发布时间:2023-10-13 15:36:50
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1BIM概述
1.1BIM简介
信息建筑模型BIM(BuildingInformationModeling,BuildingInformationModel)是以工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础,即建筑信息模型的建立。BIM技术应用于建筑工程项目的全生命周期内,以信息为突破口,对其物理和功能属性进行数字化表达,打破设计、施工、运行、管理各个阶段之间的屏障,使设计、施工、运维中各种过程和结果信息始终整合于一个三维模型数据库中[1],帮助实现建筑信息的集成,减少各种项目问题,避免无端浪费及争议,实现工程建筑信息透明化和准确性,实现实时共享,便于各环节、各参与方之间信息地传递,并且不断在更新、丰富和充实。
1.2BIM的发展历程
1975年,乔治亚理工大学教授、“BIM之父”ChuckEastman提出未来可以对建筑体以计算机系统仿真,并命名为“BuildingDescriptionSystem”系统,BIM这一概念首次被提出[2]。20世纪80年代后,芬兰学者提出“ProductInformationModel”系统,1986年,美国学者RobertAish提出“BuildingModeling”。2002年由Autodesk公司提出建筑信息模型(BuildingInformationModeling,BIM),这是对建筑设计的创新,是计算机辅助设计新的重大突破,但尚停留在学术研究领域,缺乏实践案例,无法得到广泛的应用。进入21世纪,随着计算机软硬件水平的高速发展,采用64位引擎GPU的专业绘图芯片同多核处理器协同作用,可执行类并行计算机运算,BIM研究和应用得到突破性进展,全球三大建筑软件开发商,都推出了自己的BIM软件,BIM逐渐成为产业中解决实际问题的生产力工具。2004年正式进入中国。此后很长时间内,BIM经历一个很缓慢的发展阶段,随着我国大型项目的增多、国内外合作更加密切,近十年迎来了我国BIM技术的较快发展,业内对BIM的认可度逐步提高,应用范围日渐扩展,同时也面临着技术人才短缺的问题。
1.3BIM的技术特点
BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大基本特点[3]。(1)可视化:“所见即所得”,建筑物得到更加直观的清晰表现,构件之间形成互动性和反馈性,呈现效果图,便于在项目设计、建造、运营过程中进行沟通、讨论、决策。(2)协调性:在项目施工前期,综合各个专业的设计图纸自动检查,进行碰撞检测,系统识别出存在的问题,对各专业的碰撞问题进行协调[4],并生成报告,将问题解决在设计阶段,避免在施工阶段发生冲突,协同施工进度计划、便于物业化管理。(3)模拟性:在方案和施工阶段可以进行各种模拟,除了三维模型外,还包括4D模拟(3D+发展时间)、5D模拟(4D+造价),如模拟组织施工,节能模拟、进度模拟、造价模拟、紧急疏散模拟、消防人员疏散模拟、地震逃生模拟等[5]。(4)优化性:工程项目的复杂程度较高时,现代建筑物的复杂性大多超过了参与人员本身的能力极限,参与人员的能力无法掌握所有的信息[6],必须借助一定的科学技术和设备的帮助,BIM技术即具备这样的优势。(5)可出图性:可快速需要的各种生成平、立、剖图纸,生成明细表,及体积、面积等数据,并且“一处更改,处处更新”,避免传统2D绘图由于疏忽带来的遗漏,造成实施中不必要的损失。
2我国水利工程运维管理中存在的问题
2.1传统管理手段存在局限性
