐3區地面層及夾層裝飾裝修及機電安裝工程，雄安站整體屋蓋及雨棚的屋面工程。

掌握該工程項目的建設內容與基本情況后，應用BIM 技術，對該工程項目進行進度優化管理。對比管理前與管理后的進度優化情況，見表1。

表1 BIM技術對工程項目實施的進度優化效果

表1中“-”代表工程延期，“+”代表工程提前完工。

其中進度優化前GRG 板吊頂施工對應“-2”，代表GRG 板吊頂施工項目進度優化前的實際工期與期望工期相比，延期2天完成；進度優化后GRG板吊頂施工對應“+6”，代表GRG 板吊頂施工項目進度優化后的實際工期與期望工期相比，提前6天完成。

3 結論

綜合上述研究，得到如下所示的結論：

應用BIM 技術前，該工程項目的施工工序存在進度拖拉的問題，此種問題不僅會導致工程出現延期現象，還會在一定程度上影響施工方的經濟收益。而應用BIM 技術后，不僅解決了雄安站站房建筑工程項目在施工中存在的進度拖拉問題，還實現了工程在預期工期內的提前完善。綜上所述，BIM 技術對于優化工程施工進度具有較為顯著的效果。