基于BIM的施工现场布置.docx

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基于BIM的施工现场布置

基于BIM的施工现场布置

摘要：

建筑施工的现场布局是成本的目标、安全的目标和项目目标的关键工作。

在现场施工组织的设计中，建筑施工企业对施工现场的布置给予了足够的重视。

但是，当前建筑企业的施工现场布局工作量太大、效率比较低而且不确定性较高。

尤其是在环境较为复杂、规模较小的建设项目中，急切的需要一种新颖的施工现场布局，以减少方案设计的难度和工作量，来保证施工单位施工现场布局的合理性。

BIM技术针对于施工现场布局提供了全新的可能。

我们通过对天香府项目工程实例的模拟，从而验证了BIM技术在施工现场布置设计中的有效性、合理性和实用性。

BIM技术的应用点，在协助优化和决策的施工现场布局中充分体现。

关键词：

施工现场布置；BIM；智慧工地；三维

Construction site layout based on BIM

Abstract:

 the site layout of building construction is the key work of cost, safety and project objectives. In the design of site construction organization, the construction enterprises pay enough attention to the layout of the construction site. However, at present, the layout of construction site is too heavy, inefficient and uncertain. Especially in the construction projects with relatively complex environment and smaller scale, a new construction site layout is urgently needed to reduce the difficulty and workload of the scheme design to ensure the rationality of the construction site layout. BIM technology provides a new possibility for the layout of construction site. Through the simulation of Tianxiang mansion project, we verified the validity, rationality and practicability of the BIM technology in the layout design of the construction site. The application point of BIM technology is fully reflected in the layout of the construction site that helps optimize and make decisions. 

Key words:

 construction site layout; BIM; intelligent site; 3D 

第一章绪论

随着时代技术的发展，甲方对投标的施工单位的要求逐渐增高，在建工程中通过科技创新、管理创新、技术创新实现绿色施工、智慧建造，实现智慧工地。

其中在施工现场布置这块，当今社会下目前大概有80%多的单位都在用CAD，或者其他形式做平面布置，我们再用二维效果图向上对领导汇报，向下对工人交底时需要大量的文字和图例说明来诠释自己的总平面布置图，这样经常不能直观的表达自己的意思。

此外，施工现场总平面布置图是技术标中必有的一项，我们渴望要把标书做的有特色，给评标专家组眼前一亮的感觉，来增加标书的印象分。

由此可以看出场地的布置图的基本现状就是二维效果图表达不直观、投标无亮点。

因此我们可以使用一款基于BIM模型的场地布置软件，使我们的现场布置出图更美观、绘制更快速、操作更智能、方案更合理。

它是施工技术人员的必备神器，是建筑企业BIM碎片化应用的生动体现。

首先软件可以分施工阶段，出不同阶段的现场布置图，做出来的三维布置图可以360°随意旋转，能够任意视角查看场地布置图，这样就避免表达不直观的问题。

软件导出高清三维图片，将三维图片覆盖到标书，相比二维场地布置图三维效果图能提升标书的亮点，展现公司的实力。

同时，软件还可以设定路线进行视频录制，仿佛置身于项目中让你更直观形象的展现给甲方领导，检查团队和业主，提现咱们的标准化工地，展现公司实力。

考虑到客户现阶段都在用CAD做现场布置图，对CAD操作比较熟练，因此，软件的操作沿用CAD的操作分割，简单易学。

通过导入CAD电子图纸我们可以更加快速的识别构建，比如识别拟建建筑和围墙，让你的二维效果图立马变三维。

软件还内嵌施工现场常用的BIM临建模型，拖拽即可绘制。

软件内任何构建的绘制方式不超过三步，这样大大减少临建场地布置工作量，也可以自定义工公司专属个性化的三维构建模型，并可以保存用于以后的现场布置图的绘制。

我们知道设计施工现场总平面布置图时需要考虑国家标准规范、行业标准规范、地方标准规范、甲方要求并结合现场的实际工程概况，条条框框非常之多，在有限的时间内很难考虑全面，最终的总平面布置图的设计总是差强人意。

针对于场地布置是否合理的问题，软件内置了施工规范和消防安全规范，可以进行合理性检查，进行验证现场布置是否合理，提供一键生成工程量的功能，对前期的措施费计算、材料采购、结算提供依据，避免利润的流失。

