施工BIM-施工深化与成果应用

施工BIM-施工深化与成果应用-BIMBANK

BIMBANK 导言:施工深化的结果提供了施工阶段"以数据为中心的 BIM 项目协同管理"的核心数据。是施工 BIM 应用的重中之重。

一. 施工深化

1.谁来做?

施工深化设计是按照施工过程中的具体需求,对模型进行深化建模或拆分,以满足工程算量、工艺工序仿真或总包分包管理等业务应用之需要。由于应用的需求不同,模型的交付标准也有差异。一般项目团队"不会建 BIM 就不会用 BIM",这部分的工作无法假手于第三方,只有驻场的工程师才了解具体的项目需求的细节,才能提供有针对性的深化服务,并应用相关的深化成果。

2. 何时做?

施工深化的 BIM 模型应在相关的部分施工之前完成。通常应在相关区域施工之前 10~15天 完成相关总包或分包部分模型的创建或深化,为协同检查和方案模拟与优化建议留出充分的时间。

3. 做什么?

建筑施工深化建模是在设计阶段 BIM 模型上增加与施工阶段 BIM 应用相关的施工场地、设施、设备、临建、安全管理以及总包分包工作界面等施工元素,或按照工程算量、工艺仿真、工艺交底、数字沙盘等目标进行拆分、深化、或进行视点、动画等应用内容的准备。

施工深化设计本着"有所为有所不为"的原则,针对应用的具体科目实施有针对性的深化。如基于工程算量与计价的模型规则深化、基于施工工艺装配仿真交底之需要进行节点深化或基于场地交通流线的要求进行临建或场布建模等,应用目标不同,模型的颗粒度、信息封装组织方式及表达方式也不相同- 因此施工阶段的 BIM 模型标准并非是唯一的。

施工阶段 BIM 应用应以施工深化设计后的信息模型、以及必要的建筑施工元素和施工信息为基础。通常深化后的模型深度为 LOD 350-400,这样相关专业才能有效的按照模型施工,确保深化成果的价值。如下图案例为某超高层城市综合体的实施心得,"正是因为有了覆盖全区域的真正意义上可以知道施工的 LOD400 模型,我们才能强调所有专业必须严格按照模型施工,充分利用 BIM 模型的特性,把 BIM 技术的应用拓展到极点施工及管理的全过程,极大的推动施工进度,提高工程质量"。

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▲ 基于 BIM 技术的施工深化设计

4. 如何做?

通常模型深化遵循固定的流程,如下图是机电安装工程的总包单位根据项目的安装指导需要拟定的深化流程:

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▲ 基于 BIM 技术的施工深化设计流程

如前所述:流程服务于应用目的,执行的节点数(角色)越少越好,否则将僵化到难以响应千变万化的动态变更之需求,甚至无法执行。

模型的深化之前通常有两种提资状态:

一种是本项目上游设计企业提供了满足合同交付(提资)条件要求的 BIM 模型,一般模型深度为 LOD300;这时候施工深化可在本版模型上进一步实施,基于特定的施工应用目标进一步深化,如模型拆分、节点深化、进一步封装施工信息等。

第二种是本项目上游设计企业只提供了 CAD 二维图纸,则宜在图纸会审的基础上,针对图纸中的错误基于二维 CAD 图纸实施一轮深化,然后再行 BIM 翻模。而直接翻模,会继承 CAD 中的大多数错误,后期会浪费太多时间在调整上。按照本建议可大大节省基于模型的调整和修改的工作量。

据前所述,深化模型的"提前性"是确保价值落地的关键,手工建模往往效率不高,有时候建模或变更响应的速度甚至赶不上施工的速度,这样的成果指导施工显然将成为空谈。因此成熟的承包商应通过自动化或半自动化的工具提高深化设计建模的效率,确保"提前性"的刚性需要。下图是某企业通过自主开发辅助深化建模平台,基于规则的交互式半自动模型创建(全自动翻模会继承图纸中的所有错误,其过程缺失了分类检查及人工调整措施,模型不准确且后期调整难度太大,不作推荐。),提升翻模效率八倍,确保了模型的"提前性"的达成。

