3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網: ．BIM 在智慧工地的典型應用

Building Information Modeling (BIM)

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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，透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，透過對模型的分解，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，透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。