BIM技術(shù)在景觀園林信息化施工管理中的應(yīng)用研究

白銘宇，席夢(mèng)旭

(中國(guó)建筑土木建設(shè)有限公司，北京 100070)

0 引 言

景觀園林施工建設(shè)是提高社會(huì)生態(tài)環(huán)境自我恢復(fù)能力、優(yōu)化自然景觀的重點(diǎn)工程項(xiàng)目，尤其在綠色工程建設(shè)理念深入人心后，各地更是加大了對(duì)景觀園林的綠化建設(shè)工作[1]。為了保證此類工程的規(guī)范化施工作業(yè)，施工方嘗試在景觀設(shè)計(jì)施工中引進(jìn)信息化技術(shù)作為支撐，而本文此次的研究也將立足于信息化角度，將BIM技術(shù)作為引導(dǎo)，開展現(xiàn)代化技術(shù)在景觀園林信息化施工管理中的應(yīng)用研究，通過優(yōu)化綠化工程施工建設(shè)方案，提高施工作業(yè)水平。

1 BIM技術(shù)在景觀園林信息化施工管理中應(yīng)用重要性

BIM技術(shù)是現(xiàn)代化建筑產(chǎn)業(yè)中的代表性技術(shù)，將此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到景觀園林建設(shè)施工管理工作中，可以解決施工人員對(duì)施工工藝認(rèn)知不清晰、各專業(yè)施工配合不到位、設(shè)計(jì)考慮不全面、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)存在偏差等問題。引入BIM技術(shù)對(duì)圖紙優(yōu)化，可避免工程設(shè)計(jì)圖紙由于多次變更導(dǎo)致的施工工期延誤、施工額外成本增加等現(xiàn)象，為工程施工方案的完善化與優(yōu)化提供技術(shù)層面的指導(dǎo)[2]。下述將從四個(gè)方面，對(duì)BIM技術(shù)在景觀園林信息化施工管理中應(yīng)用的重要性進(jìn)行詳細(xì)分析。

(1)建立景觀園林工程項(xiàng)目全過程施工模型，可以提高工程在施工過程中各個(gè)單位與不同專業(yè)之間的信息交互與共享能力。以4D可視化模型為支撐，任何一個(gè)參與工程建設(shè)與項(xiàng)目施工的人員都可以使用模型進(jìn)行施工信息的查詢、檢索與拓展[3]。工程參與方也可以通過此模型進(jìn)行施工決策、管理技術(shù)討論與施工方案評(píng)價(jià)比選，按照此種方式落實(shí)施工作業(yè)行為，不僅提高了施工管理中多個(gè)施工方之間信息交互頻率的提升，也可以提高工程施工作業(yè)效率與綜合水平。

(2)使用BIM技術(shù)可以提高工程施工管理中進(jìn)度安排的合理性，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有施工方案的全面優(yōu)化。本次景觀園林施工方案由設(shè)計(jì)方使用MS Project軟件編制，此軟件可以保證流水線作業(yè)安排的合理化與精確化。將景觀園林施工進(jìn)度與施工方案導(dǎo)入此軟件，結(jié)合信息化模型的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建模式，可以直接模擬工程施工進(jìn)度，并更為直觀地發(fā)現(xiàn)工程現(xiàn)有施工計(jì)劃中存在的問題，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工程施工工期的優(yōu)化，保證工程項(xiàng)目在施工后同步落實(shí)工期與成本雙目標(biāo)。

(3)景觀園林工程施工不可避免地會(huì)涉及管線綜合布設(shè)環(huán)節(jié)，使用BIM技術(shù)建立工程可視化模型，可以解決施工圖紙中存在的碰撞問題，并精準(zhǔn)定位管線碰撞點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程設(shè)計(jì)方案的深化[4]。在此類項(xiàng)目施工作業(yè)時(shí)，施工方通常會(huì)采用劃分施工區(qū)域、交叉同步作業(yè)的方式進(jìn)行施工，由于不同單元中的施工人員工作任務(wù)相互獨(dú)立，導(dǎo)致工程施工容易出現(xiàn)重復(fù)作業(yè)的問題，嚴(yán)重情況下，甚至?xí)霈F(xiàn)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)交叉，導(dǎo)致工程返工率提升，從而增加了工程隱性成本，使工程中的人力、物力資源出現(xiàn)浪費(fèi)。而基于BIM技術(shù)的工程管理工作不僅可以解決此種問題，同時(shí)還可以為不同施工單位提供針對(duì)性的可視化施工方案，保證施工進(jìn)度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)多方同時(shí)交互。

