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[分享]BIM技术在郑州美术馆项目中的应用
一、项目概况
1.1 项目基本信息
郑州美术馆、档案史志馆建设项目由郑州建设投资集团有限公司投资建设，中建七局建筑装饰工程有限公司承建。该项目位于郑州市的中心城区，总建筑面积约9.6万平方米，其中地上建筑面积约59985平方米，地下建筑面积约35080平方米。美术馆地上三层、地下二层，史志档案馆地上六层、地下二层，建筑层数地下二层，总高度约32.6米。
1.2 项目施工难点
（1）工程框架结构复杂，档案史志馆为钢筋砼框架结构，美术馆为带沾滞阻泥墙的钢框架中心支撑结构体系，施工难度较大。
（2）美术馆地上部分大量采用斜柱和大跨结构，斜柱最大倾斜角度为50度，水平投影距离为27m，属超限结构；外立面采用单层索网幕墙，最大倾斜角度为76度，对索网张拉及屋顶桁架施工要求较高。
（3）美术馆地下一层层高为6米，地上一层为6.05米，层高较高，增加了模板拼装，脚手架支撑等难度。
（4） 郑州地区对扬尘治理的管理力度较大，且本工程工期较紧，增加了工期延误的风险。
1.3 项目应用目标
作为中建七局建筑装饰有限公司的BIM应用重点项目，郑州市美术馆、档案史志馆的项目定位是在施工过程中进行全方位的BIM技术应用，这就要求BIM技术与项目生产、技术、商务三大方面进行深度融合，进而提升项目的管理精细度。因此，本次BIM应用需要完成以下三个目标：
（1）项目技术管理目标：质量安全管理闭环、BIM提量指导现场施工、施工进度管控、钢构施工过程管控
（2）BIM人才培养：培养企业自己的BIM人才，包括土建、机电各专业建模人员以及BIM5D施工过程管控人员。
（3）BIM应用方法：质量安全管控方法，过程物资提量方法，钢构构件跟踪方法，二次结构排砖方法等
二、BIM应用方案
2.1 BIM应用策划（整体策划方案）
2.2 BIM组织介绍
三、 BIM5D现阶段应用
3.1 模型整合
项目应用：
该工程用Revit建立混凝土模型，用Tekla建立钢构模型，用MagiCAD建立机电模型。通过BIM5D将土建模型、钢构模型、机电模型整合到一起，形成本项目的全专业整体模型。
应用效果：
通过将各专业模型整合到一起，更直观的展现了整个工程实体及各专业之间的关系。为后期各专业施工过程中进行应用提供了基础。
▼ 整合模型
3.2 变更洽商资料管理
存在的问题：
在施工工程中，会产生很多变更洽商，而这些变更洽商会在多个部门中流转和应用。在传统的项目管理模式下，变更洽商单难以进行统一管理，管理的手段和方式不够规范，导致在项目结算时，经常出现变更洽商单丢失的情况，为商务结算工作带来很大影响。
项目应用及效果：
本项目通过BIM5D建立变更洽商登记台账，能够在发生变革洽商时，及时登记记录并将电子变更单上传至BIM5D共享，相关部门人员能够第一时间找到该资料。采用BIM5D进行变革洽商管理，提高了变更单的流转率，让变更单在多个部门间快速流转，同时有效避免纸质变更洽商单易丢失的风险，让变更洽商单的管理更加规范。
▼ 变更洽商资料管理
3.3 资料协同管理
存在的问题：
在施工现场，施工人员需要经常查看项目施工图纸等资料，但是纸质版图纸资料携带不便，无法实时变更，增加重复拷贝的负担。
项目应用及效果：
美术馆项目采用BIM5D资料管理、云文档方式进行图纸等资料管理和手机端推送，项目现场人员可随时查看。在图纸放生变更后，BIM中心人员会第一时间上传新图纸、替换原有图纸，并推送到手机端，保证手机端始终保持最新的文档状态。
▼ 资料协同管理
▼ 手机端预览效果
3.4 物资提量管理
存在的问题：
