第 1 章 绪论
1.1 论文选题的背景
伴随着我国工程建设实力的增强以及现阶段建筑工程整个产业由“白银时代”步入“青铜时代”这个背景下,建筑工程领域急需引进先进的技术与管理手段,转变传统发展模式,从粗放式的发展模式向精细化的发展模式升级,在保证工程质量满足各方面要求的情况下,达到精简业务流程,提高资金利用率,缩减支出的目的.
而借鉴国外近几年的发展经验,采用建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)技术是当今世界建筑行业发展的一个大潮流,是指工程建设行业在以计算机和网络为媒介的基础上,建立新型的多方协同工作模式,便于各参与方可基于同一 3D 模型(构件基础参数信息、模型三维效果等)进行交流,并不断地丰富该模型 [1]。BIM 模型的作用主要体现在,即可使协同的工作效率得以提升,也可同时提高工程相关方的交流效率。对于 M 项目,就整个建筑设计阶段而言,其复杂的设计技术和繁多的图纸,无疑都会给该项目的质量管理形成一定难度。通过 BIM 技术所建立的模型及导出的设计图纸,可实现同步修改,保证图纸的准确率,同时相较于传统的二维机电管综合,可更好地发现碰撞问题。因而通过 BIM 技术可让 M 项目的设计团队在该模型中实现更好的协同工作,进一步实现提升 M 项目的建筑设计质量。
M 项目是隶属于 X 公司在济南开发的一座综合性商业地产项目。对于 M 项目建筑设计阶段来说,该项目的建筑设计阶段技术难题多且复杂,图纸数量多且繁杂。种种不利因素均给 M 项目的建筑设计质量管理带来了一定程度上的难度。但是,这些问题当运用了以三维技术为突破点的 BIM 技术时,就迎刃而解了,依托 BIM 模型生成的建筑图纸在图纸准确率以及各专业图纸综合协调等问题上,作用突出。显著提高了整个设计团队的协同工作效率,从而实现提升 M项目建筑设计质量的要求。
本论文以如何提升 M 项目的建筑设计质量控制为目标,总体分两个层次来实现,即:第一层次,保证建筑设计图纸质量;第二层次,从设计文件和建筑物最终展现的结果来判断施工阶段后达到的质量。由此可知,对于 M 项目的建筑设计质量控制主要在于图纸质量、造价投入、施工效果、质量验收评价等。
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1.2 论文选题的意义
1.2.1 理论意义
随着 BIM 技术在国外的普及,我国对推行 BIM 技术也愈发看重。根据国外有关 BIM 技术应用所获得的丰富理论和实践成果,国内学者也开始大量挖掘BIM 潜在的研究价值。当前,国内已经有很多设计类企业正尝试着如何将此项较为先进的理念和技术融入到日常的工作实践中。鉴于该技术的应用目前还处于一个相对复杂且漫长的过程,因此,想要将它的作用发挥最佳,却仍需多角度的共同努力和探讨研究。
鉴于当前我国跟 BIM 有关的理论研究相对匮乏,且多数研究也仅停留在概念的介绍、价值评估和国外案例分析上,对此,当前的理论基础对于指导和挖掘现阶段的 BIM 技术还远远不够。因此,本论文在结合国内外现有的研究基础上,以具体企业为例来研究分析当前关于 BIM 的研究现状,以期为 BIM 理论的梳理提供一个可借鉴的参考。
1.2.2 实践意义
本论文从建筑设计流程出发,将紧密结合 BIM 技术的理念及有关技术,采取熟读文献、收集数据以及对国内的 BIM 市场和 BIM 相关项目进行调研,试着建立基于 BIM 的建筑设计管理的研究,以期能为国内的建筑设计类企业解答如何将 BIM 应用于建筑设计和如何管理建筑设计等问题提供借鉴参考。建筑结构设计是建筑设计的关键组成部分之一,因此,如果要将 BIM 理念和技术与之关联运用,则需结合多方面因素进行考虑[18]。为此,结合 BIM 的技术特点,有针对性的制定基于 BIM 理念的建筑设计流程,与此同时,还需实现对 BIM 结构模型的设计和 BIM 模型质量的管理,这些均对提升建筑设计工作效率和提高建筑设计质量显得尤为重要[18]。因此,只有制定好基于 BIM 的建筑设计流程和对该设计流程进行有效管理,才能达到:明确分工和标准,资源有效利用,质量控制和管理双管齐下,提高项目整体效率。