我国中小型水利工程分布广泛、数量众多,受到地理环境的影响,多集中在较为偏僻的地区,管理水平相对落后。目前水利工程管理仍以传统的纸质资料和CAD图形作为信息载体,对工程资料进行保存、归档、调用,来保存信息进行设备管理,这存在很多问题。诸如六七十年代所建的众多闸涵,很多是纸质手绘图纸,并且由于年代久、易丢失、材质脆、难储存、字迹辨识困难,其中很多工程只能找到部分图纸,这些资料很难完整表达工程的具体情况。随着计算机技术、网络技术和信息技术的飞速发展,近年来一些中小型水利工程管理单位也在逐步完善电子图表影像资料和推进数字档案工作,可是水利工程的管理模式还是以相对静态的、独立的传统粗犷形手段为主,信息独立,难以关联、整合,很难将工程管理工作系统化、动态化,影响了工程工程运行管理和维养作业的效率及质量,传统的水利工程管理模式存在的局限性日益凸显。
2.2运维过程中存在技术障碍
一般水利工程建筑生命周期从规划、设计到施工,可能只需要0.5~3年时间,但交付使用后,运行、维护、改善和更新的时间将长达20~100年。工程的维护运营阶段占有工程全生命周期的绝大部分,工程运维涉及工程管理方、水利勘察设计院、工程施工建设单位等多个专业或团队,多方之间很难对工程做到及时有效地协同管理,工作内容烦琐、效率较差,如在传统的物业管理中采用指派联络员填写表格、参照工程现场照片示意、情况说明等自成体系的独立管理模式,信息相对孤立,各个专业之间沟通不顺畅,信息流动性差,存在一定的技术对接障碍。
3BIM技术在运维管理中的应用分析
随着经济和社会的飞速发展,计算机技术、互联网技术、遥感技术等在各个领域被广泛应用,信息化的发展使得工程的规划设计、施工建设和运行、维养更加智慧、高效。随着BIM应用的越来越多,水利工程的运维管理也在逐渐遇到机遇和挑战,工程运维管理与工程的设计、施工一脉相承,将BIM模式嵌套入工程运维管理之中将是未来发展的必然趋势。为了提高水利工程运维管理效率,在现行的物业化的维养方式的基础上,将BIM模型与之相结合,对于在设计、施工阶段已装配了BIM系统的水利工程,可以实现BIM技术地直接对接管理,而对于大多数中小型水利工程,可以尝试将BIM模式地工作思维渗透到其运维管理工作之中,根据具体条件,分阶段推进BIM化管理。
3.1在工程项目维修养护施工前
在工程项目维修养护施工前,利用BIM良好的可视化和协调性特点,能够更形象、准确、全面、快速地掌握和传递工程运维管理信息。现行的水利工程物业化管理模式,在每年维修养护项目开始前,根据工程情况上报维修养护方案,审批后进行公开招标、签订合同、施工单位组织施工、竣工验收。在整个过程中,针对工程情况,管理单位需要与设计院和施工方进行多次接洽,而BIM技术具有“所见即所得”得可视化效果,将岁修养护需求、方案等通过参数化赋予在三维模型的族构建中,工程得到更加直观的清晰表现,形成互动性和反馈性,呈现效果图,利于相关方面进行有效沟通。在维修养护施工前,通过4D模型(三维模拟叠加项目的发展时间)和5D模型(4D模型叠加造价)模拟组织施工,确定合理的施工方案和工序安排来指导施工。这样将技术设施、工艺做法、用料、工程量、资金预算等问题信息打包集成,便于管理方同设计院、施工方等各方精准、高有效对接,利于工程后期管控。
3.2在工程项目维修养护施工过程中
在工程项目维修养护施工过程中,统筹调度工程的进度、成本、质量与安全管理。在进度管理方面,通过不同颜色来细分标注施工状态,将计划施工进度与实际进度进行对比,生成时间轴,及时调整施工进度并形成记录,提高速度的总体控制。利用BIM技术形成成本控制,通过添加施工日志、工程量月表、项目清单、明细表等信息,实现成本精细化、动态化管理。施工人员、实施时间、新增或更换的配件信息等及时上传到BIM中,形成质量和安全工作的动态记录,提高质量与安全管理时效性、可溯性。基于BIM技术建立的协同工作的平台,有利于各方面人员或团队可协同合作,例如在出现现场变更问题时,一方在授权内做出的变更可同步到其他参与方,具有“一处更改,处处更新”特性,协同施工进度计划,BIM技术模型能够打破CAD时代各专业独自作业、工作流线交错复杂、设计难以更改的壁垒,有效避免了传统2D绘图由于疏忽带来的遗漏,造成实施中不必要的损失,便于物业管理,节约人力、物力、财力,有效提高了管理效率。
3.3在水利工程运行管理中
中图分类号:TU47文献标识码: A 文章编号:
1 概述
