陳晶晶 吳圣雪 郭紅軍
(江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 221116),
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,面對我國城市建設(shè)的大力推進(jìn)以及房地產(chǎn)行業(yè)蓬勃興起,中國建筑行業(yè)的技術(shù)能力也得到了極大的發(fā)展與提高。BIM 技術(shù)作為建筑行業(yè)的新技術(shù),在我國建筑行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。如何更有效地將BIM 技術(shù)應(yīng)用到項(xiàng)目中,以實(shí)現(xiàn)工程管理的水平和手段不斷提高,仍然是目前亟待解決的問題。醫(yī)療建筑與傳統(tǒng)住宅建筑相比,建筑面積大、結(jié)構(gòu)特殊、管線錯(cuò)綜復(fù)雜,利用BIM 技術(shù),更能有效提升施工效率,確保建筑在全生命期中的按時(shí)、保質(zhì)、安全、高效完成建設(shè)。
昆山市第一人民醫(yī)院東部醫(yī)療中心建設(shè)項(xiàng)目位于昆山開發(fā)區(qū)前進(jìn)東路北側(cè),吳淞江北路東側(cè),同豐路南側(cè),洞庭湖路西側(cè)。項(xiàng)目占地面積約136807m2,規(guī)劃門診醫(yī)技區(qū)、病房區(qū)、科研教學(xué)辦公區(qū)、傳染病區(qū)和后勤區(qū)??偨ㄖ娣e237253m2,其中地上建筑面積169967m2,地下建筑面積67285m2,規(guī)劃床位數(shù)1200 床,建成后將成為昆山最大的三級甲等綜合性醫(yī)院之一。
昆山東部醫(yī)療中心病房樓建筑面積大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜特殊、建設(shè)周期緊,施工質(zhì)量要求嚴(yán)格,在此情況下,很難用以往的施工方式做到進(jìn)度最快、資源最優(yōu)、質(zhì)量最好、浪費(fèi)與污染更少,通過采用BIM 技術(shù)為該項(xiàng)目的全生命周期提供技術(shù)與信息支持。鑒于此,研究中為昆山東部醫(yī)療中心病房樓項(xiàng)目編制施工管理實(shí)施規(guī)劃,旨在制定合理的施工計(jì)劃,清晰可見且精確地掌握施工進(jìn)度,優(yōu)化施工資源及科學(xué)地進(jìn)行場地布置,對復(fù)雜的施工方案進(jìn)行模擬和分析,提高計(jì)劃的可行性,對整個(gè)工程的施工進(jìn)度、資源和質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制,以縮短工期、降低成本、提高質(zhì)量。
BIM 技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)是創(chuàng)建完整的專業(yè)模型。依據(jù)各專業(yè)圖紙,運(yùn)用建模軟件分別創(chuàng)建了建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣五個(gè)專業(yè)的模型。并應(yīng)用模型整合軟件對其進(jìn)行了模型整合。模型創(chuàng)建過程中,關(guān)鍵點(diǎn)在于各專業(yè)模型的坐標(biāo)原點(diǎn)要一致,標(biāo)高軸網(wǎng)要統(tǒng)一,否則在模型整合的過程中會(huì)出現(xiàn)各專業(yè)模型錯(cuò)位,不能進(jìn)行有效整合的問題。