施工现场布置软件只为智慧工地而生，只为实现你的蓝图。

第二章施工现场布置

图3-1整体场布平面布置图

2.1施工现场的布置原则

作为对施工生产安全性起到重要影响作用的施工现场布置，在进行方案设计时必须使其符合安全、消防、环境保护等方面国家法律、法规、地区性规范的硬性要求。

需要遵循的硬性要求有《中华人民共和国安全生产法》、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）、《建筑起重机械安全监督管理规定》（建设部令第166号）、《建筑施工特种作业人员管理规定》（建质[2008]75号）、《建筑施工个人劳动防护用品使用管理暂行规定》（建质[2007]255号）、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）、《施工现场临时用电技术规范》（JGJ46-2012）、《施工现场临时建筑物技术规范》（JGJ/T188-2009）、《建筑施工现场环境与卫生标准》（JGJ146-2013）等。

施工现场布置的根本目的是为了保证施工进程更加高效的进行，因此施工现场布置方案应该从便于工程施工顺利进行的角度进行考虑，确保在规定的工期内完成既定施工任务，对采用流水施工的建设项目，应当满足其要求。

施工现场随工程施工进度进行布置，不同阶段的施工现场布置应该与不同施工阶段的工作重点相适应。

施工场地内的运输道路的设计极为重要，优秀的道路规划能够有利于建筑材料在临时设施之间的运输及进出场、人员的迁移等，使得材料能够及时进场满足工程建设需要。

临时设施的布置应该便于施工人员的生产和生活，员工生活区应当距离施工现场远一些，钢筋场地、搅拌站、土木场地等生产设施应该考虑布置在离施工现场较近的位置。

合理布置的施工现场不仅能满足施工的需要，同时也必须满足降低施工成本的原则。

以满足工程施工顺利进行为基本前提下，尽可能的减少临时设施的搭设的种类和数量，充分发挥施工场地内原有建筑物的作用，选择其中能够继续使用的作为临时设施，减少临时设施成本。

布置方案在保证安全距离的前提下，应该尽量紧凑，提高施工场地的利用率，最大程度的利用施工场地[54]。

少用施工用地减少了场内运输工作量和临时水电管网，也便于进行施工场地的管理。

为了缩短运输距离，施工机械的位置、材料及半成品的堆放场地应按照就近原则将其布置在使用地点附近，同时尽量在垂直运输机械覆盖的范围内布置临时材料堆放点，减少二次搬运量。

2.2办公、生活及生产设施

2.2.1办公设施

•

（1）相同项目部的办公桌椅所需材质、规格和颜色不宜超过两种；

•

（2）相同办公室的办公桌椅应选择材质、规格和颜色一样的，一般来说管理人员办公桌规格不宜超过400×700mm。

2.2.2生活设施

•

（1）生活区域应当尽量设置在施工区域尤其是有有害气体、废料、粉尘等产生的工作区域的上风口。

食堂采用单层结构，分为厨房和餐厅两部分，另外还要加设医务室，以防小型事故发生，快速处理伤口。

•

（2）每人平均使用面积不宜小于2.5㎡，净高不低于2.5m。

每间宿舍不宜超过16人，目前在天香府项目中宿舍最多为10人。

•（3）员工宿舍内设置的床铺，铺层搭设未超过2层即上下铺；宿舍内配置生活用品放置柜，宿舍门外走廊处配置鞋柜或鞋架。

2.2.3生产设施

•

（1）材料存储场所的确定需要以材料的需求、耗用情况为依据。

施工机械的需求种类和数量可以为作业防护棚的搭设提供依据。

•

（2）加工场地，如钢筋加工棚、木工加工棚等，每个预制加工棚场地都应该设置围挡，在环形道路和塔吊范围内，方便施工作业。

2.3施工现场临时用电、用水布置

附近水、电的源头对于施工现场临时水电管网的设计有重大的参考价值。

勘察单位勘探得到的地质资料、项目建设地区的气候资料是排水管网设计时的重要参考资料，风向、风力因素等也为现场临时区域的划分有着重要的影响，掌握这些信息，才能使得施工现场布置更加符合安全生产、人员安全的需要。

在进行临时水电系统的设置时需要用到水源、电力的分布信息。

地下设施布置、气象资料、地理信息等对施工现场排水系统、垂直运输机械的布置、材料堆场的选择也起到一定的影响因素，因此也必须予以考虑。

我们生活中用水采用地下水，在食堂后方设置水井，但是水体有一股淡淡的味道，轻微污染，因此饮用水我们采用矿泉水。

离不开的电力和网线，从最近的中学处协商获取，内设配电室和配电箱。

2.4施工现场道路、围挡布置

2.4.1施工现场临时道路

施工场地内需要对临时道路硬化处理，其开挖、铺垫、碾压也许按照正式道路的路基铺设要求进行，道路面层铺设道渣的需要压实或者按照正式道路的设计进行建造，并且道路的厚度不小于100毫米。