帷幕灌浆是用一定配合比的水泥浆液通过钻孔压入基岩岩层裂隙中去与岩石铰接,以提高基岩的强度,改善基岩的整体性和防渗性。天然状态下,基岩的透水性较强,会导致渗流冲刷基础而危及工程安全,但由于整个施工过程具有隐蔽性,因此从监理角度控制施工质量远不如地面工程那样一目了然。本文站在现场监理工程师的角度,总结了深圳市观澜调蓄池工程(3号)强风化粉砂岩及砾砂岩层帷幕灌浆施工质量控制中的具体做法和经验体会,希望能对以后的水利工程建设中类似工程的施工监理提供一份借鉴资料。
调蓄池工程占地面积为3.21万平方米,有效容积为22.0万立方米,调蓄池主体采用全地下室方案,地下室底板埋深15.9~21.7m。为维护管理方便,调蓄池设置有进出车道,河堤道路标高为34.20m,调蓄池顶盖土高程为30.80~32.30m,调蓄池池顶高程为30.30m,池底高程为19.50m,调蓄池设计提升规模为每天40万立方米。
为确保调蓄池池侧壁安全,本工程采用了高压灌浆形成止水帷幕以阻止地下水进入基坑,灌注止水帷幕位于支护桩间中心线上,与冲孔灌注桩溶合搭接,形成总体防渗帷幕,为基坑的正式开挖提供可靠依据。
2 质量控制措施
2.1 施工前的质量控制
首先,工程开工前应对施工单位进场的用于灌溉作业的机械设备、仪器仪表、计量观测装置和其他辅助设备进行重点审查,包括钻机、高压泵、搅拌机、输浆管等的型号、性能参数,必须满足帷幕灌浆工艺需要。其次,核实承包商报送的现场管理人员、技术人员和关键技术工种人员的配置和资历、资质情况。再次,对于进场原材料质量,要进行监督、检查和鉴定,所有的原材料必须具有出厂合格证或检验单,并在监理人员见证下取样,送到相关质检部门检验合格后方可使用。最后,应根据工程的地质条件,选择和实际灌浆区相似的地段做灌浆试验,确定帷幕灌浆的孔深、灌浆压力、灌浆方法以及封孔方式。
2.2 施工过程中的质量控制
帷幕灌浆的施工轮廓上可分为6个程序:布孔—钻孔—洗孔—压水—注浆—封孔。下面我就以本人在工程上的心得体会在重要环节方面作简要说明。首先,在布孔和钻孔方面,施工单位必须按设计要求按次序施放孔位,并在实地注明各孔序号与孔号。未经监理工程师的同意,不得随意改变钻孔次序。钻孔作业中,承建单位应对孔斜、孔深及时检查,并且每孔终段钻孔冲洗结束后,孔底偏斜应经监理工程师检查。对于先导孔和检查孔,施工单位必须出示保存完整的岩心,并在取芯钻孔结束后,及时向设计单位提供钻孔柱状图一份。其次,对于洗孔和压水,都必须严格按照规范要求的来做,各先导孔和检查孔的压水试验工作要有监理工程师在场时进行,其他各孔压水试验也需通知监理工程师。另外,试验时要保证栓塞位置准确,孔口、管道及接头等处不得有任何漏水现象,否则应暂停本段压水试验,待处理合格后再重新进行。最后,针对注浆和封孔是帷幕灌浆最为重要的环节,监理工程师更应该全方位把握,灌浆段长和灌浆压力必须符合设计规范要求,如果检查发现记录压力与实际压力不符,施工人员应及时检查分析原因,进行调整并在记录上注明;对于违规操作或弄虚作假者,监理工程师将依照有关规定进行处罚。另外,各孔段的灌浆必须连续进行,开灌前根据所做的压水试验备足灌浆材料,若因故中断,必须按规范要求进行处理,并如实记录原因,处理措施上交监理工程师。至于浆液浓度和浆液变换更应该严格按照设计和规范要求。由于地质条件不同,所选择的灌浆方式也有所差异,本工程采用的是自上而下分段灌浆法,为了缩短浆液的待凝时间,采用孔口封闭法。这样,监理工程师更需要严格把关每孔最后一段注浆时,施工人员下注浆管距孔底的位置。这样以来,即使以前可能会出现的漏灌段也能得到一定的补灌,保证工程质量。
2.3 资料的整理和保存
在钻孔与灌浆作业中,承建单位必须认真做好原始记录。原始记录必须真实、齐全、准确,并且及时将当前已完成的资料上交给监理工程师审核签字。其内容主要有:灌浆平面图、钻孔孔斜情况及孔斜投影图、取岩芯钻孔的柱状图、灌浆透水率及单位注灰量统计表、帷幕灌浆工程质量检查孔压水试验成果表等。
建筑工程在建设的整个过程中,涉及多个方面,需要做好这多个方面之间的沟通交流,从而保证信息获得的及时性,避免不必要的浪费和投入。这样不仅提高了整个信息交流的效率,同时还将整个施工成本控制在自己可以掌握的程度之内,提高整个工程的工作效率,确保整个施工项目按时交工,避免出现建筑工期延误等现象。整个建筑工程在施工过程中,涉及多个项目,这就需要相关的管理工作人员做好不同项目之间的信息沟通工作,不仅要保证信息的准确性,还要确保信息的及时性。随着现代社会的发展,2D信息模型已经无法适应整个建筑工程的需要,而3D是未来一段时间内的发展趋势。