模型建立完成后第一步就是進(jìn)行模型整合,這是其他應(yīng)用點(diǎn)的首要前提。通過完整的專業(yè)模型可以發(fā)現(xiàn)單專業(yè)模型建立過程中看不到的一些問題,前期一直專注單專業(yè)模型的建立,并沒有綜合的全覽整個(gè)模型,所以很難發(fā)現(xiàn)建筑物內(nèi)部的一些構(gòu)件沖突和繪制上的錯(cuò)誤。例如在繪制風(fēng)管時(shí)就曾出現(xiàn)過看錯(cuò)圖紙將風(fēng)管繪制得過長穿出墻面的錯(cuò)誤,只看暖通專業(yè)模型很難一眼看出,但在模型整合中就非常顯而易見,這時(shí)就需要回到建模軟件中對錯(cuò)誤的部位進(jìn)行修改,來完善專業(yè)模型。
碰撞檢查是用來發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目中圖元之間沖突的工具,可以簡單地理解為建筑相同或不同構(gòu)件之間的交叉或者間隙。項(xiàng)目應(yīng)用Navisworks 軟件,實(shí)現(xiàn)了各專業(yè)之間的碰撞檢測,對于設(shè)計(jì)階段圖紙中存在的問題可以提早發(fā)現(xiàn)與解決。
碰撞檢查是建筑行業(yè)二維圖紙時(shí)代轉(zhuǎn)向三維實(shí)體模型時(shí)代的重要標(biāo)志,在傳統(tǒng)的二維圖紙時(shí)代設(shè)計(jì)師各自負(fù)責(zé)各自的部分,很多問題到了真正施工時(shí)才能發(fā)現(xiàn),比如門窗與結(jié)構(gòu)梁柱碰撞、管線穿梁柱、預(yù)留洞口與風(fēng)管錯(cuò)位等等。這些問題發(fā)現(xiàn)時(shí)可能已經(jīng)開工有一段時(shí)間了或者很長時(shí)間了,這時(shí)再向設(shè)計(jì)院反饋問題、修改圖紙、重新開工修正錯(cuò)誤,不僅浪費(fèi)時(shí)間影響工期,也會(huì)帶來金錢上的巨大損失。通過全面的“三維校審”,在此過程中可發(fā)現(xiàn)大量隱藏在設(shè)計(jì)中的問題。在真正施工之前理論上能100%消除各類碰撞,減少返工,縮短工期,節(jié)約成本。
本項(xiàng)目碰撞檢測主要包括:建筑專業(yè)與給排水專業(yè),碰撞點(diǎn)有9319個(gè),均為建筑樓板與給排水管道、建筑墻與給排水管道的碰撞。立管穿樓板、橫管穿墻為有效碰撞,解決方法是進(jìn)行模型優(yōu)化,事先為管道預(yù)留好洞口。建筑專業(yè)與暖通專業(yè)的碰撞點(diǎn)3417 個(gè),與建筑給排水相同,均為建筑樓板與暖通風(fēng)管、建筑墻與暖通風(fēng)管的碰撞,同樣也是有效碰撞。解決方法是進(jìn)行模型優(yōu)化,事先為風(fēng)管預(yù)留好洞口。建筑與電氣的碰撞點(diǎn)有4111 個(gè),為建筑墻與電氣橋架、建筑墻與電氣線管的有效碰撞。解決方法是進(jìn)行模型優(yōu)化,事先為風(fēng)管預(yù)留好洞口。結(jié)構(gòu)與給排水的碰撞點(diǎn)有11512 個(gè),均為結(jié)構(gòu)梁與給排水管道、結(jié)構(gòu)板與給排水管道的碰撞。解決方法是模型優(yōu)化、預(yù)留洞口,并且在實(shí)際施工中還要預(yù)埋套管。結(jié)構(gòu)與暖通的碰撞點(diǎn)有219 個(gè),分別為結(jié)構(gòu)梁、結(jié)構(gòu)板、結(jié)構(gòu)柱與暖通風(fēng)管的碰撞。依據(jù)施工規(guī)范,風(fēng)管不能穿梁,解決方法是修改風(fēng)管高度避開結(jié)構(gòu)梁、在結(jié)構(gòu)板上為風(fēng)管立管預(yù)留洞口、修改風(fēng)管路徑繞開結(jié)構(gòu)柱。暖通與電氣有798 個(gè)碰撞點(diǎn),分別為暖通風(fēng)管與電氣橋架、暖通風(fēng)管與電氣線管的碰撞,依據(jù)施工規(guī)范橋架、線管穿過風(fēng)管同樣需要修改將其避開。解決方法依舊同上,向設(shè)計(jì)院反饋后按照修正后的圖紙重新建模。