(4)施工BIM技術(shù)進(jìn)行景觀園林信息化施工管理，可以輔助現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員進(jìn)行施工所需工程量、不同區(qū)域施工對(duì)材料實(shí)際支出用量的統(tǒng)計(jì)。包括計(jì)算施工材料、景觀綠色植被需求量、限額領(lǐng)料量等，通過此種方式進(jìn)行工程施工管理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的有效節(jié)約，從而有助于對(duì)工程施工成本的宏觀調(diào)控。

2 BIM技術(shù)在景觀園林信息化施工管理中的具體應(yīng)用

2.1 景觀園林施工管理信息采集、解譯與錄入

以江蘇省園藝博覽會(huì)及生態(tài)提升項(xiàng)目為例，針對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行信息化施工管理，在管理過程中，引入BIM技術(shù)，首先完成對(duì)景觀園林施工管理信息的采集、解譯以及錄入。從該項(xiàng)目工程建設(shè)概況以及相關(guān)資料當(dāng)中獲取與施工相關(guān)的各類信息，例如景觀園林總占地面積、綠化景觀占地、硬質(zhì)景觀占地等[5]。結(jié)合BIM技術(shù)當(dāng)中給出的專項(xiàng)因子對(duì)各類信息進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)，并將各個(gè)模塊數(shù)據(jù)源進(jìn)行數(shù)字化處理。景觀園林施工信息和數(shù)據(jù)源通常包括表1中所示的內(nèi)容。

表1 景觀園林施工信息與數(shù)據(jù)源記錄表

結(jié)合表1中的內(nèi)容，對(duì)各類信息內(nèi)容進(jìn)行源數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一處理。針對(duì)完成數(shù)字化處理的信息文件，例如高線、數(shù)字地形等可采用1∶10 000～1∶500 000比例在地圖當(dāng)中完成投影。對(duì)于這一類型的信息文件可不進(jìn)行解譯，當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)漏時(shí)可直接通過人為調(diào)整的方式來解決[6]。針對(duì)圖形類型的圖像信息，在對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化處理的過程中，需要針對(duì)景觀園林施工的相關(guān)需要，進(jìn)行數(shù)字化解譯和整理，并將圖像文件轉(zhuǎn)變?yōu)閹в刑囟▽傩缘臄?shù)據(jù)矢量或柵格文件。針對(duì)文檔類型的信息，需要并將其同樣轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)屬性的數(shù)據(jù)，完成轉(zhuǎn)換后將其帶入到圖元當(dāng)中，為后續(xù)施工管理提供重要依據(jù)。

2.2 基于BIM技術(shù)的景觀園林施工數(shù)字地模建立

在完成對(duì)景觀園林施工管理信息的采集、解譯和錄入后，需要結(jié)合BIM技術(shù)對(duì)景觀園林施工數(shù)字地模進(jìn)行構(gòu)建[7]。圖1為BIM模型構(gòu)建界面示意圖。

圖1 BIM模型構(gòu)建界面示意圖

在引入BIM技術(shù)后，能夠?qū)鹘y(tǒng)二維的平、立、剖面體轉(zhuǎn)變?yōu)槿S立體的模型，以此能夠在對(duì)其進(jìn)行施工管理過程中實(shí)現(xiàn)對(duì)施工具體情況更直觀地觀察，并進(jìn)一步確定各個(gè)施工區(qū)域在空間當(dāng)中的具體位置，確保管理時(shí)能夠節(jié)省更多的時(shí)間和精力[8]。在對(duì)江蘇省園藝博覽會(huì)及生態(tài)提升項(xiàng)目進(jìn)行施工管理時(shí)，由于該項(xiàng)目工程量大、施工難度高，構(gòu)建景觀園林施工數(shù)字地模是十分必要的。根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)圖紙，利用Revit軟件對(duì)項(xiàng)目模型進(jìn)行構(gòu)建，并針對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)區(qū)域?yàn)槠滟x予各類施工信息。通過景觀園林施工數(shù)字地模的構(gòu)建，能夠?qū)㈨?xiàng)目中各個(gè)施工位置、屬性等都直觀體現(xiàn)，從而方便管理人員觀察，提高管理和施工效率。同時(shí)，在模型當(dāng)中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工工藝流程的模擬，可在更大范圍內(nèi)對(duì)施工人員進(jìn)行指導(dǎo)，并以此提高施工效率，減少或避免二次返工問題。在模型當(dāng)中，還需要完成對(duì)各類資源的配置，包括組織機(jī)構(gòu)、人員、機(jī)具、材料等，將各個(gè)項(xiàng)目?jī)?nèi)容整合，方便各個(gè)專項(xiàng)內(nèi)容的管理人員對(duì)其進(jìn)行管理。