1 在建筑工程中实现多维管理的关键性技术
现在市面上存在的多维管理理论中,以CAD为基础的4D技术理论存在着不容忽视的缺陷,而在建筑工程的信息模型发展之中,便提出了一种新的研究方向,即以BIM为基础进行多维集成管理。BIM技术在不断发展过程中,更是改变了克服了nD集成方法中存在的缺陷。在两者之间相互联系之后,一些工作人员提出了两者数据之间的密切关系,并且运用一些茶校训的软件对于数据联合性关系进行分析,从而制定出一种群新的多维集成管理的建筑工程模型。
工程多维集成管理方式可以详细说明BIM工程中nD集成管理模型构建的结构,并且在了解整个结构的特性之后,可以了解整个工程的建设特征,并且还可以了解整个工程不同组件之间的属性,继而了解3D组间与工程关系模型中所存在的特点。传统的BIM技术存在着一些缺陷,无法以模型为基础清楚解决组件和工程量之间的关系,为了要进一步实现集成管理,技术人员可以根据整个建筑工程的建设规律,对3D模型中不同组件进行属性赋予,从而实现集成化管理。在整个工程过程中实体数量要对多维集成管理基础的实现有着很大的影响,工作人员一般要对工程的实体进行统计,从而为整个集成管理系统提供了可以参考的计量理论,有助于揭示不同BIM属性中不同部分之间相互紧密的关系。这样不仅可以提高整个工程的工作效率,降低整个工程的施工成本,还可以实现整个建筑工程的多维集成管理模式。
1.1 要想使用多维集成管理模型就必须要了解模型的赋值机理,还要对整个数据结构进行分析研究。在分析研究的过程中,必须要以工程的实际情况和产品的特点以及3D模型不同组件数据属性数据结构为基础,继而对数据进行分析处理工作。在此基础之上,要了解整个模型的赋值机理,从而做好整个工程的安排工作。
1.2 对于以BIM为基础所产生的激励以及计量理论进行研究分析时,工作人员要对工程的特性属性以及各种数据结构进行十分详尽的分析,要深入研究和把握组件之间的属性数据的赋值以及组件之间属性的特点,只有这样才能结合整个工程的基本性特点,同时还能掌握整个建筑工程在建设过程中所呈现出来的规律。
1.3 不同于西方建筑工程,我国建筑工程有着独属于自身的特点,施工单位要以施工现场的实际条件为基础,选择适用的建设技术,同时还要做好整个工程的监督管理工作,确定商业模式,对传统的管理方式进行优化,同时提高整个工程的控制能力和管理的工作效率,引入先进的管理理念,确定高效的管理方式,进一步促进我国建设事业的长远发展。
2 对多维集成管理的基础性研究
2.1 传统的3D组件在生产过程中存在着一定的滞后特性,而以BIM为基础的3D组件之间则有着极高的灵活特性,具有动态的特性
属性值包括工程量清单、工程造价、能源分析等,这些基础的数据位模型的建立提供了重要的基础以及理论依据。在对模型的质量进行衡量时,需要从组件的属性类别、赋值范围以及实现方法等多个方面制定评判的指标。建筑工程的属性主要包括两类,一类是图形属性,另一类是非图形属性,在分析的过程中,需要从位置坐标、长、宽、高、颜色等多个方面进行分析,还要从建筑产品的型号,安装工艺以及费用等多个方面进行了解。只有了解组件的属性,才能对其进行灵活配置。组件的属性包括密度、材料的型号等,还要了解材料的市场价格,这样才能提高建筑产品的管理工作。
2.2 基于BIM模型和工程计量理论的工程量生成机理
基于BIM的建筑模型的组件数据全都存储在关系数据库表中,通过选取恰当的组件属性值作为关键字,使用SQ「对数据库中对应的建筑组件表中的记录进行查询统计,并采用符合我国建设工程工程量清单计价规范的计算方法进行计算。通过读取数据库内的所有组件对象记录数据,可生成初步的工程量表。但对于几乎所有的工程项口,这个工程量表都可能是不完整的。施工之前的设计阶段以及施工过程需要的准备工作、辅助设施、临时设施,由于建模不经济、较难建模,其工程量没有体现在自动生成的工程量表中。在有些特殊的情况下,需要手动添加未通过组件属性获取的工程量消耗项,以形成最终的工程量清单。
