BIM技术在建筑样板间中的应用研究.docx
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BIM技术在建筑样板间中的应用研究
BIM技术在建筑样板（间）中的应用研究
天元建设集团有限公司
青岛二公司六项目QC小组
一、工程概况
西海岸发展集团·白果树安置区（二标段）项目，位于中央商务区的东部，西邻东十五路，南邻薛泰路，施工场地狭窄；本工程为甲类平战结合式地下室工程，位于地下一层，战时设四个防护单元，战时用途均为二等人员掩蔽所，防护等级常6核6级，防化等级丙级。
该工程平时用途地下车库，车库人防区域结构复杂，尤其钢筋工程。
工程立面效果图见图1.1
图1.1工程立面效果图
制图人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年8月1日
2、小组概况
表2.2小组基本信息
小组名称
天元建设集团有限公司青岛二公司六项目QC小组
成立日期
2017年8月1日
小组注册编号
TYJTQC-青二006
小组成员
9人
小组注册时间
2017年8月5日
课题注册编号
2017-TYJTQC02-06
课题类型
创新型
TQC教育学习
平均40小时
活动时间
2017年8月5日-2017年12月30日
小成员组成
序号
姓名
年龄
文化程度
职务
组内职务
职责分工
1
孟令锋
38
本科
项目经理
组长
负责全面统筹、综合指导
2
张硕
27
本科
技术负责人
副组长
负责监督校核、审查、施工技术指导
3
张伟
28
专科
技术员
组员
现场施工管理
4
宋兴伟
26
本科
质检员
组员
质量检测
5
张焕玲
23
专科
资料员
组员
负责信息记录
6
胡嘉欣
24
本科
技术员
组员
现场施工管理
7
李继峰
28
本科
技术员
组员
现场施工管理
8
孙笑
27
本科
技术员
组员
现场施工管理
9
韩斌
25
本科
技术员
组员
负责BIM培训、BIM样板建立
制表人：
张焕玲审核人：
张硕日期：
2017年8月5日
三、课题选择
图3.1选题理由
制图人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年8月10日
图3.1施工现场平面布置图
制图人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年8月1日
图3.2人防区门框墙配筋图
制图人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年8月10日
四、确定目标及可行性论证
1、确定目标：
通过现状调查分析后，确定目标：
（1）施工场地狭小，虚拟样板可以节约施工场地空间，节约材料，节省成本减建筑垃圾，保护环境。
（2）三维可视化技术交底、技术学习与培训：
项目部根据公司要求，建立基础防水工程、钢筋工程、模板工程、混凝土结构工程、砌体工程、抹灰工程等虚拟工艺样板，并结合VR技术及时对操作工人进行交底，明确了工艺流程及技术质量要求。
项目部将VR技术的信息交互特点与BIM技术的虚拟建造特点相结合，把二维图纸上的施工平面图、建筑施工图集和一些技术规范变成更有空间感的信息数据模型，方便对新入职或工作不久经验不足的项目管理人员进行培训学习。
（3）BIM标准层虚拟样板间：
因为甲方要求为各户型做交房样板，为明确交房标准，项目部建立了各户型虚拟交房样板，明确户内墙面、地面、吊顶等交付做法。
通过净高分析、冲突管理及时对影响净空高度、碰撞冲突的构件进行精准定位，分析影响因素。
提前发现各专业存在的问题，为后续大面积施工奠定了坚实的基础。
2、可行性分析
图4.1可行性分析示意图
制图人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年8月10日
五、提出方案并确定最佳方案
1.提出方案
为了完成课题目标，QC小组成员在项目部会议室开了BIM技术在建筑样板（间）中的应用研究专题会议，并邀请了业主代表、监理和甲方驻场人员参加，会议由QC小组组长张硕主持确定了BIM的在本项目的应用方向，由小组成员韩斌向大家介绍了BIM技术在目前在工程中的应用情况，并介绍了本次应用的初步计划。
我们小组成员将国际上主流的几种BIM建模软件和国内的几种BIM软件从功能、建模难易程度、数据分析和最后成果渲染效果等多方面对比分析，提出用建模方面用国际主流BIM建模软件revit和国内主流建模软件广联达BIM系列建模软件，在后期渲染出效果图方面采用Lumion和revit。