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第 2 章 基于 BIM 技术的建筑协同设计理论基础
2.1 BIM 技术的概念内涵
建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)是由 Autodesk 公司创立的,将项目的前期规划、中期建设和后期运营集成于一体,涵盖了项目相关的所有参数(包括建筑信息、设备信息、施工周期规划、物业营管理等)的体量模型,BIM 技术起源于每个并多应用在建筑及其智能化当中。简单通俗解读BIM 技术,就是把即将建设的工程项目用电脑里的一些专业软件将其在电脑里构建出来,用于前期建筑方案的优化分析,同时也可供业主方、甲方、设计单位、施工方等单位进行观摩查看,浏览此项目的具体造型及其功能布置,而且他的协同作用可提前规避施工过程中会遇到的各种碰撞现象,并且在模型中进行优化解决,使得整个项目的建设效率得到大大的提高。
BIM 的概念具体包括以下几个方面:
1)BIM 模型是由通过 Revit、Archicad 等建模软件构建各专业(建筑、结构、机电)模型,通过分层分专业建模后,通过模型链接的方式可整合全部模型,将二维的 CAD 图纸转化为三维可视化模型效果,并将整合后的模型导入到专业的效果渲染及处理软件,可更直观地感受该项目建成后的效果;
2)BIM 的价值区别于传统的三维软件,在于模型每个构件赋予了真实的参数信息,包括构件的具体位置、材质、长宽高和设备构件的厂商信息等,而这些信息可在模型应用深化时可不断的丰富,实现上下游信息的无缝传递,而不同的参建方也可基于该模型进行工作安排,如材料采购可通过模型直接提取采购工程量,制定采购计划;甲方和监理可参照模型进行工程质量的直观把控;而施工单位可利用模型制作施工模拟方案,优化项目工期。
3)BIM 成果最终可用于寿命周期最长的运营维护阶段,物业管理单位基于最终的模型可直接对接日常的运营管理平台,确保各类设备的正常运维及紧急情况处理,从而为用户提供更完善和优质的工作生活环境。
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2.2 BIM 标准
目前,对于 BIM 运用方面相对普及的评价标准是 IFC(Industry Foundation Classes),该标准作为国际通用标准,可清楚传递工程模型资料。IFC 标准基于其作为通用的数据信息交换标准格式,可将建筑建造全寿命周期的各参与方用不同软件形成的数据格式进行兼容,减少因为数据不兼容而需重复建模的工作,提升整个项目的实施效率,进而达到协同设计。图 2.1 展示了它的具体应用。IFC标准已被 ISO 组织釆纳为国标标准(ISO16739),各大 BIM 软件商业宣传各自旗下产品 IFC 标准的支持,IFC 已经 BIM 数据交换的标准格式,其版本也随着应用的不断深入而持续更新。
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3.1 M 项目设计质量管理的现状分析与 BIM 技术 ............................. 20
3.1.1 M 项目设计质量管理的现状分析 ...................... 20
3.1.2 BIM 技术的特点和应用现状分析 .................. 21
第 4 章 基于 BIM 的 M 项目设计质量管理评价模型与方法 ................................ 40
4.1 质量评价控制模型构建的指导思想 ............................. 40
4.1.1 M 项目建筑设计文件质量评价的原则 ............................ 40
