BIM技術(shù)在建筑樣板(間)中的應(yīng)用研究

1、BIM技術(shù)在建筑樣板（間）中的應(yīng)用研究天元建設(shè)集團(tuán)有限公司青島二公司六項目QC小組一、工程概況西海岸發(fā)展集團(tuán)·白果樹安置區(qū)（二標(biāo)段）項目，位于中央商務(wù)區(qū)的東部，西鄰東十五路，南鄰薛泰路，施工場地狹窄；本工程為甲類平戰(zhàn)結(jié)合式地下室工程，位于地下一層，戰(zhàn)時設(shè)四個防護(hù)單元，戰(zhàn)時用途均為二等人員掩蔽所，防護(hù)等級常6核6級，防化等級丙級。該工程平時用途地下車庫，車庫人防區(qū)域結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其鋼筋工程。工程立面效果圖見圖1.1圖1.1工程立面效果圖制圖人：韓斌 審核人：張碩 日期：2017年8月1日2、 小組概況表2.2 小組基本信息 小組名稱天元建設(shè)集團(tuán)有限公司青島二公司六項目QC小組成立日期20

2、17年8月1日小組注冊編號TYJTQC-青二006小組成員9人小組注冊時間2017年8月5日課題注冊編號2017-TYJTQC02-06課題類型創(chuàng)新型TQC教育學(xué)習(xí)平均40小時活動時間2017年8月5日-2017年12月30日小成員組成 序號 姓名年齡文化程度職務(wù) 組內(nèi)職務(wù)職責(zé)分工1孟令鋒38本科項目經(jīng)理組長負(fù)責(zé)全面統(tǒng)籌、綜合指導(dǎo)2張碩27本科技術(shù)負(fù)責(zé)人副組長負(fù)責(zé)監(jiān)督校核、審查、施工技術(shù)指導(dǎo)3張偉28?？萍夹g(shù)員組員現(xiàn)場施工管理4宋興偉26本科質(zhì)檢員組員質(zhì)量檢測5張煥玲23?？瀑Y料員組員負(fù)責(zé)信息記錄6胡嘉欣24本科技術(shù)員組員現(xiàn)場施工管理7李繼峰28本科技術(shù)員組員現(xiàn)場施工管理8孫笑27本科技術(shù)員組

3、員現(xiàn)場施工管理9韓斌25本科技術(shù)員組員負(fù)責(zé)BIM培訓(xùn)、BIM樣板建立 制表人：張煥玲 審核人：張碩 日期：2017年8月5日三、課題選擇BIM概述BIM發(fā)展趨勢國家政策集團(tuán)與公司要求BIM(建筑信息模型)不是簡單的將數(shù)字信息進(jìn)行集成，而是一種數(shù)字信息的應(yīng)用，并可以用于設(shè)計、建造、管理的數(shù)字化方法。 它具有信息完備性、信息關(guān)聯(lián)性、信息一致性、 可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性八大特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用到建筑領(lǐng)域使建筑工程在其整個進(jìn)程中顯著提高效率、大量減少風(fēng)險。針對于BIM技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，住建部早在2011年就開始BIM技術(shù)在建筑產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展研究，先后發(fā)布多條相關(guān)政策推廣BIM技術(shù)，通過

4、政策影響全國各地的建筑領(lǐng)域相關(guān)部門對于BIM技術(shù)的重視。2017年2月底，國務(wù)院辦公廳印發(fā)關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見。加快推進(jìn)建筑信息模型（BIM）技術(shù)在規(guī)劃、勘察、設(shè)計、施工和運(yùn)營維護(hù)全過程的集成應(yīng)用，實現(xiàn)工程建設(shè)項目全生命周期數(shù)據(jù)共享和信息化管理，為項目方案優(yōu)化和科學(xué)決策提供依據(jù)，促進(jìn)建筑業(yè)提質(zhì)增效。執(zhí)行公司質(zhì)量管理方針：塑精品，創(chuàng)一流選定課題BIM技術(shù)在建筑樣板間中的應(yīng)用研究項目現(xiàn)狀需要1.施工場地狹小，虛擬樣板可以節(jié)約施工場地空間，施工場地布置圖見圖3.1。2.工程復(fù)雜，尤其人防區(qū)域鋼筋工程如人防門框墻詳圖見圖3.2，BIM樣板方便技術(shù)交底,。3.項目管理人員多數(shù)為新入職大學(xué)生，