2.选定方案
QC小组成员从多角度，多方位考虑，利用广联达BIM系列软件和Revit+Lumion建模对比，制作了基础防水工程、钢筋工程、模板工程、混凝土结构工程、砌体工程、抹灰工程、项目经理样板间等虚拟工艺样板的模型搭建。
样板对比如下：
（1）钢筋工程样板见表5.1
表5.1钢筋工程样板
方案
分析
特点
效果展示
结论
广联达GGJ
中国本土建筑工程钢筋算量软件，根据国内规范图集设定计算规则，计算工程钢筋量。
优点：
建模速度快，建模完成可自动出量，模型符合国家规范及图集。
缺点：
图形不清晰，不能建立较复杂构件，只能算量，不能指导施工。
不用
Revit
国际主流BIM建模软件，进入中国后，结合相关插件得到广泛应用。
优点：
可以完成较复杂的建模，钢筋显示清晰直观可以指导施工。
缺点：
必须结合插件，并对钢筋根据我国规范图集进行修改。
选用
制表人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年8月15日
（2）地下室防水细部样板见表5.2
表5.2防水细部构造样板
方案
分析
特点
效果展示
结论
广联达GCL
中国本土建筑工程土建算量软件，根据国内规范图集设定计算规则，计算工程土建量。
优点：
建模速度快，建模完成可自动出量，模型符合国家规范及图集。
缺点：
图形不清晰，不能建立细部结构，只能算量，不能指导施工。
不用
Revit
国际主流BIM建模软件，进入中国后，结合相关插件得到广泛应用。
优点：
运用软件体量及建族功能可以完成较复杂的建筑结构，模型清晰可以知道施工
缺点：
建模速度慢，操作较复杂。
选用
制表人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2011年8月15日
（3）砌体抹灰工程细部样板见表5.3
表5.3砌体抹灰工程细部样板
方案
分析
特点
效果展示
结论
广联达BIM5D
中国本土建筑工程BIM软件，根据国内规范图集设定计算规则，计算进行砌体自动排砖。
优点：
自用广联达土建算量软件建好的模型，模型直接导入BIM5D自动砌体排砖。
缺点：
人工可调节因素缺乏，不能根据工程实际更改模型，抹灰工程不能分层展示，细部结构不能建模。
不用
Revit
国际主流BIM建模软件，进入中国后，结合相关插件得到广泛应用。
优点：
可以完成较复杂的建模，可根据工程任意需要建模，清晰直观可以指导施工。
缺点：
建模速度较慢。
选用
制表人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年8月15日
（4）模板工程工艺样板见表5.4
表5.4模板工程样板
方案
分析
特点
效果展示
结论
广联达众然BIM模板脚手架设计
中国本土建筑工程BIM软件，根据国内规范图集设定计算规则，计算模板脚手架。
优点：
自用广联达土建算量软件建好的模型，模型直接导入众然BIM模板脚手架设计自动建立模板脚手架。
缺点：
人工可调节因素缺乏，不能根据工程实际更改模型，细部结构可调节能力低。
不用
Revit
国际主流BIM建模软件，进入中国后，结合相关插件得到广泛应用。
优点：
可以完成较复杂的建模，可根据工程任意需要建模，清晰直观可以指导施工。
缺点：
建模速度较慢。
选用
制表人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年8月15日
（5）项目经理样板间见表5.5
表5.5项目经理样板间
方案
分析
特点
效果展示
结论
广联达BIM系列软件
中国本土建筑工程BIM软件，根据国内规范图集设定计算规则，建立模型及构件。
优点：
同属于广联达公司开发的一系列软件，文件交互性好，建模速度快。
缺点：
只能按规范建立较简单模型，不能建立细部构造，以算量为主，指导施工能力不足。
不用
Revit
国际主流BIM建模软件，进入中国后，结合相关插件得到广泛应用。
优点：
可以完成较复杂的建模，可根据工程任意需要建模，清晰直观可以指导施工。
缺点：
建模速度较慢。
选用
制表人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年8月15日
3.主选方案进一步优化（VR与BIM技术结合实现虚拟现实）
在前期已建好的各样板模型基础上，根据集团以及公司强推工艺进行样板模型进行优化，施工模型往往包含丰富的信息，造成模型文件巨大，一般计算机无法查看，通过全景影像技术将模型轻量化，减轻BIM应用对计算机性能的依赖，便于项目内普及。