2.3 景觀園林信息化施工質(zhì)量管理

為確保景觀園林項(xiàng)目實(shí)際施工質(zhì)量能夠滿足初期質(zhì)量規(guī)劃的要求和目標(biāo)，針對(duì)其施工質(zhì)量進(jìn)行信息化管理。首先，在基于BIM技術(shù)的景觀園林施工數(shù)字地模當(dāng)中，完成對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的會(huì)審。圖紙的會(huì)審是實(shí)現(xiàn)對(duì)施工質(zhì)量預(yù)控的有效手段，同時(shí)也是施工管理當(dāng)中最重要的意向工作內(nèi)容。引入BIM技術(shù)后設(shè)計(jì)圖紙能夠更加直觀地展現(xiàn)，以此提高圖紙會(huì)審的效率。在確定設(shè)計(jì)圖紙符合標(biāo)準(zhǔn)后，還需要在BIM模型當(dāng)中完成對(duì)各個(gè)專項(xiàng)施工方案的模擬。在模擬過程中，將施工步驟以及需要注意的事項(xiàng)標(biāo)記在相應(yīng)位置上，以此能夠在最大程度上增強(qiáng)管理人員、施工人員以及技術(shù)人員對(duì)項(xiàng)目施工方案的理解程度。在確保各項(xiàng)施工環(huán)節(jié)均符合要求后，可采用三維或四維技術(shù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)交底管理。在BIM模型當(dāng)中將各個(gè)施工步驟和工序直觀展現(xiàn)，并配合少量必要描述，以此進(jìn)一步增加技術(shù)交底的可行性。

針對(duì)施工過程中的設(shè)計(jì)變更管理，可在BIM模型當(dāng)中指出變更的具體原因、位置以及變更方法，在各個(gè)參與方統(tǒng)一變更，并在變更協(xié)議上簽字后，按照新的施工方案進(jìn)行具體操作。在引入BIM技術(shù)后，變更只需要通過改變部分模型參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)變更前后的直觀對(duì)比，確保變更具備可追溯性。

2.4 景觀園林信息化施工進(jìn)度管理

為確保景觀園林項(xiàng)目實(shí)際施工能夠滿足初期時(shí)間規(guī)劃的要求和目標(biāo)，結(jié)合上述構(gòu)建的基于BIM技術(shù)的景觀園林施工數(shù)字地模對(duì)其施工進(jìn)度進(jìn)行信息化管理。圖2為景觀園林信息化施工進(jìn)度管理示意圖。

圖2 景觀園林信息化施工進(jìn)度管理示意圖

圖2中各個(gè)矩形代表不同的施工環(huán)節(jié)，從A～I(xiàn)分別表示詢價(jià)考察、深化設(shè)計(jì)出圖、喬木移栽種植、灌木移栽種植、詢價(jià)考察、深化設(shè)計(jì)出圖、基礎(chǔ)施工、造型裝飾、硬質(zhì)主體施工。為了方便對(duì)各個(gè)施工環(huán)節(jié)具體進(jìn)度情況的描述，可選擇不同的顏色對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記。將其施工進(jìn)度與時(shí)間線對(duì)齊，以此能夠更加直觀地對(duì)各個(gè)施工環(huán)節(jié)的完成情況進(jìn)行檢查和管理，確保各個(gè)施工環(huán)節(jié)都能夠按照項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案中的規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)完成。同時(shí)，將景觀園林施工計(jì)劃利用MS軟件完成編制，并導(dǎo)入到BIM模型當(dāng)中，通過形象和直觀的模擬施工進(jìn)度實(shí)現(xiàn)對(duì)施工計(jì)劃中存在的問題進(jìn)行具體分析，以此達(dá)到縮短工期，優(yōu)化施工方案的目的，從而進(jìn)一步保證施工工期和成本。同時(shí)，在實(shí)際對(duì)施工進(jìn)度管理時(shí)，還可將承包商、合同、模型等不同角度整理的工程量和工程造價(jià)信息導(dǎo)入到MS軟件當(dāng)中，并以此實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過程的精細(xì)化統(tǒng)一管理。