5、或未能參與完成一個完整的工程項目，BIM樣板方便培訓(xùn)學(xué)習(xí)。4.節(jié)約材料，節(jié)省成本。5.減建筑垃圾，保護(hù)環(huán)境。圖3.1 選題理由制圖人：韓斌 審核人：張碩 日期：2017年8月10日圖3.1施工現(xiàn)場平面布置圖制圖人：韓斌 審核人：張碩 日期：2017年8月1日圖3.2人防區(qū)門框墻配筋圖制圖人：韓斌 審核人：張碩 日期：2017年8月10日四、確定目標(biāo)及可行性論證1、確定目標(biāo)：通過現(xiàn)狀調(diào)查分析后，確定目標(biāo)：（1）施工場地狹小，虛擬樣板可以節(jié)約施工場地空間，節(jié)約材料，節(jié)省成本減建筑垃圾，保護(hù)環(huán)境。（2）三維可視化技術(shù)交底、技術(shù)學(xué)習(xí)與培訓(xùn)：項目部根據(jù)公司要求，建立基礎(chǔ)防水工程、鋼筋工程、模板工程、混凝

6、土結(jié)構(gòu)工程、砌體工程、抹灰工程等虛擬工藝樣板，并結(jié)合VR技術(shù)及時對操作工人進(jìn)行交底，明確了工藝流程及技術(shù)質(zhì)量要求。項目部將VR技術(shù)的信息交互特點(diǎn)與BIM技術(shù)的虛擬建造特點(diǎn)相結(jié)合，把二維圖紙上的施工平面圖、建筑施工圖集和一些技術(shù)規(guī)范變成更有空間感的信息數(shù)據(jù)模型，方便對新入職或工作不久經(jīng)驗不足的項目管理人員進(jìn)行培訓(xùn)學(xué)習(xí)。（3）BIM標(biāo)準(zhǔn)層虛擬樣板間：因為甲方要求為各戶型做交房樣板，為明確交房標(biāo)準(zhǔn)，項目部建立了各戶型虛擬交房樣板，明確戶內(nèi)墻面、地面、吊頂?shù)冉桓蹲龇?。通過凈高分析、沖突管理及時對影響凈空高度、碰撞沖突的構(gòu)件進(jìn)行精準(zhǔn)定位，分析影響因素。提前發(fā)現(xiàn)各專業(yè)存在的問題，為后續(xù)大面積施工奠定了堅實

7、的基礎(chǔ)。2、可行性分析可 行 性 分 析成員技術(shù)能力具備經(jīng)濟(jì)性公司及項目部支持小組中有多位參加過多次QC活動的成員帶領(lǐng)大家完成QC活動項目技術(shù)人員在公司和領(lǐng)導(dǎo)的支持下不斷學(xué)習(xí)，基本具備完成一般BIM工作的能力，要抓緊時間不斷在實踐中學(xué)習(xí)進(jìn)步。項目部重視質(zhì)量管理工作，對QC小組開展的各項工作給予大力支持和幫助。購買電腦和相關(guān)專業(yè)軟件，并請專業(yè)BIM技術(shù)人員對現(xiàn)場管理人員進(jìn)行BIM培訓(xùn)。小組QC活動經(jīng)驗豐富虛擬樣板代替實物樣板，避免了工程材料的浪費(fèi)，節(jié)約了成本，虛擬樣板可以隨著新工藝的進(jìn)步不斷改進(jìn)可循環(huán)用。目 標(biāo) 可 以 實 現(xiàn)圖4.1可行性分析示意圖制圖人：韓斌 審核人：張碩 日期：2017年8