为保证夏季多雨天气的排水通畅，应该根据降雨情况设计道路两侧的排水系统。

需要通行大型运输设备、消防车辆的道路在设计时应考虑通行的转弯半径，满足场地内车辆畅通通行的要求。

道路应该明显标志出边界线，单位造价基本恒定，在进行现场布置时，仅需考虑其长、宽、厚度即可，并且现在已有定型化的临时道路进入市场，标准化的规格更易于在数据库中的表示。

2.4.2施工现场围挡及出入口布置

1）施工现场围挡在施工现场布置时仅需就其围挡高度、材质进行选择即可

3-2三维场布俯视图

2）施工现场围墙采用现有围墙。

现场设置2个大门，大门宽度8m，紧邻东侧临时道路。

大门按照公司的标准设置电动大门，在大门场内设置洗车池，对出场车辆进行冲洗，防止泥浆带入市政道路。

建筑工地的围墙和门口是施工现场的第一道景观线。

别出心裁的创意往往给工地的形象带来出乎意料的效果。

在墙上，有施工单位、设计单位、监理单位、建设单位等名称，施工现场的名称在墙上使用可见的字体标示。

并在即将进入施工区道路边放置六牌三图，进行详细的工程项目、负责人员的介绍及安全知识的讲解等，让参观人员更加充分了解到现场的实际情况。

3-3六排三图

3）工地大门应牢固，能抵御狂风暴雨的侵袭；此外门柱高度不应低于3.3米，门横梁上应有施工企业的显著标识logo,

4）施工大门口处必须设置门卫室，安排门卫看守，未经同意外部人员不得进入工地。

在天香府工程项目通过身份证、指纹及面部识别系统实行刷卡进入，充分体现智慧工地

5）在施工现场出入口设置车池，安排专人负责保洁，用自制洒车洒水降尘。

第三章施工现场信息BIM数据库

BIM即建筑信息模型（BuildingInformationModeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，它具有以下五大特点。

3.1数据构件

对于施工项目来说，不同阶段的场地布置涉及方方面面的影响因素，这些因素之间相互联系、相互制约，使得工程现场布置工作变得十分复杂并且工作量大。

在进行施工场地布置时，依靠经验知识的定性分析不能成为方案决策的唯一依据，需要结合定量的方法更加清晰、明确的比较方案的优劣。

在定量方法中，对工程施工需要使用的施工设施物质要素在规定的场地范围内布局成为重点，这也成为量化分析的决定性因素。

一般这种布局情况都是在相关图纸和说明文件上反映，它不能直观的反映现场布置情况，也无法说明设施间的内在联系。

如果BIM提供全面的施工现场信息数据库，让工作人员可以在相关BIM软件提供的可视化操作界面进行，通过直接拖曳的方式完成施工现场布置BIM模型的绘制。

同时基于BIM提供的参数化构件的特点，可以以其提供的数据为基础对施工现场布置方案进行定量的分析、计算、比较、优化。

3.2优化目标分析

BIM不仅仅提供了可视化的三维绘图功能，其强大功能可以有效降低优化目标的复杂性，BIM提供的碰撞检测功能对施工现场布置优化有重要的意义，可以进行施工现场临时设施的空间位置冲突检测。

其提供的工程量自动统计功能也能对施工现场的安全性、成本计算、环保绿化起到一定的作用。

而施工作业便利性在很大程度上取决于施工现场的运输效率，安全性、环保绿化等因素在施工现场布置方案设计过程中已经进行了充分的考虑，因此在基于BIM的施工现场优化中仅考虑成本和运输效率即可。

此处的成本不仅包括施工临时设施的建设成本，也包括运输成本。

而运输效率即是指对设施间的物流展开分析，主要包括物料流、人流、信息流等，最终方案在确定时需要考虑减小存在物流的临时设施、建筑物之间的距离，降低二次搬运量，减少运输费用，并保障运输的畅通，使施工能不间断作业。

3.3模型信息导入

BIM作为一种参数化特点的建筑设施数字化表示技术，包含了极为丰富的数据信息。

利用BIM模型进行自动工程量统计的大体思路是：

由于BIM中的构件信息是参数化的，因此其中的构件信息是可以运算的。

通过程序的设定，计算机可以自动识别建筑信息模型中构件的几何属性和物理属性，根据模型信息中附带的构件类型信息对构件进行分类，然后对模型中的构件根据各自的运算规则进行自动统计。