2.3 工程组件与工程量的关系系统模型
基于BIM与关系数据库技术,可以建立一个灵活的工程项口关系系统模型,支持工程多维集成管理。这个工程项口关系系统模型的核心是工程组件、工程量清单项、工程进度计划这3者之问的关联模型,其基础则是工程组件与工程量清单项这2者之间的关联模型。查询命令涉及到的特定工程组件,同时对应着工程量清单定的一个或多个项。通过将特定工程组件和特定的清单项之问的关系与查询同步存入数据库中的关联关系表中,来建立这个项口关系系统模型的基础。
结束语
在对建筑工程的发展现状进行研究后,相关工作人员要找出多维集成管理的实现基础,多维管理具有动态发展的特性,在分析与研究时,要了解nD集成管理实现的基础性关键技术,还要了解工程组件属性数据的赋值机理,掌握数据的结构类型。传统的2D分析已经无法满足建设工程发展的需求,所以,技术人员要研究3D建设信息模型化转变的方式,这样才能促进建设工程更好的发展。关联3D工程组件与工程量有着密切的关系,技术人员在掌握基础性以及关键性的技术后,才能制定出建设工程多维集成管理的有效方法,降低建设的成本,加快建设的进度,才能研究出建设行业发展的新方向,提出建设行业发展的新思路,从而促进建设行业健康、稳定的发展。
参考文献
1.水闸工程启闭机的主要应用类型和属性
1.1卷扬式启闭机
卷扬式启闭机是闸门的重要程序,被广泛应用于很多大型闸门上。启闭机主要是由左半机和右半机组成的,中央部门是由中心轴连接的,为了保证其同步运行,需要根据启闭机管理形式的要求,保证水闸的有效性。
1.2螺杆式启闭机
螺杆机指的是用于水工建筑中控制水闸的水利设备,需要通过承重螺母的旋转,带动螺杆作升降运动,实现开启和关闭闸门,进而对水位和水量进行控制。螺杆机广泛被应用于水电工程中,其最大的特点是操作简单、能在短时间内实现能量的转换。
1.3液压启闭机
水利水电工程闸门的液压启闭机采用的是液体传递能量,启闭机本身具有管理方便、运行可靠的特点,其应用范围也比较广。它是根据液体静压原理,利用液压传递动力,达到启闭闸门的目的。
2.水闸工程启闭机管理与维护中存在的问题
2.1水闸工程启闭机的改造工作滞后
在水闸工程启闭机的实际使用过程中,由于水利工程相关技术发展迅速,水闸工程启闭机相关技术也是日新月异,随着技术的革新与发展,对于水闸工程启闭机的要求也越来越高,也要紧跟先进技术的步伐,对水闸工程启闭机要根据实际需要和相关技术的提高而不断地进行改造。但目前多数水利工程中的水闸工程启闭机都不能够及时完成改造工作,相关的改造工作不能够适应实际的需要,这往往会导致水闸工程启闭机的工作效率低下,也会影响到整个水利工程的安全和质量。
2.2水闸工程启闭机的局域规划调整不合理
多数水利工程的建设是为了区域经济的发展而服务的,在进行水利工程的设计阶段,必须做好局域规划调整工作,部分区域对于水利的需求较高,这就对水利工程提出了较高的要求,水闸工程启闭机的运转效率也要符合实际的需求。但在现实中,水闸工程启闭机达不到实际运转需求,导致相关工作的工作效率低下,所以必须及时对水闸工程启闭机进行规划和改造,使其适应水利水电工程的具体要求。基于局部规划形式的要求,必须形成高效合理的局域规划机制,如果缺少有效的规划机制必然会对水利工程的发展产生影响,增加水利工程的施工难度。
2.3水闸工程启闭机的线路电机使用不当和老化问题
水闸工程启闭机的线路和电机的使用是影响水闸工程启闭机正常工作的重要因素之一,同时线路和电机的使用不当和相关设备的老化也是水闸工程启闭机管理c维护中经常出现的问题。在水闸工程启闭机的实际使用过程中,要根据相关电路的形式组合,要及时做好水闸工程启闭机电机的维护管理工作。但在现实中的水利工程建设和运行中,水闸工程启闭机的电路设计往往会存在诸多不合理的地方,例如电路损坏、电力交叉以及电线老化,但在实际工作中这些问题不能够及时维护和解决,就会影响到水闸工程启闭机的正常工作,也会波及到整个水利工程。另外,水闸工程启闭机的保护罩也会经常出现不同程度的损坏和老化现象,如果得不到及时的维修和管理,电机的工作效率也受到严重影响,也会导致整个水利工程的工作效率低下。