8、月10日五、提出方案并確定最佳方案1.提出方案 為了完成課題目標(biāo)，QC小組成員在項目部會議室開了BIM技術(shù)在建筑樣板（間）中的應(yīng)用研究專題會議，并邀請了業(yè)主代表、監(jiān)理和甲方駐場人員參加，會議由QC小組組長張碩主持確定了BIM的在本項目的應(yīng)用方向，由小組成員韓斌向大家介紹了BIM技術(shù)在目前在工程中的應(yīng)用情況，并介紹了本次應(yīng)用的初步計劃。我們小組成員將國際上主流的幾種BIM建模軟件和國內(nèi)的幾種BIM軟件從功能、建模難易程度、數(shù)據(jù)分析和最后成果渲染效果等多方面對比分析，提出用建模方面用國際主流BIM建模軟件revit和國內(nèi)主流建模軟件廣聯(lián)達(dá)BIM系列建模軟件，在后期渲染出效果圖方面采用Lumion和

9、revit。2.選定方案 QC小組成員從多角度，多方位考慮，利用廣聯(lián)達(dá)BIM系列軟件和Revit+Lumion建模對比，制作了基礎(chǔ)防水工程、鋼筋工程、模板工程、混凝土結(jié)構(gòu)工程、砌體工程、抹灰工程、項目經(jīng)理樣板間等虛擬工藝樣板的模型搭建。樣板對比如下：（1） 鋼筋工程樣板見表5.1 表5.1鋼筋工程樣板方案分析特點(diǎn)效果展示結(jié)論廣聯(lián)達(dá)GGJ中國本土建筑工程鋼筋算量軟件，根據(jù)國內(nèi)規(guī)范圖集設(shè)定計算規(guī)則，計算工程鋼筋量。優(yōu)點(diǎn)：建模速度快，建模完成可自動出量，模型符合國家規(guī)范及圖集。缺點(diǎn)：圖形不清晰，不能建立較復(fù)雜構(gòu)件，只能算量，不能指導(dǎo)施工。不用Revit國際主流BIM建模軟件，進(jìn)入中國后，結(jié)合相關(guān)插件

10、得到廣泛應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)：可以完成較復(fù)雜的建模，鋼筋顯示清晰直觀可以指導(dǎo)施工。缺點(diǎn)：必須結(jié)合插件，并對鋼筋根據(jù)我國規(guī)范圖集進(jìn)行修改。選用制表人：韓斌 審核人：張碩 日期：2017年8月15日（2） 地下室防水細(xì)部樣板見表5.2表5.2防水細(xì)部構(gòu)造樣板方案分析特點(diǎn)效果展示結(jié)論廣聯(lián)達(dá)GCL中國本土建筑工程土建算量軟件，根據(jù)國內(nèi)規(guī)范圖集設(shè)定計算規(guī)則，計算工程土建量。優(yōu)點(diǎn)：建模速度快，建模完成可自動出量，模型符合國家規(guī)范及圖集。缺點(diǎn)：圖形不清晰，不能建立細(xì)部結(jié)構(gòu)，只能算量，不能指導(dǎo)施工。不用Revit國際主流BIM建模軟件，進(jìn)入中國后，結(jié)合相關(guān)插件得到廣泛應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)用軟件體量及建族功能可以完成較復(fù)雜的建