与此同时，借助云端BIM+VR级云管理平台，可将项目模型、工艺样板、样板间、等信息上传到云管理平台。
公司领导、项目管理人员可以通过PC终端、web端、或移动端扫描二维码的方式，进行动态查询，随时随地了解项目信息，并通过云平台软件实现项目远程管理。
六、制定对策
图6.1流程图
制图人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年8月20日
表6.1对策表
序号
项目
对策
目标
措施
地点
完成时间
实施人
1
软硬件配置
咨询专业人士确定电脑配置。
保证硬件配置能满足软件运行需要。
项目上DELL移动工作站2台，公司塔式工作台。
现场办公室
2017.9.1
张硕
2
软件培训
邀请专业人士对BIM软件进行培训。
小组主要建模成员熟练应用软件。
负责建模成员参加公司组织的培训学习，在对小组成员培训。
现场办公室
2017.9.10
韩斌
3
样板构件初步设计
小组工程技术人员确定要制作的样板构件结构。
全面了解工程找处复杂的结构构件结构。
结合图纸规范图集细化建模，再结合公司强推工艺优化模型
现场办公室
2017.9.20
宋兴伟
4
BIM技术加VR深化设计
BIM样板上传云平台
电脑，手机可以随时查看
将优化的好的样板构件通过LUMION软件渲染出图上传云平台。
现场办公室
2017.10.10
韩斌
5
可视化技术交底与学习
利用BIM三维模型结合图纸，对工人技术交底，并对管理人员技术规范培训学习
是工人明确掌握施工工艺要求，管理人员进一步熟悉掌握技术规范。
首先，运用BIM模型进行技术交底；然后，工人可以在现场随时随地打开云端进行浏览。
施工现场
2017.10.15
张硕
制表人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年8月20日
七、对策实施
实施一：
软硬件配置
图7.1.1硬件配置
制图人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年9月1日
图7.1.2软件配置
制图人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年9月1日
实施二：
软件培训
首先我们选派小组BIM建模成员韩斌去公司学习，然后由韩斌回项目部和小组成员交流学习。
图7.2.1软件培训
制图人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年9月10日
图7.2.2软件培训
制图人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年9月10日
实施三：
样板构件的初步设计
QC小组成员从多角度，多方位考虑，Revit制作了基础防水工程、钢筋工程、模板工程、、混凝土结构工程、砌体工程、抹灰工程、项目经理样板间等虚拟工艺样板的模型，下面以项目经理样板间为例展示。
图7.3.1项目经理样板间
制图人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年9月20日
图7.3.2项目经理样板间细部
制图人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年9月20日
图7.3.3项目经理样板间细部
制图人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年9月20日
实施四：
BIM技术加VR深化设计
图7.4.1LUMION优化渲染
制图人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年10月10日
图7.4.2LUMION优化渲染
制图人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年10月10日
图7.4.3云平台
制图人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年10月10日
借助BIM+VR级云管理平台，可将项目模型、工艺样板、交房样板、场地布置、进度照片等信息上传到云管理平台。
公司领导、项目管理人员可以通过PC终端、web端、或移动端扫描二维码的方式，进行动态查询，随时随地了解项目信息，并通过云平台软件实现项目远程管理。
实施五：