2.4水闸工程启闭机的闸门设计标准缺乏系统化
随着我国水利工程的不断发展,对于水闸工程启闭机的闸门标准要求也在不断变化,而在水利工程的建设之中必须执行严格的标准,要以统一的要求和规范为依据开展各项工作。但是在实际中,水闸工程启闭机的闸门设计的安全标准不达标的现象也时有发生,当闸门设计标准要求过低时,闸门的工作效率就会受到一定的影响,安全标准设计较低时,也会加快水闸工程启闭机的老化和损坏的速度,对水闸工程启闭机的正常工作和运行也会带来一些不良影响。
2.5水闸工程启闭机的相关技术人员专业素质不达标
导致水闸工程启闭机在实际使用中出现问题的一个重要的原因就是相关技术人员的专业素质欠缺,由于水闸工程启闭机的管理与维护工作对技术要求较高,相关工作人员的专业素质和能力也需要过硬。在实际工作中,如果对于水闸工程启闭机的技术人员的考核工作不合格,那么在实际的水闸工程启闭机管理与维护工作中就会出现许多问题,例如水闸工程启闭机操作不合理,电机使用不当导致电路交叉和损坏等问题的出现。
3.水闸工程启闭机的管理与维护具体措施和建议
3.1加强水闸工程启闭机的检查工作
工作人员要定期对设备进行检查,专业工作人员要对各个环节进行检查,尤其是设备的细小环节,定期对其检查,尤其是在汛期前后,成立专项检查队伍,降低风险。在实践过程中要做好制动机的检查工作,包括:线路是否存在损坏的情况,接头是否牢固、安全装置是否有效等,如果在检查阶段出现异常情况,必须及时停止启闭机的应用,及时对机器进行维修。由于前期检查工作比较复杂,工作人员可以提前制定有效的检查计划,按照已有检查指标的要求,确定系统有效的维护机制。
3.2注意合理引进和应用先进的技术
水闸工程启闭机管理与维护相关技术发展迅速,日新月异,更新换代较快,要注重引进新进的科学技术,例如水闸闸门经过长时间的应用后会出现腐蚀的情况,要及时进行除锈,满足水闸闸门的后续运行。因此在实践过程中可以积极引用新型保护技术,优化支撑装置和止水装置。为了提升设备的应用周期,需要合理设计门槽,保证闸门的灵活性。
3.3注重相关技术人员的专业素质与能力
关键词:BIM;工程造价管理;斯维尔软件;设计优化;建议
Key words: BIM;engineering cost management;Tshwane software;design optimization;suggestion
中图分类号:TU723.3 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)19-0166-04
0 引言
我国传统的工程造价管理模式存在与市场脱轨,效率低下的问题,缺乏精细化、智能化和信息化的管理[1-2]。随着信息化时代的到来,建筑信息模型(BIM)的提出为建设工程领域带来了新的革命[3]。利用BIM技术进行工程造价管理是工程工程造价管理领域的新思维、新概念、新方法,它不仅解决了海量建筑信息处理的难题,而且实现了工程造价的全过程管理和不同角度的多算对比,这对现今建筑行业工程造价管理的发展起到了至关重要的作用。
1 斯维尔工程造价软件介绍
深圳市斯维尔科技有限公司将BIM技术运用于工程全过程的集成管理,它是基于BIM技术的建筑设计、造价、管理的数字化方法,支持建筑工程的集成管理环境,可使建筑工程在整个进程中提高效率、减少风险。
1.1 斯维尔三维算量软件介绍
斯维尔三维算量3D2012三维算量TH-3DA是国内首款基于AutoCAD平台的面向建筑行业的工程量计算软件,软件采用“虚拟施工”的方式对工程项目进行虚拟三维建模,经过对图中各构件关联清单、定额、钢筋和进度,根据清单、定额所规定的工程量计算规则,结合钢筋标准及规范和进度计划,自动进行相关构件空间分析扣减,得到工程项目的各类工程量[4-5]。
1.2 斯维尔清单计价软件介绍
斯维尔清单计价软件所用的GB50500-2008规范是《建设工程工程量清单计价规范》的配套软件。软件涵盖30多个省市的定额,支持全国各地市、各专业定额,提供清单计价、定额计价、综合计价等多种计价方法,适用于编制工程概算、预算、结算,以及招投标报价。软件提供二次开发功能,可自定义计费程序和报表,支持撤消、重做操作。此外,专业版计价软件提供造价审计审核、指标分析、计量支付功能[6]。