物资提量管理是项目过程管控的重点。目前，传统的物资管理方式较为粗放，难以做到精细化管理，例如：项目物资计划由项目工长发起，如果项目工长不具备足够的精准算量能力，容易在物资管控的源头处存在误差。
项目应用及效果：
美术馆项目从BIM5D模型中进行提量，保证物资量从源头处开始进行把控。在制定物资计划时，项目工程部需要将施工部位报给项目BIM中心，项目BIM中心将施工部门从BIM5D模型中提取出的物资量整理后交给工程部，工程部根据此量提交物资计划并进行审核。规范原有的物资体量流程，提高物资提量的精确度。
此外，在施工完成后，BIM中心需要通过统计现场进料小票量得出实际用量，并将BIM5D模型统计实际完工部分量与实际进料量进行对比分析，找出偏差，进而进行偏差分析找出问题原因，为后续项目管理与BIM应用落地提供可借鉴的经验。
▼ 资料协同（手机看资料）
▼ 工程量统计计划表
▼ 实际完工工程量统计表
3.5 质量安全管理
▼ 质量安全网页端查看效果及数据统计分析
▼ 质量安全进度计划表
存在的问题：
传统的项目质量安全管理主要是人对人的管理，即发现质量安全问题后，项目质量安全管理人员以电话、微信等通讯方式通知相关人员进行整改。在这个过程中，很多施工问题过程记录没有有效留存，只有重大问题需要下整改单子的问题会有相应记录，这种管理方式不利于项目进行数据统计分析，不利于项目管理方式的精细化改进。
项目应用及效果：
美术馆项目通过BIM5D三端一云的联动方式进行质量安全管理。在现场发现质量安全问题后，及时用手机拍照记录并推送相关分包责任人，由分包责任人将整改情况通过APP进行回复，让质量安全管理形成闭环，权责分明，实时监控质量安全问题处理进度。同时，项目BIM中心每周定期通过网页端实时导出数据汇总分析报表，报送项目管理层，为项目管理提供科学的数据支撑，大大提高项目管理精细程度。
▼ 质量安全手机端查看效果
3.6 进度跟踪
存在的问题：
目前，大多数工程的施工过程中，项目人员主要以手机拍照记录与微信群、QQ群播报的方式进行进度跟踪与管理，虽然微信群和QQ群具有即时性的优势，但是每天的信息量巨大，且易被其他信息掩盖，不具备文件浏览与储存的便利性，为文件查找增加难度。
项目应用及效果：
美术馆项目主要利用BIM5D手机端进度照片功能，通过手机端采集现场施工进度照片，实时展示和描述当天施工进展情况。该进度记录信息将自动联网同步，项目人员可通过网页端和手机端实时查看、查找相应日期的进度照片、进度描述、天气情况等信息。方便了现场施工人员对现场的实时记录和项目管理团队对项目进展的实时了解掌握。
▼ 进度跟踪
与此同时，美术馆项目工长每天会把当天项目实际进场工人按照工种记录人数，通过手机APP中的“劳动量统计”功能录入系统，随后可通过WEB端进行劳动力的统计汇总与分析。通过对现场每天进场人数的记录和汇总能够形成项目的人力资源数据的积累和分析，形成项目的劳动力资源投入指标，为以后指导项目精准成本分析提供有效数据支撑。
▼ 劳动量统计
3.7 构件跟踪管理（工序跟踪）
存在的问题：
构建跟踪管理是项目管理的重要内容之一。在传统项目管理模式下，只有经常驻守现场的工区长了解相应管辖区域的进度和工序完成情况，其他部门或项目管理人员只能通过生产例会交流或直接询问工区长来了解相关情况，不利于项目管理层及时了解工序进度情况，影响项目决策的效率和准确性。
项目应用及效果：
在混凝土施工工序过程中，美术馆项目利用BIM5D的构件跟踪功能进行管理：将施工范围按照施工区域在模型中进行划分，根据施工任务整体策划，对每个区域设定跟踪阶段和跟踪计划，每个任务生成二维码。在施工现场，通过扫描二维码，可在手机端设置施工过程所对应的任务进展情况，并现场实时反馈至网页端，形成一个完整的生产统计看板。至此，项目管理人员能够在网页端看板中实时了解现场的实际生产进度。通过对该功能的应用将项目的生产过程的进度可视化，管理人员能够快速掌握生产各环节的实际进展情况、偏差情况，及时对生产进度进行调整纠偏。