11、筑結(jié)構(gòu)，模型清晰可以知道施工缺點(diǎn)：建模速度慢，操作較復(fù)雜。選用制表人：韓斌 審核人：張碩 日期：2011年8月15日（3） 砌體抹灰工程細(xì)部樣板見表5.3表5.3 砌體抹灰工程細(xì)部樣板 方案分析特點(diǎn)效果展示結(jié)論廣聯(lián)達(dá)BIM5D中國本土建筑工程BIM軟件，根據(jù)國內(nèi)規(guī)范圖集設(shè)定計算規(guī)則，計算進(jìn)行砌體自動排磚。優(yōu)點(diǎn)：自用廣聯(lián)達(dá)土建算量軟件建好的模型，模型直接導(dǎo)入BIM5D自動砌體排磚。缺點(diǎn)：人工可調(diào)節(jié)因素缺乏，不能根據(jù)工程實際更改模型，抹灰工程不能分層展示，細(xì)部結(jié)構(gòu)不能建模。 不用Revit國際主流BIM建模軟件，進(jìn)入中國后，結(jié)合相關(guān)插件得到廣泛應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)：可以完成較復(fù)雜的建模，可根據(jù)工程任意需要建

12、模，清晰直觀可以指導(dǎo)施工。缺點(diǎn)：建模速度較慢。選用制表人：韓斌 審核人：張碩 日期：2017年8月15日（4） 模板工程工藝樣板見表5.4 表5.4模板工程樣板方案分析特點(diǎn)效果展示結(jié)論廣聯(lián)達(dá)眾然BIM模板腳手架設(shè)計中國本土建筑工程BIM軟件，根據(jù)國內(nèi)規(guī)范圖集設(shè)定計算規(guī)則，計算模板腳手架。優(yōu)點(diǎn)：自用廣聯(lián)達(dá)土建算量軟件建好的模型，模型直接導(dǎo)入眾然BIM模板腳手架設(shè)計自動建立模板腳手架。缺點(diǎn)：人工可調(diào)節(jié)因素缺乏，不能根據(jù)工程實際更改模型，細(xì)部結(jié)構(gòu)可調(diào)節(jié)能力低。 不用Revit國際主流BIM建模軟件，進(jìn)入中國后，結(jié)合相關(guān)插件得到廣泛應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)：可以完成較復(fù)雜的建模，可根據(jù)工程任意需要建模，清晰直觀可以

13、指導(dǎo)施工。缺點(diǎn)：建模速度較慢。選用 制表人：韓斌 審核人：張碩 日期：2017年8月15日（5） 項目經(jīng)理樣板間見表5.5表5.5項目經(jīng)理樣板間方案分析特點(diǎn)效果展示結(jié)論廣聯(lián)達(dá)BIM系列軟件中國本土建筑工程BIM軟件，根據(jù)國內(nèi)規(guī)范圖集設(shè)定計算規(guī)則，建立模型及構(gòu)件。優(yōu)點(diǎn)：同屬于廣聯(lián)達(dá)公司開發(fā)的一系列軟件，文件交互性好，建模速度快。缺點(diǎn)：只能按規(guī)范建立較簡單模型，不能建立細(xì)部構(gòu)造，以算量為主，指導(dǎo)施工能力不足。 不用Revit國際主流BIM建模軟件，進(jìn)入中國后，結(jié)合相關(guān)插件得到廣泛應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)：可以完成較復(fù)雜的建模，可根據(jù)工程任意需要建模，清晰直觀可以指導(dǎo)施工。缺點(diǎn)：建模速度較慢。選用制表人：韓斌 審

14、核人：張碩 日期：2017年8月15日3.主選方案進(jìn)一步優(yōu)化（VR與BIM技術(shù)結(jié)合實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實）在前期已建好的各樣板模型基礎(chǔ)上，根據(jù)集團(tuán)以及公司強(qiáng)推工藝進(jìn)行樣板模型進(jìn)行優(yōu)化，施工模型往往包含豐富的信息，造成模型文件巨大，一般計算機(jī)無法查看，通過全景影像技術(shù)將模型輕量化，減輕BIM應(yīng)用對計算機(jī)性能的依賴，便于項目內(nèi)普及。與此同時，借助云端BIM+VR級云管理平臺，可將項目模型、工藝樣板、樣板間、等信息上傳到云管理平臺。公司領(lǐng)導(dǎo)、項目管理人員可以通過PC終端、web端、或移動端掃描二維碼的方式，進(jìn)行動態(tài)查詢，隨時隨地了解項目信息，并通過云平臺軟件實現(xiàn)項目遠(yuǎn)程管理。六、制定對策圖6.1流程圖制圖人：