通過碰撞檢測,及時(shí)發(fā)現(xiàn)了施工圖紙中的問題,在施工之前向設(shè)計(jì)院反饋,對圖紙進(jìn)行了修改與完善。
施工方案的合理制定在施工中起著重要的作用,而施工進(jìn)度計(jì)劃是施工方案的主要內(nèi)容。施工企業(yè)在實(shí)施一項(xiàng)工程前要面對的首要問題就是如何在建設(shè)單位要求的工期內(nèi)完成施工任務(wù),進(jìn)度計(jì)劃就是這個(gè)問題的答案。作為項(xiàng)目正式施工前的重要流程之一,進(jìn)度計(jì)劃包括每一具體活動(dòng)的計(jì)劃開始時(shí)間和計(jì)劃完成時(shí)間,可采用橫道圖和網(wǎng)絡(luò)圖表示。基本進(jìn)度計(jì)劃要說明哪些工作必須于何時(shí)完成和完成每一任務(wù)所需要的時(shí)間,但最好同時(shí)也能表示出每項(xiàng)活動(dòng)所需要的人數(shù)。項(xiàng)目的主要特點(diǎn)之一就是有嚴(yán)格的時(shí)間期限要求,而安排進(jìn)度計(jì)劃的目的正是為了控制時(shí)間和節(jié)約時(shí)間,由此決定了進(jìn)度計(jì)劃在項(xiàng)目管理中的重要性。
本項(xiàng)目應(yīng)用Microsoft Project 進(jìn)行進(jìn)度計(jì)劃的制作,步驟如下:先編制任務(wù)名稱,對其進(jìn)行任務(wù)升級或降級;其次安排工期與開始時(shí)間,填寫前置任務(wù)以達(dá)到讓任務(wù)連續(xù)的目的,選擇自動(dòng)安排便于進(jìn)度計(jì)劃的制作與后續(xù)修改。
施工進(jìn)度模擬是根據(jù)施工方案,模仿實(shí)際施工時(shí)的工程建設(shè)進(jìn)度,通過三維電腦技術(shù)把建筑施工的過程提前預(yù)演出來,將進(jìn)度計(jì)劃具象化。通過施工模擬動(dòng)畫可以最直觀地看到施工過程中的問題,提前發(fā)現(xiàn)提前進(jìn)行方案優(yōu)化設(shè)計(jì),減少不必要的損失。
在navisworks 軟件的TimeLiner 功能中導(dǎo)入進(jìn)度計(jì)劃,對其進(jìn)行編輯并重建任務(wù)層次。其次要將施工模擬中涉及到的構(gòu)件做成集合,從首層至機(jī)房層分別創(chuàng)建了柱、梁、板、墻、幕墻、門、窗、樓梯、屋面的集合,為方便查找,需要按層創(chuàng)建文件夾。第三步需要將做好的集合附著到進(jìn)度計(jì)劃中相應(yīng)的地方,并將任務(wù)類型改為構(gòu)造。完成以上三步后就可以進(jìn)行施工模擬并導(dǎo)出動(dòng)畫了。通過施工進(jìn)度模擬,可以將實(shí)際進(jìn)度和計(jì)劃進(jìn)度進(jìn)行鮮明對比,通過對比發(fā)現(xiàn)實(shí)際進(jìn)度中的工作任務(wù)的拖延,從而在之后的工作任務(wù)中加快施工進(jìn)度,按照原計(jì)劃完成,保證工程的工期。
可視化漫游能夠讓人們在一個(gè)虛擬的三維環(huán)境中對建筑進(jìn)行身臨其境的全方位的審視:可以從任意角度、距離和精細(xì)程度觀察場景;可以選擇并自由切換行走、飛行多種運(yùn)動(dòng)模式,還可以自由控制瀏覽的路線??梢越o用戶帶來強(qiáng)烈、逼真的感官?zèng)_擊,獲得身臨其境的體驗(yàn)。本項(xiàng)目室內(nèi)漫游使用Naivsworks 來進(jìn)行制作。
在Navisworks 中制作漫游動(dòng)畫有兩種方法可以選擇:一是直接開始錄制,到達(dá)目的地后停止錄制;二是通過保存視點(diǎn),添加動(dòng)畫后再將視點(diǎn)按順序拖入形成漫游動(dòng)畫。
