基于三维可视化技术的施工场地布置

王亚浩

摘 要：施工场地的布置作为施工开始前准备工作的重要内容，其布置的合理性与可行性将直接影响工程开工后能否顺利进行。本文以内乡县交通小区1号楼为例，应用三维可视化技术对其施工场地进行模拟分析和研究，建立三维可视化模型，并与传统的施工场地布置方式相比较，突出三维可视化技术的优越性。

关键词：三维可视化技术;三维模型;场地布置

中图分类号：U445.4文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）16-0102-03

Abstract： As an important part of the pre-construction preparation， the rationality and feasibility of the layout of the construction site will directly affect whether the project can proceed smoothly after construction begins. Taking building 1， Jiaotong community， Neixiang County as an example， this paper applied three-dimensional visualization technology to simulate， analyze and study its construction site， established three-dimensional visualization model， and highlighted the advantages of three-dimensional visualization technology compared with the traditional construction site layout.

Keywords： three-dimensional visualization technology;three-dimensional model;site layout

三维可视化仿真技术能逼真地演示施工方案的动态过程[1]。相对于传统的施工场地布置来说，施工场地可视化布置可以采用虚拟施工的方法，先試后建、先分析后优化，这将对工程的顺利开工提供充足的保证。施工单位通过建立三维动态模型，能在开工前实现场地的合理布置，更好地控制施工进度、施工成本，保证施工安全。

1 进行施工场地布置的优点

科学、合理地进行施工现场布置，能展现施工项目的空间关系，使机械设备、临时设施、道路、拟建工程等各个构筑物之间的空间关系具有条理性[2]。施工场地布置的合理性对工程质量、成本控制、安全控制、进度管理等具有非常重要的影响，将会直接决定项目开工后的实施效率和成果。因此，施工场地布置的重要性不容小觑，工程项目的管理人员必须加强对施工场地布置的重视程度。

1.1 降低安全隐患

工程项目涉及的工序繁杂，施工过程中出现的不可控因素也会随之增多。因此，项目管理人员必须注重事前控制，对工程开工前的场地布置情况给予高度重视。工程建设一般都是露天建造，其现场的施工机具摆放、施工材料堆放、现场防护措施等都会产生不可控制的安全隐患。科学、合理的场地布置则能有效消除这些隐患，保证工程顺利开展。

1.2 减少施工成本支出

成本问题一直是项目管理人员非常重视的问题，也是建设单位进行投资控制的重要依据。合理的场地布置能使工程开工后减少返工现象，便于施工人员更好地进行施工操作，从而降低成本支出。如果施工场地布置不合理，会增加成本投入。例如，施工机具摆放位置不合理，会造成开工后材料无法正常加工、加工后的材料运输距离远等问题;施工现场道路硬化不合理，会导致机械设备无法进厂、施工现场车辆拥堵，不仅会加大成本支出，还会影响工程进度;施工作业人员作业面设置不合理，会导致工程开工后施工人员无法正常作业，最后不得不返工重新布置场地。

1.3 有助于现场的文明施工

工程项目建设周期长，现场人员流动量大，施工现场的机械设备及材料的堆放会随着施工进度的开展越来越混乱，因此，施工场地布置要随着施工进展不断做出调整。合理的场地布置有助于规范场容场貌，保证作业环境干净卫生;有助于创造文明有序和安全生产的条件和氛围;有助于减少施工过程中对居民和环境的不利影响，从而提高企业的形象。

2 三维可视化技术

三维可视化技术主要运用Revit软件进行核心模型的建立，然后在Navisworks Manage 软件中，创建施工项目现场内的建筑、机械设备、材料堆场、临水临电等模型，规划施工工艺路线，之后，利用Navisworks Manage软件中的Animation功能提供施工现场的整个施工运作动画[3]。在工程开工前进行施工模拟，查看在施工运行时场地布置是否会影响工程进度、是否能对资源进行合理运用，通过建立3D模型，将施工现场的机械设备摆放、材料堆放、项目部的位置、拟建建筑物的建造过程等模拟出来，进行可视化操作。

2.1 三维可视化技术的含义

三维可视化可将地图上的地表形态和地理要素转化为具有三维交互特征的地表形态景观，使得有进入真实环境之感，便于进行观察和分析，提高认知效果[4]。三维可视化技术可贯穿于项目的全寿命周期中，能形象逼真地演示工程施工的动态过程，以发现施工开始后可能存在的技术问题、安全隐患，然后及时进行修改。三维可视化技术也更加有力地证明了工程项目事前控制的重要性，不仅能保障施工过程的风险控制，还能促进工程顺利完工。其发展历程如图1所示。