15、韓斌 審核人：張碩 日期：2017年8月20日表6.1對策表序號項目對策目標(biāo)措施地點(diǎn)完成時間實施人1軟硬件配置咨詢專業(yè)人士確定電腦配置。保證硬件配置能滿足軟件運(yùn)行需要。項目上DELL移動工作站2臺，公司塔式工作臺?，F(xiàn)場辦公室2017.9.1張碩2軟件培訓(xùn)邀請專業(yè)人士對BIM軟件進(jìn)行培訓(xùn)。小組主要建模成員熟練應(yīng)用軟件。負(fù)責(zé)建模成員參加公司組織的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，在對小組成員培訓(xùn)?，F(xiàn)場辦公室2017.9.10韓斌3樣板構(gòu)件初步設(shè)計小組工程技術(shù)人員確定要制作的樣板構(gòu)件結(jié)構(gòu)。全面了解工程找處復(fù)雜的結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)構(gòu)。結(jié)合圖紙規(guī)范圖集細(xì)化建模，再結(jié)合公司強(qiáng)推工藝優(yōu)化模型現(xiàn)場辦公室2017.9.20宋興偉4BIM技術(shù)加

16、VR深化設(shè)計BIM樣板上傳云平臺電腦，手機(jī)可以隨時查看將優(yōu)化的好的樣板構(gòu)件通過LUMION軟件渲染出圖上傳云平臺?，F(xiàn)場辦公室2017.10.10韓斌5可視化技術(shù)交底與學(xué)習(xí)利用BIM三維模型結(jié)合圖紙，對工人技術(shù)交底，并對管理人員技術(shù)規(guī)范培訓(xùn)學(xué)習(xí)是工人明確掌握施工工藝要求，管理人員進(jìn)一步熟悉掌握技術(shù)規(guī)范。首先，運(yùn)用BIM模型進(jìn)行技術(shù)交底；然后，工人可以在現(xiàn)場隨時隨地打開云端進(jìn)行瀏覽。施工現(xiàn)場2017.10.15張碩制表人：韓斌 審核人：張碩 日期：2017年8月20日七、對策實施實施一：軟硬件配置圖7.1.1硬件配置制圖人：韓斌 審核人：張碩 日期：2017年9月1日圖7.1.2軟件配置制圖人：韓

17、斌 審核人：張碩 日期：2017年9月1日實施二：軟件培訓(xùn) 首先我們選派小組BIM建模成員韓斌去公司學(xué)習(xí)，然后由韓斌回項目部和小組成員交流學(xué)習(xí)。圖7.2.1軟件培訓(xùn)制圖人：韓斌 審核人：張碩 日期：2017年9月10日圖7.2.2軟件培訓(xùn)制圖人：韓斌 審核人：張碩 日期：2017年9月10日實施三：樣板構(gòu)件的初步設(shè)計QC小組成員從多角度，多方位考慮，Revit制作了基礎(chǔ)防水工程、鋼筋工程、模板工程、混凝土結(jié)構(gòu)工程、砌體工程、抹灰工程、項目經(jīng)理樣板間等虛擬工藝樣板的模型，下面以項目經(jīng)理樣板間為例展示。圖7.3.1項目經(jīng)理樣板間制圖人：韓斌 審核人：張碩 日期：2017年9月20日圖7.3.2項目