2 斯维尔软件在工程造价管理中的实例应用
2.1 实例背景资料
本实例是某学院的一栋教学楼工程,建筑面积有1434m2,框架结构、教学楼共计5层,地下1层,层高为4.2m,室内地坪标高为-4.2m;地上为四层,首层层高为4.2m,二、三层高均为3.3m,出屋顶楼层层高为3m。地下室与首层地坪高差正好是地下室的层高。
2.2 构建模型
新建工程项目并进行工程设置后,利用软件建立三维建筑模型,图1为建立好的教学楼基础层及地下室的三维模型。
建立模型后挂接做法,构件的工程量就可以统计出来了,应用三维算量软件和清单计价软件分别编制教学楼工程量清单及分部分项工程量清单计价表。
2.3 优化设计
根据所建立的三维建筑模型和工程量的比对和分析,结合结构优化分析案例和实际建设中经验,并通过相关荷载的计算,可对建筑设计进行优化:将地下室楼板由双向板改为单向板,板厚由150mm改为100mm,相应的支座负筋一并修改,同时增加横向次梁,次梁及框架梁高度一律改为600mm,配筋见图2,新增次梁配筋编号见图3。
优化模型,计算工程量,与原设计方案进行比对,将新设计方案建立三维建筑模型与原设计方案对比,如图4的优化只涉及梁、板部分,所以在此仅显示与优化相关的构件,便于观察对比。
使用“工程对比”功能实现优化前后工程量对比(图5)和钢筋量对比(图6),将算量文件导入斯维尔清单计价软件,建立对应的组价文件,设置好信息价文件和费率,进行分部分项工程、措施项目、其他项目、工料机计算和汇总,生成取费文件,形成报表文件。
2.4 优化结果对比分析
2.4.1 模型对比 利用三维算量软件进行实体建模,分析可视化三维模型和各个构件的工程量,结合结构优化分析案例和实际建设中经验,发掘原建筑设计方案可做出改进的部分(将双向板改为单向板,增加横向次梁,从而减少板的厚度及钢筋工程),通过相关的结构荷载计算,制定出满足荷载要求的优化设计方案,使设计趋于合理,从而提升工程质量。
2.4.2 工程量对比 对优化的方案进行工程量和钢筋量的统计,运用软件“工程对比”功能可以直观地对优化前后的工程量进行对比,图6可以看出优化后的钢筋工程量比初始设计减少773.75kg,可见设计方案的优化减少了钢筋工程量。
2.4.3 工程造价对比 运用清单计价软件进行工程组价,并生成工程投标汇总表,根据优化前后方案的对比,可计算优化后的造价减少1219.33元,可见方案的优化节约了工程成本。
由此可以看出,斯维尔软件BIM技术的应用实现了设计方案的优化,在确保工程建设质量的前提下,减少了工程量,节约了成本,这充分体现出斯维尔软件在工程造价管理方面的优势。
3 斯维尔软件在工程造价管理中的优势
在初步设计阶段,三维算量软件的快速识别功能可以针对建筑方案图迅速建立算量模型,利用“实物量”算量模式计算出实物量,再根据以往经验指标,计算出造价,利用综合对比的功能,评价出最优设计方案;在施工图设计阶段,为满足开发商有效控制造价,软件制作了各种经济指标报表,完成算量后各种经济报表能够自动生成;在招标过程中,软件在工程属性设施上设定招标工程量清单计价模式,可以严格按照清单算量、计价规则计算工程量并进行计价,同时根据相关要求生成招标文件;在投标过程中,三维算量软件内含全国各地区的定额,施工单位能轻松完成并输出定额结果;在施工阶段,三维算量软件可以利用“预算模型文档”,输出所需楼层或是部位的工程量,完全解决了进度工程的计算问题,实现了四维项目管理;在决算审核中,针对工程量核对逐步细化的特点,软件设置了相应工程量核对的功能,通过提供各种工程量的汇总,便于排查工程量与有差别的楼层和构件,任何数据都可以查阅出明细,并直接查到模型的具体三维构件,构件的扣减情况通过体积、面积展开详细解释,一目了然。
4 国内现行工程造价管理的改进建议
4.1 技术角度
软件技术有待开发。国内工程造价管理软件的检核功能多限于构件扣减情况、构件钢筋配置情况、构件尺寸是否异常、对应所属关系的检查,并没有详细系统的检查体系[7]。国外的工程造价管理软件有优秀的冲突检查模型,该模型可分析出规划中存在几何冲突及位置相撞,各部件之间的冲突碰撞在屏幕中预先显示,同时还具有跟踪处理的功能,从而优化初步规划和施工流程,减少项目风险,加快建筑进度。