可视化交底与学习
图7.4.4技术交底
制图人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年10月15日
八、效果检查
1、目标完成情况
BIM模型样板构件都按照计划在实际工程开始之前完成，并实现利用BIM三维样板模型代替传统文字一起图片进行技术交底；管理人员结合BIM技术对建筑图集规范以及施工工艺进行巩固学习。
在主体施工阶段节约大量材料，为项目开源节流；在钢筋工程中对像柱帽，门框墙等钢筋复杂部位，提前做好钢筋排布方案，做好BIM样板交底，避免了错误的发生，使得钢筋工程验收一次性通过，有效避免的了工程返工整改耽误工期。
通过BIM+VR技术在三维虚拟样板建造中的应用，克服了实体工艺样板施工成本高、占用空间大等不足。
2、经济效益
通过本次QC活动，我们取得了较好的经济效益，节约资金19300元。
节约人工费6（人）×180元/工日×10工日=10800
节约材料费（砌块、混凝土、模板、钢筋等）
500元/m³×10m³=5000
300元/m³×5m³=1500
其他2000
节约机械费（搅拌机、铲车等）
300元/台班×10台班=3000元
投入固定设备、人工费-2000
活动经费-1000
合计节约19300元
表8.1费用计算表
项目
计算方式
合计（元）
备注
节约人工费
6（人）×180元/工日×10工日
10800
瓦工、木工、钢筋工
节约材料费
500元/m³×10m³=5000300元/m³×5m³=1500其他2000
8500
砌块、混凝土、沙等
节约机械费
300元/台班×10台班=3000元
3000
搅拌机、铲车
投入固定设备、人工费
2000
-2000
投入费用
活动经费
1000
-1000
投入费用
合计
19300元
制表人：
韩斌审核人：
张硕制表日期：
2017年12月15日
九、优化巩固
1.建立了BIM虚拟样板族库。
图9.1BIM虚拟样板族库
制图人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年12月12日
2.形成BIM运用的基本流程
通过梳理QC活动流程，对BIM建筑样板的应用总结出基本的应用流程，步骤1：
根据施工设计建立施工BIM三维模型，并在模型中标注相关的技术参数；步骤2：
结合工程实际，施工工艺优化模型；步骤3：
将施工BIM三维模型通过可视化设备放置在屏幕上，技术人员通过BIM模型动态观察和分解施工BIM三维模型，对施工人员进行技术交底；步骤4：
将施工BIM三维模型建立族库，上传云管理平台；步骤5：
其他各工程项目随时下载，针对工程实际稍做修改，运用到自己项目中去。
图9.1BIM应用流程
制图人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年12月16日
3.将措施纳入标准化
为了进一步巩固我们小组的活动成果，我们将此措施进行标准化，结合各项分部分项工程施工工艺形成BIM技术在僵住样板间中应用指导书，总结方法和经验在其他项目施工时推广使用。
图9.2BIM作业指导书
制图人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年12月31日
十、活动体会及下一步打算
1.活动体会
通过本次QC活动，初步了解掌握了QC活动的基本流程；对一些建筑施工图集规范也有了一定的学习和巩固；对BIM技术在建筑领域中的应用有了一定的经验。
提高了同事之间相互合作与学习的能力，同时也提高小组成员分析与解决问题的能力，为下一次QC活动积累了经验，打下了良好的基础。
表10.1活动前后自我评价表
项目
自我评价
活动前（分）
活动后（分）
团队精神
85
95
质量意识
80
95
个人能力
70
90
QC知识
60
85
工作热情干劲
80
图7雷达图
95
解决问题信心
75
90
制表人：
韩斌审核人：
张硕日期：
2017年12月31日
2.下一步打算
BIM三维数信息据库，利用了BIM技术的数字化集成体系，工程检查人员或业主将现实存在问题信息录入到移动终端，方便、快捷的与三维模型相关联，建立三维质量信息数据库，并生成问题制信息记录表；工程各个参与方浏览筛选出己方责任问题，将处理完的问题在数据库提交完成，并提交相关图片影像等资料；问题提出方查看问题处理情况，提交满意度。
数据库最终可交付物业后期运维。
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