18、經(jīng)理樣板間細(xì)部制圖人：韓斌 審核人：張碩 日期：2017年9月20日圖7.3.3項目經(jīng)理樣板間細(xì)部制圖人：韓斌 審核人：張碩 日期：2017年9月20日實施四：BIM技術(shù)加VR深化設(shè)計圖7.4.1LUMION優(yōu)化渲染制圖人：韓斌 審核人：張碩 日期：2017年10月10日圖7.4.2LUMION優(yōu)化渲染制圖人：韓斌 審核人：張碩 日期：2017年10月10日圖7.4.3云平臺制圖人：韓斌 審核人：張碩 日期：2017年10月10日 借助BIM+VR級云管理平臺，可將項目模型、工藝樣板、交房樣板、場地布置、進(jìn)度照片等信息上傳到云管理平臺。公司領(lǐng)導(dǎo)、項目管理人員可以通過PC終端、web端、或移動端

19、掃描二維碼的方式，進(jìn)行動態(tài)查詢，隨時隨地了解項目信息，并通過云平臺軟件實現(xiàn)項目遠(yuǎn)程管理。實施五：可視化交底與學(xué)習(xí)圖7.4.4技術(shù)交底制圖人：韓斌 審核人：張碩 日期：2017年10月15日八、效果檢查1、目標(biāo)完成情況BIM模型樣板構(gòu)件都按照計劃在實際工程開始之前完成，并實現(xiàn)利用BIM三維樣板模型代替?zhèn)鹘y(tǒng)文字一起圖片進(jìn)行技術(shù)交底；管理人員結(jié)合BIM技術(shù)對建筑圖集規(guī)范以及施工工藝進(jìn)行鞏固學(xué)習(xí)。在主體施工階段節(jié)約大量材料，為項目開源節(jié)流；在鋼筋工程中對像柱帽，門框墻等鋼筋復(fù)雜部位，提前做好鋼筋排布方案，做好BIM樣板交底，避免了錯誤的發(fā)生，使得鋼筋工程驗收一次性通過，有效避免的了工程返工整改耽誤工期

20、。通過BIM+VR技術(shù)在三維虛擬樣板建造中的應(yīng)用，克服了實體工藝樣板施工成本高、占用空間大等不足。2、經(jīng)濟(jì)效益 通過本次QC活動，我們?nèi)〉昧溯^好的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約資金19300元。節(jié)約人工費(fèi) 6（人）×180元/工日×10工日=10800節(jié)約材料費(fèi)（砌塊、混凝土、模板、鋼筋等） 500元/m³×10m³=5000 300元/m³×5m³=1500 其他2000節(jié)約機(jī)械費(fèi)（攪拌機(jī)、鏟車等） 300元/臺班×10臺班=3000元投入固定設(shè)備、人工費(fèi) -2000活動經(jīng)費(fèi) -1000合計節(jié)約 19300元 表8.1

21、費(fèi)用計算表項 目計算方式合計（元）備 注節(jié)約人工費(fèi)6（人）×180元/工日×10工日10800瓦工、木工、鋼筋工節(jié)約材料費(fèi)500元/m³×10m³=5000 300元/m³×5m³=1500 其他20008500砌塊、混凝土、沙等節(jié)約機(jī)械費(fèi)300元/臺班×10臺班=3000元3000攪拌機(jī)、鏟車投入固定設(shè)備、人工費(fèi)2000-2000投入費(fèi)用活動經(jīng)費(fèi)1000-1000投入費(fèi)用合計19300元制表人：韓斌 審核人：張碩 制表日期：2017年12月15日九、優(yōu)化鞏固1.建立了BIM虛擬樣板族庫。圖9.1BIM虛擬樣板族庫制圖人：韓斌 審核人：張碩 日期：2017年12月12日2.形成BIM運(yùn)用的基本流程通過梳理QC活動流程，對BIM建筑樣板的應(yīng)用總結(jié)出基本的應(yīng)用流程，步驟1：根據(jù)施工設(shè)計建立施工BIM三維模型，并在模型中標(biāo)注相關(guān)的技術(shù)參數(shù)；步驟2：結(jié)合工程實際，施工工藝優(yōu)化模型；步驟3：將施工BIM三維模型通過可視化設(shè)備放置在屏幕上，技術(shù)人員通過BIM模型動