基于BIM软件的自动工程量统计功能可以将临时设施的工程量从BIM施工现场布置模型中统计出来，统计出的工程量信息可以满足临时设施建设成本的信息需求。

3.4应用框架

基于BIM的施工现场布置优化相对于以往的使用现场布置优化的工作程序有了极大的改变，BIM技术其中发挥了不可替代的作用。

很大的一部分工作量由计算机完成，发挥了BIM技术辅助决策的功能特点，极大的降低了工作人员的工作量，提高了施工现场布置的工作效率与科学性。

而完善的优化应用框架能够设定清晰的工作流程，便于进行模块化的功能设计，组织好各模块之间的关系，使工作更有效率。

不同阶段的场地布置涉及方方面面的影响因素，这些因素之间相互联系、相互制约，使得工程现场布置工作变得十分复杂并且工作量大。

在进行施工场地布置时，依靠经验知识的定性分析不能成为方案决策的唯一依据，需要结合定量的方法更加清晰、明确的比较方案的优劣。

在定量方法中，对工程施工需要使用的施工设施物质要素在规定的场地范围内布局成为重点，这也成为量化分析的决定性因素。

一般这种布局情况都是在相关图纸和说明文件上反映，它不能直观的反映现场布置情况，也无法说明设施间的内在联系。

如果BIM提供全面的施工现场信息数据库，让工作人员可以在相关BIM软件提供的可视化操作界面进行，通过直接拖曳的方式完成施工现场布置BIM模型的绘制。

同时基于BIM提供的参数化构件的特点，可以以其提供的数据为基础对施工现场布置方案进行定量的分析、计算、比较、优化。

表4-1临时房屋种类划分

名称

内容

活动板房

办公室、会议室、宿舍、淋浴室、食堂、医疗室、厕所

封闭式临时房屋

材料仓库、工具室、实验室

敞篷式临时房屋

材料仓库、加工棚（如木材加工厂、钢筋加工厂、金属加工厂和机械维修厂）、操作棚

半敞篷式临时房屋

模板加工棚

其他

茶水休息区、警卫门房等

第四章施工现场布置BIM建模流程

4.1工程概况

本工程项目名称为城投水发*天香府，是菏泽市城投水发置业有限公司筹办的。

该项目工程坐落于菏泽市重庆路西边，八一路北边且位于昆明路东方，正南围绕牡丹区区委政府。

城投水发天香府建筑为居民住小区住宅、商业服务网点、配套工程、地下车库。

规划总用地面积为44590.04平方米。

此外该项目设计规模分为一、二期实施。

本次出图为一期部分，总建筑面积220200.84平方米，其中，地上面积占178107.00平方米，地下面积占有42093.84平方米。

本项目组成共包括12个子，其中菏泽白云建筑有限公司承包了该工程的四号楼、六号楼、七号楼和八号楼工程。

地下车库（一期，一类建筑类型，总建筑面积达到30229.50平方米，其中地下建筑面积为30229.50平方米，层数为1B，建筑高度3.9米，地下一级耐火等级，设置自动灭火）、总体（一期）等。

地处建筑气候为寒冷ⅡB地区。

另外本项目不设置人防工程。

结构类型为住宅楼剪力墙结构，其余为框架结构。

抗震设防烈度为7度。

建筑使用年限是3类50年。

建筑耐火等级为地上住宅一级，公建二级，地下一级。

本施工图设计范围是用地红线以内的建筑物、构筑物及室外工程。

（以设计合同为准）。

4.2建模软件

我们常用的施工现场BIM软件为广联达BIM施工现场布置软件。

在绘制过程中，可以从内嵌的BIM模型数据库中选择相应的图元构件，通过鼠标的拖曳完成临时设施的布置。

并且BIM模型数据库中所有的构件均为矢量模型或者高清模型，能将施工现场布置图变得更加具有真实感、美观。

构件置入施工场地后的合法性检查功能，也防止了临时设施之间位置的冲突。

临时用水、用电管网的智能布置，更是大大节约了工作人演的工作量。

施工现场布置BIM模型完成绘制之后，软件提供场地漫游功能，让人更近距离的检查施工场地布置的细节。

软件也提供了强大的自动生成量功能，可以为结算提供依据，提高工作人员的工作效率。

图5-1广联达BIM施工现场布置软件界面

4.3布置流程

布置顺序：

主体建筑物轮廓线—开挖线—围挡—办公区—塔吊—道路（环形）—钢筋加工棚、钢筋原材料堆放区、木工加工棚等临建设施搭建、模板堆放区—工区大门—标养室（尽量砖砌）—临水、临电等。