由于病房樓的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,很難一次性找到準(zhǔn)確的路線,本項(xiàng)目采用第二種方法。使用視點(diǎn)制作動(dòng)畫可以進(jìn)行詳細(xì)的修改,根據(jù)動(dòng)畫效果來適當(dāng)?shù)卦黾右朁c(diǎn)或刪除視點(diǎn),最終得到滿意的漫游動(dòng)畫。
對一個(gè)優(yōu)秀的建筑設(shè)計(jì)來說渲染圖是不可或缺的,相比枯燥的立面圖,渲染圖才能讓人們對這座建筑的外觀產(chǎn)生最直觀的印象。一張優(yōu)秀的渲染圖能夠呈現(xiàn)出建筑建成后最真實(shí)的視覺效果,在投標(biāo)過程中,擁有一張對色彩、光影把握準(zhǔn)確的渲染圖較之其他企業(yè)也會(huì)更加出彩。項(xiàng)目選用Lumion 軟件進(jìn)行模型渲染。
步驟如下:首先Revit 模型在導(dǎo)入Lumion 之前需要下載Lumion LiveSync for Revit 插件,將模型從rvt 格式轉(zhuǎn)換成dae 格式。其次更改了地坪、外墻、玻璃、豎挺的材質(zhì),讓畫面看起來更美觀一些。第三、對原來的已有建筑和其他周邊建筑設(shè)施進(jìn)行了布置,在醫(yī)院病房樓的附件又放置了救護(hù)車、長椅、人物形象和小魚,使效果圖與實(shí)際項(xiàng)目吻合。并在病房樓門口設(shè)置了人工湖,在湖中繪制了噴泉和觀賞魚,以達(dá)到合理美觀的效果。并在病房樓的相應(yīng)位置設(shè)置了停車坪、無障礙設(shè)施等。第四、除此之外,對模型的光環(huán)境進(jìn)行渲染,修改了太陽角度和天空環(huán)境,由于模型中幕墻較多,陽光直射會(huì)導(dǎo)致反光,經(jīng)過對光源的反復(fù)修改,最終讓畫面整體呈現(xiàn)出一個(gè)明亮又不至于反光的效果。通過對模型本身材質(zhì)以及周邊環(huán)境和設(shè)施的渲染,達(dá)到了甲方想要的渲染效果。
為了方便Navisworks 漫游,使用廣聯(lián)達(dá)場布軟件之前首先用Revit 做了簡單的場地布置。為了更符合醫(yī)院的氛圍,放置了草地、道路、停車坪、樹木、長椅等構(gòu)件。
廣聯(lián)達(dá)BIM 施工現(xiàn)場布置軟件是基于BIM 技術(shù)真正用于建設(shè)項(xiàng)目全過程臨建規(guī)劃設(shè)計(jì)的三維軟件,為施工技術(shù)人員提供從投標(biāo)階段到施工階段的現(xiàn)場布置設(shè)計(jì)產(chǎn)品,解決設(shè)計(jì)思考規(guī)范考慮不周全帶來的繪制慢、不直觀、調(diào)整多以及帶來的環(huán)保、消防及安全隱患等問題。通過施工總平面圖的繪制,可以清晰的看到施工現(xiàn)場的人、材、機(jī)、料、環(huán)境的布置,使施工現(xiàn)場滿足國家環(huán)保、質(zhì)管部門的要求,讓施工現(xiàn)場更合理化。
BIM 進(jìn)入我國土木工程領(lǐng)域以來,從試點(diǎn)應(yīng)用到全部普及,如今已經(jīng)進(jìn)入飛速發(fā)展的階段,給整個(gè)土木工程領(lǐng)域帶來了不可避免的變革。BIM已經(jīng)成為建筑業(yè)的大勢所趨,作為一個(gè)能集成建筑全過程各階段、各方信息,支持多方、多人協(xié)作,實(shí)現(xiàn)即時(shí)溝通、緊密協(xié)作、有效管理的信息交流平臺,在不遠(yuǎn)的將來,BIM 軟件必將代替建筑也現(xiàn)在經(jīng)常使用的二維軟件,將對建筑行業(yè)帶來革命性的變化。