在成本管理方面,国内工程造价管理软件多为相应的配套软件,成本管理的体系和数据也不够全面,对于各细部构件的研究和比对没有详细专业的管理系统软件[8]。国外的软件有针对成本管理的专业成本管理器,通过成本管理器中详细的数据库,可以根据需要对构件等进行筛选、查看和比较。
5D BIM模型的深化。5D BIM模型是建筑企业精细化管理的核心,这种技术是在3D BIM模型上配置时间进度计划和造价信息,同时记录实际进度执行情况,统计已完成工程量及造价等信息,形成包含“计划进度、工程量及费用”和“实际进度、工程量及费用”的5D BIM模型的过程,从而实现以“进度控制”、“投资控制”、“质量控制”、“合同管理”、“资源管理”为目标的数字化“三控两管”项目总控系统。现阶段国内虽然有软件开发公司对5D BIM模型进行研究,但多处于模拟设计阶段,根据实际情况实体施工阶段的进度管理和成本控制的应用并不广泛。
此外,在5D BIM模型的基础上,国外已研究并应用6D BIM模型(Sustainability Optimization)和7D BIM 模型 (Facilities and Asset Management),并随着BIM应用的不断扩大和深入,进行nD BIM 模型开发和研究。
4.2 经济角度
BIM的应用价值已被大多数企业所认同。在企业实施过程中,主要关心的还是效益问题:实施BIM意味着企业要在购买软件、招聘和培训人才、聘请外部服务团队等方面有所投入,这些投入是否真的能给企业带来所期待的利益。针对这些问题,我们要对BIM投入后的收益情况做出详细、准确、清楚的效益分析,从而让企业了解到:BIM技术前期生产效率降低所带来的成本增减是显性和即时的,但在BIM实施的后期,前期良好的设计和规划有助于生产力水平的提升,逐步恢复到原有水平并高于原有水平,BIM所创造的质量、经济效益开始显现,这种提升对企业有着长期持续的良性影响。
4.3 实践角度
BIM工程造价管理技术需要推广。要想推广BIM技术,最关键的就是加大中国建筑市场对BIM技术的需求。建立以政府为主导,引导企业及个人对工程造价管理的BIM技术应用:政府建立BIM标准和指南,借助政府公共项目率先完成指定的BIM技术应用,同时邀请相关机构展开跟踪研究,进行社会效益及经济效益的分析评价;引导企业及个人通过自身试点实施BIM技术的应用,从而熟悉工作模式和业务流程。在此基础上,结合各方的经济效益评价,让政府、企业以及个人了解到BIM技术应用在工程造价管理上的优势。在技术得到认可之后,制定更加详细具体的标准和指南,使BIM技术推广到更多的政府项目及民营企业项目中去。
增强软件兼容性,与国际接轨。目前国内的工程造价管理软件多是支持自己体系的软件,对市面上其他软件并没有涉及过多的兼容,尤其是对国外应用广泛的的设计软件,如Autodesk的AutoCAD各种版本,Bentley的Microstation等,在图纸识别建模的过程中会存在偏差。此外,国内工程造价管理软件应汲取国外软件的优点,将新进技术引入,结合我国国情制定出优秀BIM工程造价管理软件。
参考文献:
[1]Goldberg H E. The Building Information Model[J].CADalyst,2004,21(1):56-58.
[2]张建平.基于BIM技术的研究与应用[J].施工技术,2011,15(1):15-18.
[3]刘照球,李云贵.建筑信息模型的发展及其在设计中的应用[J].建筑科学,2009,25(1):96-99,108.
[4]深圳市清华斯维尔软件科技有限公司.三维算量3DA2012使用手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.
[5]深圳市清华斯维尔软件科技有限公司.三维算量软件高级实例教程[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.