其中因为地点在市区，所以天香府的围墙高4.5米，大门面朝西为电动门，门柱高五米，上部横梁高1.5米，截面长12米，横梁宽0.8米，整体为蓝色。

大门左侧为公司简介，右侧门设有门卫室，采用刷卡进入制，旁有扬尘治理公告牌，包括工程名称、监理单位，施工单位，监管单位等责任单位名称，贴在围墙外围上。

工程名称

建设单位

监理单位

施工单位

监管单位

图5-2大门具体布置及大门尺寸

门内道路上右侧设有自动洗车池，其中防护栏高度为2.5米，运输车辆出场时必须要经过洗车池冲洗，防止扬尘进去市区，污染环境。

在洗车池前安放地磅，前后设有监控摄像头，防止厂商作弊风险。

图5-3地磅及自动洗车池

为了更好的落实安全问题，在场地中新增加了安全教育培训体验管，里面增设了各类安全体验设施，例如洞口坠落实验、综合用电体验区、操作平台倾倒体验、及吊装体验等，此外为了更好的加强安全教育知识，还增设了安全宣讲台及VR体验室，让工人们身临其境的感触下危险的降临，从心底牢牢记住安全的重要性。

图5-4安全体验馆

当然未来更大化的满足人们实际的需求，相对于鲁班场地布置软件来说广联达场布贴图功能更加强大、自由化，使场布更加贴合实际，效果更加真实。

例如门头灯设计，我们采用PS进行图片设计，然后通过贴图功能导入我们的场布中，还有的可以直接选中以更改材质的方式达到我们想要的效果。

图5-5员工生活区布置

支持从SketchUP建立模型导入

图5-6楼梯间

此外除了支持导入外部模型、GMD及CAD以外，广联达施工现场布置软件在工程项目中还支持成果输出，包括DWG、3DS、BIM5D、高清图片、屏幕截图及工程量。

工程量我们可以自己设置算量单价、厂家等。

为了方便我们布置一些模型和二维相对应，在工具栏中增加了文本工具、测量、标注及查找功能，还有编辑中的平移、旋转、复制、删除、阵列及偏移功能。

为了满足各地地形条件的需求，我们可以自己设置地形，包括平面地形及等高线，可生成曲面也可拆分地形，并且我们可以对地形进行开挖、回填、斜坡等。

可自行设置轴网、标高、梁、墙、板、柱、洞口、楼梯等。

也可进行直线、矩形、弧线、样条曲线、点、圆形及椭圆的平面绘制。

图5-7工程量汇总表

4.4增设功能

可自行设置

BIM软件在施工现场布置中逐渐走向成熟：

1）除去基本的构件外还增加了云构件，我们可以搜索自己所需要的模型，例如新增各类树木花草，满足各地气候不同的需求，更多样板、模型进行选择。

2）可进行动画制作：

做好的现场布置我们可以通过关键帧动画或路径漫游导出视频，直接播放给他人欣赏，此外我们可以结合梦龙网络计划图制作施工动画。

图5-8两种动画类型

3）天空支持云彩：

在3D背景设置中增加云彩选项，使场地整体更加逼真，渲染效果更完美。

图5-93D云彩填充

4）软件还提供了地形的绘制，包括平面和等高线设置，自动生成地形表面，通过地形材质的设置，让地形的展示更加逼真，极大地满足了人们的要求。

图5-10场布整体三维布置图

第五章结论

施工现场布置对工程项目的成本、工期、安全等目标的实现有着极其重要的影响，在施工实践中需要综合考虑施工场地以及工程项目的特点进行布置方案的设计。

在当前的工程实践中，施工布置方案的设计、决策主要依靠工作人员的经验进行，这就给施工现场布置方案带来了极大的不确定性。

同时越来越多的民用、商用建筑在狭小施工场地进行施工，对施工现场布置提出了更高的要求。

BIM技术能够提供便捷的绘图环境、丰富的数据信息，极大的提高现场布置的效率。

基于BIM的施工现场布置能够极大的提高现场布置的效率。

BIM与GIS交互，能够为施工现场布置提供充足的场地信息；丰富的模型信息为方案设计提供便捷的信息参考途径；三维绘图环境能够对方案做出更直观的展示；位置冲突检测能够实时检测布置的正确性；临时水、电官网的智能布置极大的减小了工作量。

利用这些特性对施工现场布置方案进行优化，能够对施工现场布置方案的合理性提供量化的指标进行测度。

参考文献

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