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▲ 某企业的辅助深化建模平台

二. BIM模型成果应用

基于 BIM 成果指导施工,主要是基于直观的 BIM 模型数据、信息的封装与提取、多专业协同作业与数据仿真的成果,在项目作业段实施的准备期提前预演、预估、预判施工过程中的问题,并作出相应的优化与实施建议。相关的工作主要发生在办公室,属于"规划性 BIM"的实施范畴。如在投标之前突击创建 BIM 模型,大体上能够分析项目的重难点,能够较为快速的提取项目的工程量,从而能对项目的竞标进行针对性的准备。

值得指出的是,"模型"指导施工在当前的行业立法缺失背景下尚需要通过合同中明确"规定和授权",因为其在法律上的"合理地位"尚受到质疑,尤其是参与的相关实施方在利益上无法确保完全一致的条件下。因此相关的应用前提是BIM团队及相关的成果应用获得了充分的"授权",或在项目合同中予以约束。

基于 BIM 成果的施工应用应在对项目的本身特点、甲方需求及利益关注、各参与方技能有效评估的基础上,针对能够落地的部分出台具体实施方案,确保价值落地。BIM 施工应用通常包括但不限于以下实施内容:

表10.3-1 BIM 施工应用的常见科目

应用科目工作内容成果说明
1.施工深化建模按照施工应用科目的要求执行深化模型创建:含深化设计模型、临建设施、施工机械及安全设施等。协同深化本身也是一次施工的预演,能够提前发现施工中的问题。深化设计模型成果
2.多平台模型整合(检查、汇报)将不同专业模型整合成整体的模型进行协同检查模型或轻量化的整合模型
3.协同检查与设计优化专业间的错漏碰缺检查,基于检查结果进行设计优化优化报告、优化后的模型
4.真实场景展示将项目置于真实的数字场地(GIS)环境中进行沟通,用于项目投标、汇报与场地分析等。模型
5.施工场地规划/综合排布基于数字化施工场地模型执行场地规划:如建材堆放、主要交通路线规划、标段的划分等模型与仿真报告
6.可视化交底利用 BIM 技术进行施工方案可视化表达与技术交底,形象、直观、准确地传达施工意图。通常基于 3D 图纸或手持移动终端进行基于 BIM 成果的培训与交底。模型或轻量化模拟,3D 图纸
7.4D/5D模拟对施工工序安排及费用进行模拟,提前预判并消除风险。在现场作业阶段:4D 模拟及施工方案优化一般提前 2周 模拟未来的作业内容并进行针对性的和优化,考虑到施工中的偶发变更因素太多,提前太长没有实际意义。模拟视频,仿真报告,施工方案优化建议等
8.工艺工法模拟进行工艺模拟,解决关键线路、关键点的资源调配和工序穿插,优化施工方案。模拟视频与报告
9.工程量清单基于按照算量规则深化后的模型生成工程量清单或数据库,指导采购、备料与安装管理。模型、清单文档或数据库
10.对比分析采集施工阶段现场实际施工数据(照片、视频、点云等),并将实际施工数据与 BIM 模拟数据进行对比分析。对比分析报告或验收报告
11.作业界面划分使用不同的 BIM 模型色彩区分各专业的施工区段,清楚划分施工作业界面,避免各分包单位间相互推诿。模型或图纸
12.造价分析从按照算量计价规则深化后的 BIM 模型中直接计价,通常采用在 BIM 软件平台上开发计价插件,如对接企业采购定额库。实现基于精确造价模型的成本分析。造价文档
13.数字化竣工交付交付竣工模型辅助进行工程验收和运营维护数据初始化竣工信息模型及模型使用说明书
14.施工方案论证运用 BIM 技术对诸如高支模或专项安全施工方案等进行论证,选定合理的施工方案。模型或报告
15. 施工工期控制工期管理流程:根据施工部位及工程量生成施工任务列表,用不同颜色区分各施工区段;施工任务与 BIM 构件关联;设定任务时间;模拟、调整进度计划;根据需要增加劳动力、投资等信息,并对工期滞后情况进行预警。优化报告
16. 施工样板间创建样板间- 一般为装修样板间,辅助验收模型

值得再次强调的是,相关的施工阶段的 BIM 应用来自于需求,而需求是多样的,需要对项目本身特点及甲方的利益诉求有深入的分析。以数据为中心的管理体系强调的核心是:"以需求为根本、以数据为中心、以终为始"。所有的这些应用最终都是通过商业合同的履行,确保 BIM 的服务能够成为服务的产品,确保甲乙双方对 BIM 成果价值的最终认可。

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