2017年5月10日 星期三

.BIM 在智慧工地的典型應用

Building Information Modeling (BIM)




來源:BIM技術時代


BIM是一個由二維模型,到三維模型的轉變過程,也是從傳統施工中被動「遇到問題,解決問題」到主動「發現問題,解決問題」的一個轉變過程。所以,BIM的應用對「智慧工地」建設顯得尤為重要。


眾所周知,傳統建築行業屬於勞動密集型產業,粗放式的管理使工地的勞動力、材料、機械設備的利用,都存在著嚴重的浪費。

美國行業研究院的研究報告中顯示,工程建設行業的非增值工作(即無效工作和浪費)高達57%,製造業這一數字僅為26%。從國際上的經驗,及目前市場建築行業的發展情況來看,開展「智慧工地」建設,是實現精細化管理的最佳手段,也就是說「智慧工地」建設是手段,實現工地精細化管理是目標,最終達到在減少施工成本、保護環境的情況下,按時保質保量完成工程的目的。

「智慧工地」--施工場地佈置篇
「智慧工地」建設從前期施工場地佈置開始,就透過BIM建模手段,對施工場地內各功能區的劃分,塔吊的定位、場區道路的佈置進行建模,透過模型對塔吊的工作範圍、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。


施工場地佈置階段,配合採用相應的技術措施,以確保施工的安全,如在塔吊佈置時,在塔吊上安裝塔吊防碰撞系統,透過塔吊防碰撞系統,對塔吊的吊重和防碰撞距離,進行預警值設置,可以有效的防止塔吊超重,和碰撞情況的發生,以確保施工安全。

同時在施工現場佈置蓄水水池,收集現場的雨水及施工降水。現場雨水通過雨水井過濾後,經雨水管道流入沈澱池,經過沈降、過濾後流入消防水池,被再次利用,為現場消防、噴淋、綠化灌溉,及施工生產用水提供水源。在節約用水的同時,還能通過對雨水的利用,減少施工場地的粉塵。

「智慧工地」--BIM模型應用篇
「智慧工地」的建設,依託於施工現場管理平台。而平台中信息的來源,主要是來自於工程BIM模型。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。


BIM是一個由二維模型,到三維模型的一個轉變過程,也是從傳統施工中被動「遇到問題,解決問題」,到主動「發現問題,解決問題」的一個轉變過程。所以,BIM模型的應用,對於「智慧工地」建設顯得尤為重要。「智慧工地」建設中,BIM模型的應用主要集中在以下幾個方面:

工程量的統計:在BIM模型創建完成後,通過對模型的解讀,能夠分析出各施工流水段,各材料的工程量,如混凝土的工程量。從一些項目實施情況來看,過模型直接提取混凝土工程量,與實際工程量之差,可以控制在1%以內。在鋼結構中,過對模型的分解,直接根據模型對鋼結構構件,進行加工。

施工模擬:在制訂完成施工進度計劃後,透過軟體把施工進度計劃與BIM模型相關聯,對施工過程進行模擬。將實際工程進度與模擬進度進行對比,可以直觀的看出工程是否滯後,分析滯後的原因,以確保工程按計劃完工。

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,提高了交底的可行性。

節點分析: 通過對設計圖紙的解讀 ,對複雜節點進行BIM建模,過模型對複雜節點進行分析。比如複雜的鋼筋節點,在模型建立後,對模型進行觀察,找到鋼筋的碰撞點,對鋼筋的佈置進行優化;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。

綜合管線碰撞檢測:在施工過程中,往往會出現預留孔洞未預留、機電、設備管線安裝時發生碰撞。面對這些情況,在傳統的施工過程中,所採取的措施就是在牆體、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。

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而「智慧工地」建設中,在設計圖紙下發後,根據設計藍圖,對建築物進行綜合建模,把預留孔洞在三維模型中顯示,直接的顯示出各個位置的預留孔洞,防止遺忘。

在結構、建築、機電、設備模型,都創建完成後進行合模,分析出各碰撞點,與設計進行溝通,對設計藍圖進行修改。在工程前期解決了管線打架問題,節約了工期,確保施工的順利進行。

「智慧工地」--勞務管理篇
「智慧工地」建設在勞動力管理方面,首先對施工場地實現封閉式管理,通過閘機等設備,能夠有效的管控施工人員的進出場,杜絕了外來陌生人員進入工地,使得工地更為安全。


通過勞務管理系統,實施實名制管理,能夠根據施工人員的身份資訊,對勞務人員結構組成、年齡組成、性別比例等資訊進行分析,合理優化勞務隊的素質,並且能夠即時瞭解,在場總人數以及各分包隊伍、各個班組、各工種分布情況。

透過一段時間的數據採集,勞務管理系統可以準確提供,該時間段內的勞動力曲線,管理人員可以根據勞動力曲線,對勞動力的使用進行分析,對用工高峰期與低谷期進行對比,優化勞務人員的使用情況,在確保正常施工的情況下,爭取使勞動力曲線更加平滑,從而避免階段性的窩工,節約勞動力使用成本。

由於採用實名制管理,勞務人員透過刷卡進、出施工場地,由勞務管理系統即時記錄,使得施工總承包單位能夠與勞務單位之間,進行勞務人員的考勤進行核實,為勞務人員工資結算,提供真實的考勤依據,避免勞務糾紛。


「智慧工地」--材料和機械設備管理篇
「智慧工地」建設在材料、機械設備管理方面,能夠做到即時管控。

傳統的工地管理模式中,對材料和機械設備的管理,可控制性不強。比如傳統的材料管理:由技術部門提出材料計劃後,由物資部門進行採購,然後由物資部門回饋材料到達現場的時間,材料到達現場後由物資部門進行簽收。那麼在這個過程當中,往往會出現物資不能按時到場,到場材料不足或不合格的情況。

而「智慧工地」則根據物聯網、大數據和BIM技術,對進場物料跟蹤管理。也就是結合電子標籤(如RFID、二維碼等),對進場大宗物資、機電設備、鋼結構、PC構件、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即時監控,管理人員能隨時瞭解,主要材料的進場情況。如材料目前位於哪裡、廠家備貨是否充足、構件的加工情況、材料進場需要的運輸時間。在瞭解這些資訊後,管理人員能夠根據工程的實際進展情況,對材料的進場進行有效的管控。

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。在機械設備進場時,管理人員可以透過二維碼附加的資訊,瞭解進場機械、設備在建築物中的位置和使用情況。在機械設備退場時,管理人員通過二維碼附加的資訊,即時找到機械設備,以防丟失和損壞。


「智慧工地」--遠端監控篇
近年來,各地省市管理單位,正在逐步將影像監控,納入到工地施工建設要求之中。而事實上,遠端影像監控早已成為工地施工的標準建設之一。

「智慧工地」中的遠端監控,不僅僅是對施工場地,及周圍裝幾個攝影機、然後在項目部成立一個監控室,對施工場地進行監控。而且是透過互聯網,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,即時的瞭解施工現場的進展情況,做到透明施工。

通過以BIM、雲端運算、物聯網、智慧設備、大數據等為代表的當代先進技術的綜合應用,建築施工行業正行駛在「智慧工地」的快車道上,傳統的印跡將徹底成為歷史,實現「綠色、智慧、精益和集約」的精細化管理,實現綠色、智慧和宜居的智慧建築,必將成為建築行業發展的方向。



                                                                                                                                                                                                                 

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