4.1.2 项目建筑设计文件质量分阶段评价 ..................... 41
第 5 章 M 项目 BIM 设计质量管理评价与控制措施 .............................. 50
5.1 模型的应用 ............................... 50
5.1.1 M 项目建筑设计的概况 ............................. 50
5.1.2 基于 BIM 的 M 项目设计质量模糊综合评价 ................................ 51
第 5 章 M 项目 BIM 设计质量管理评价与控制措施
5.1 模型的应用
5.1.1 M 项目建筑设计的概况
该项目是某市重点项目,总建筑面积 29788.60 平方米,总高度 26.8 米,采用框架无梁楼盖结构,地上四层,地下一层,其中一~三层为阅览室,四层为城市展览馆。该项目楼板采用空心楼板,部分跨度较大的梁采用预应力梁。外立面为异型隐框式玻璃幕墙,机电方面采用目前先进的智能化控制系统,室外景观工程需要达到当地海绵城市的要求。
与普通的公共建筑项目相比,该项目构造复杂,设计难度较高,用传统的二维表达方法很难把该项目复杂的细部构造和各专业间的空间关系表达清楚,而且,在传统的设计体系下,容易因为图纸表达上的问题导致大量的重复工作。
通过分析该项目的具体情况,结合以往工程的设计经验,得出该项目图纸复杂、设计难度系数高,特别集中在土建和机电专业方面。在该项目的设计阶段,图纸的质量水平控制难度也较高。同时部分图纸中仍然存在大量无法采用传统的二维软件进行直观的表达和评价的问题,导致一些问题在设计阶段被忽视掉,而遗留到后期施工阶段。因此 M 项目团队决定以 BIM 协同技术为依托来对该项目的设计阶段的全过程进行全方位的质量管控,保证设计质量效果优良。通过采用模糊综合评价模型,来综合评价 M 项目的设计质量管理在采取了 BIM技术之后的具体质量水平。
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第6章 结论与展望
6.1 结论
本文研究的是基于 BIM 的项目设计质量管理,设计阶段的质量关乎项目的成败,因此必须重视。本文针对具体的 M 项目,对其进行基于 BIM 的设计质量进行综合评价分析。通过文献理论阐述,以及对 M 项目的质量管理现状、BIM技术应用特点、M 项目的 BIM 协同技术应用的管理构架等内容对进行详细分析阐述,来深入研究如何运用 BIM 协同技术进行 M 项目的设计质量管理工作中。最后,基于 BIM 协同技术,运用因果分析法及模糊综合评价法对 M 项目设计质量效果进行综合评价并总结。
本文对于基于 BIM 技术的 M 项目的设计质量管理的主要研究结论总结如下:
首先,本文把 M 项目的设计质量管理阶段分为四个流程,即前期概念方案设计阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段、后期配合阶段。针对这四个主要设计流程,BIM 技术能够将要建设的工程项目事用 BIM 软件在电脑里建立并模拟出来。依托于它的建筑设计模块、施工模拟模块、协同处理模块,在全过各中,随时均能够高效率地在模型中模拟建筑功能、施工过程、错误检查等大量情况,帮助相关单位事先对项目的建筑施工情况进行了解,方便进行用于前期建筑方案的确定与优化、解决各种碰撞问题,从而减少了在项目进行过程中由于沟通缺失所造成的设计变更,避免将问题遗留。大大提高了现今建筑产品产出的效率。
其次,M 项目的设计质量管理,不仅需要 BIM 这一新技术的支持,还需要有健全的项目设计组织架构、优化过的设计流程和可靠的 BIM 协同方式作为支撑。多管齐齐下,保证 M 项目的设计质量在 BIM 理念的主导下,结合项目管理的基础理论,将 M 项目的设计质量问题逐一消灭。即要达到项目质量管理与 BIM技术平台的多方统一,共同提高 M 项目的设计质量效果。
参考文献(略)