3 對(duì)比分析

選擇江蘇省園藝博覽會(huì)及生態(tài)提升項(xiàng)目作為此次對(duì)比實(shí)驗(yàn)的工程項(xiàng)目，該項(xiàng)目屬于EPC工程總承包項(xiàng)目，總占地面積為104.320 5 hm2，總建筑面積為60 662 m2。本項(xiàng)目園林景觀分為綠化景觀和硬質(zhì)景觀兩部分，其中綠化景觀占地437 443m2、硬質(zhì)景觀占地39 095 m2。園林景觀施工內(nèi)容見表2。

表2 園林景觀工程一覽表

業(yè)主方在建設(shè)此項(xiàng)目時(shí)，將基于國(guó)際化中心城市建設(shè)理念作為項(xiàng)目的整體施工定位，項(xiàng)目施工區(qū)域位于“一帶一路”交匯處，屬于城市的核心。因此，在施工中，可以充分利用此區(qū)域優(yōu)越的自然條件，融合公園城市開發(fā)理念，將生態(tài)與文化進(jìn)行了融合。并希望在完成該項(xiàng)目的施工后，實(shí)現(xiàn)將“園林開發(fā)”與“園藝設(shè)計(jì)”進(jìn)行動(dòng)態(tài)集成，實(shí)現(xiàn)將“綠化建設(shè)”與“科學(xué)技術(shù)”進(jìn)行交融，探索我國(guó)沿海地區(qū)鹽堿土壤綠化建設(shè)與改良開發(fā)種植技術(shù)，全力打造集“休閑、娛樂、生態(tài)、互動(dòng)、體驗(yàn)”為一體的高性能宜游空間。

將園林景觀工程中的綠化景觀施工與硬質(zhì)景觀施工分別劃分為A、B、C、D四個(gè)區(qū)域，分析基于BIM技術(shù)的景觀園林信息化施工管理方法與基于傳統(tǒng)技術(shù)的景觀園林信息化施工管理方法，在應(yīng)用后該項(xiàng)目施工不同區(qū)域所需成本。成本計(jì)算公式如下：

C=c1+c2+c3+c4+c5

(1)

式中：C為江蘇省園藝博覽會(huì)及生態(tài)提升項(xiàng)目施工所需成本；c1為綠化工程樹種購(gòu)進(jìn)、種植、栽培、養(yǎng)護(hù)等工作所需成本；c2為人力成本，c3為施工機(jī)械設(shè)備使用、養(yǎng)護(hù)、維修工作所需成本；c4為景觀建設(shè)施工所需成本；c5為其他成本，包括風(fēng)險(xiǎn)控制成本、施工進(jìn)度控制成本等。

計(jì)算在兩種管理方法下的工程施工所需成本，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 兩種管理方法下的工程施工所需成本

從上述實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果可以看出，使用基于BIM技術(shù)的景觀園林信息化施工管理方法進(jìn)行施工的工程支出成本，明顯小于基于傳統(tǒng)技術(shù)的景觀園林信息化施工管理方法施工支出成本。證明了設(shè)計(jì)的方法可以在工程中起到降低工程施工成本的優(yōu)化作用。

4 結(jié)束語

本文以江蘇省園藝博覽會(huì)及生態(tài)提升項(xiàng)目為例，開展了BIM技術(shù)在景觀園林信息化施工管理中的應(yīng)用研究。對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的方法可以在工程中起到降低工程施工成本的優(yōu)化作用，因此，可在進(jìn)行此項(xiàng)目其他區(qū)域的施工設(shè)計(jì)時(shí)使用本文方法進(jìn)行工程管理，以降低工程施工所需成本，為工程施工方節(jié)約成本、提高收益。