2.2 三维可视化技术的特点

三维可视化技术通过面向对象的方式，集成项目全生命周期中的数据，建立一个信息模型，表达三维几何和各种属性等具有可计算及可复用的信息，可完整地描述工程项目[5]。三维可视化技术的特点主要表现为以下几方面。

第一，三维渲染，效果更佳。通过利用三维可视化技术，工作人员具有更为直观的感受，能更好地理解图纸内容，便于开展施工作业。

第二，事前控制，减少返工。采用三维可视化技术可以在工程开工前进行动态模拟施工，针对出现的问题提出相应对策，避免开工后出现返工现象。

第三，精确计算，更好控制。利用Revit软件建立5D關联数据库，使工程项目的管理人员能快速准确地获取想要的信息，实现更为精细化的管理。

第四，虚拟施工，各方协同。采用先试后建、先分析后优化的方式进行工程项目的虚拟施工，有利于提高工程效率、按期完工、减少成本、消除安全隐患。

第五，碰撞检查，查漏补缺。BIM三维可视化技术可以在工程施工之前进行碰撞检查，优化内部的管线布置情况，发现问题之后及时处理。

第六，协调合作，避免冲突。三维可视化技术是动态控制的过程，其优势是可以实现各个部门的信息互通，且能把工程项目出现的问题第一时间传达给相应单位。

3 基于三维可视化技术的场地布置

3.1 工程概况

内乡县交通小区1号楼位于河南省内乡县花园东路与龙园路交叉口，其建筑整体采用现浇混凝土框架-剪力墙结构，基础采用平板式筏板基础。建筑共21层，地下一层高度为3.9 m，一层到三层高度为4 m，四层到二十一层高度为3 m。建筑总面积为10 894.87 m2，建筑基地面积为633.17 m2

3.2 基于三维可视化技术的场地布置

传统的施工场地布置主要依靠管理人员的从业经验，操作过程主要表现为：建筑设计师设计建筑图纸，结构工程师针对建筑图纸建模分析，机电工程师根据结构图纸进行管线布置，传递的过程非常烦琐，并且在设计过程中，专业图纸也会不可避免地出现冲突的情况。其信息的决策主要依靠2D的施工图纸，难以形象、直观地反映施工现场的概况。

利用三维可视化技术进行场地布置建立的三维模型如图2、3所示。首先采用Revit软件创建施工场地地形模型，然后与其他软件进行交互使用，实现进度、资金等信息的管理。在此系统中，首先在相应工具栏中找到场地命令，如果施工现场存在其他建筑物，则要把已有的地上和地下建筑物也表达出来，然后以此输入各个精确测量后的控制点，保证数据无误后，单击确定按钮即可生成3D模型。此模型要包含拟建建筑物、现场材料堆放位置、施工机具位置、道路、项目部、生活区等出现在施工现场的所有实体物品，然后对其赋予时间的动态属性，运用Navisworks Manage软件进行仿真分析，使其拟建建筑随着工程进度的开展实时变换，若出现场地布置不合理的情况，要及时纠正错误，确保施工场地布置的科学性和合理性。

3.3 基于三维可视化技术布置施工场地的优势

与传统的场地布置方法相比，采用三维可视化技术进行场地布置具有明显的优势，具体如表1所示。

4 结语

合理进行施工场地布置，不仅能降低施工成本，而且能合理分配各项资源，有效控制项目进度。随着城市化建设的不断发展，工程项目的复杂程度也逐渐增加，工程项目中出现的成本、质量、安全等问题也越来越多，因此，在工程项目中采用三维可视化技术进行事前管控尤为必要。

参考文献：

[1]侯春明，任志平，杜福祥，等.浅谈施工方案三维可视化技术交底[J].施工技术，2015（增刊1）：522-525.

[2]李林凯.基于BIM技术的施工场地布置[J].房地产世界，2021（7）：94-95，110.

[3]杨东旭.基于BIM技术的施工可视化应用研究[D].广州：华南理工大学，2013：2.

[4]张彦召.基于三维可视化技术的流域仿真模拟研究[D].大连：大连理工大学，2006：10.

[5]许乃星.基于BIM的海绵城市运维三维可视化研究[J].中国给水排水，2021（8）：48-52.