▼ 生产统计看板
▼ 构建跟踪二维码的使用
四、BIM5D后期应用
4.1 自动排砖
存在的问题：
在二次结构砌体施工时，传统的施工方式下，没有排砖图，难以把控墙体施工质量，同时，可能存在大量碎转，砌体损耗大、浪费严重等问题，难以把控材料需用量。
随着技术的发展，项目部逐渐要求在砌体施工前出具排砖图，技术部人员普遍采用CAD或REVIT进行砌体排布。由于完全是人工进行排布操作，调整修改慢，整体效率低，往往排砖速度赶不上现场施工进度，出现排砖图只能排一部分墙体而不能应用于整个项目的现象。
项目应用及预期：
目前，档案史志馆单体已经接近主体混凝土结构封顶，即将进行二次结构施工。项目在二次结构施工中，提前进行自动排砖，形成排砖图，做到一面墙一张图，并精准统计砌体需用量和采购量，为二次结构物料采购提前提供精准数据。
▼ 自动排砖
4.2 钢结构构件跟踪
存在的问题：
钢构生产安装涉及的部门多、流程多，流程中各环节出现问题都会影响整体施工进度。而为了协调各个流程环节，现场需要花费大量的人力去频繁沟通记录反馈，而且沟通反馈记录很难做到实时呈现，不能第一时间呈现给相关人员，导致信息流通不畅。
项目应用及预期：
在后期应用过程中，美术馆单体会进行钢结构吊装施工，通过采用BIM5D的构件跟踪功能，对钢结构构件从生产加工、运输、进场、吊装、验收过程进行全过程跟踪。项目与钢构分包签订合同时在合同中明确将构件跟踪BIM应用写入合同条款中，强制要求钢构分包进行配合。
钢构模型由钢构分包采用Tekla8.0进行建模，模型建好后由项目BIM中心检查后导入到BIM5D中，然后对各个构件进行跟踪阶段划分，共分为工厂加工完成阶段、工厂自检拼装阶段、装车阶段、进场阶段、卸料验收阶段、吊装阶段、成品验收阶段。给各个跟踪阶段设定计划时间点、跟踪负责人，然后每个构件生成二维码，将二维码在生产完成后直接粘贴到构件上，跟踪负责人通过扫描二维码进行各阶段的跟踪记录。
▼ 预制构件跟踪
跟踪人通过手机二维码的跟踪记录会实时上传到云空间在WEB端进行统计记录，让项目管理人通过网页能实时了解钢构部分各构件的实时状态，以便掌握进度进展情况，及时对进度出现的偏差进行调整。
4.3 工艺库
存在的问题：
以往技术部编制的工艺指导书等都是以纸质版或WORD版形式下发到工程部，由工长进行相应交底。在施工过程中工长由于对规范不熟悉或对其中相关参数记不清等情况需要来回进行查找，不能够在现场随时查看。
项目应用及预期：
利用BIM5D工艺库管理工具，将项目上的工程指导书转化成项目的工艺库，并推送到项目现场人员的手机端。现场工长可以拿手机工艺库进行现场交底，过程中对工艺需要查看时，直接在手机上就可以查看。同时在工艺库上列出该工艺的质量管控检查项，方便我们现场质量检查时一一检查，做到检查不漏项。
五、BIM应用效果总结
5.1 BIM应用总结
（1）通过质量安全闭环管理的实施，使质量安全问题的整改周期大大降低，限期整改率达到98%，同时对于质量安全整改过程全部留痕，避免了与分包劳务直接的扯皮纠纷。
（2）通过BIM提量指导现场施工，同时对实际小票量进行比对分析，大大降低了现场混凝土的损耗。通过对史志馆的混凝土实际使用量与BIM模型量进行对比，混凝土损耗目前控制在千分之八左右，大大低于以往损耗数值。
（3）通过BIM对现场进度的跟踪，使现场进度进展情况实时呈现，方便了现场管理及时对进度进行纠偏调整，保证项目进度在可控范围内，史志馆主体结构部分顺利提前10天封顶。
本文来源：河南BIM发展联盟
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