基于BIM技术的绿色建筑施工项目进度优化研究

于翔

（中铁十二局集团建筑安装工程有限公司）

随着可持续发展战略的逐步推进与落实，绿色建筑工程项目受到越来越多工程方的关注，为推进建筑行业的绿色发展，各地政府对建筑工程项目的开发提出了强制性的要求。为满足工程的高效化与质量化建设，对项目施工过程进行多学科交叉管理已成了工程管理的主要研究方向。因此，参数信息化技术、计算机技术和绿色建筑技术都被融合到了建设领域之中，然而在实际施工中，交叉作业发生碰撞是不可避免的，此种问题也是导致工程项目进度拖拉的主要原因。为解决此方面问题，BIM 技术的优势不断地被挖掘，在深入此方面内容的研究中发现，BIM 技术的应用不仅可以提升绿色建筑施工作业进度计划管理的效率，而且还可以丰富BIM 技术本身的应用与实践成果。在传统的工程项目进度计划管理中，进度延误、工期延长等问题非常普遍，而在当前的工程项目管理中，进度受多种因素的影响，如工期管理不够灵活，项目参与方难以组织和协调等。

为解决进度方面的问题，杨西[1]在开展此方面内容的研究后，以A 医院基建工程项目为实例，从项目进度、工程质量、施工进度等方面，进行进度管理方案的优化，该方法在经过实证后，证实了可以缩短工程施工工期，在保证质量的前提下，避免工程施工出现进度拖拉等问题。以秦元[2]为代表的多名技术人员在研究后，引进了PSO-SVR 算法，以某土压平衡盾构施工项目为例，设计了施工中的进度优化方法，基于此种方式，为工程施工进度管理与相关工作的规范化实施提出全新研究方向。

本文也将在结合现有成果的基础上，使用BIM 技术，开展与之相关工作的进一步设计研究。

1 基于BIM 技术的绿色建筑施工项目进度优化

1.1 基于BIM技术编制施工进度计划

针对绿色建筑施工项目的进度计划编制，以日、周、月、总控计划为主线。进度计划确定以后，加强例会制度，每周一至每周五召开施工进度例会，每周召开施工管理例会和进度情况分析会，解决矛盾、协调关系、调整施工资源投入，保证按照施工进度计划进行[3]。总进度计划要结合施工技术方案和区段划分，充分利用施工工艺中的工艺间歇、工艺特点，抓住关键线路上的重点工序，确保各项施工的及时介入，从而保证施工的均衡性和连续性。

在这一过程中，引入BIM 技术，利用工程软件编制进度计划及网络计划图，推行全面计划动态管控，如图1所示。

图1 基于BIM技术的绿色建筑施工进度网络图

在BIM技术的加持下，通过BIM软件、信息集成共享平台等手段，可实时了解工程情况，使工程建设状况、进度等信息的传播不会受到地理位置、空间等因素的制约。在建设过程中，要注意统筹，协调和控制。严格执行项目建设调度周制，做好项目每日进度表，确保项目的顺利进行[4]。在此基础上，利用计算机技术，实现了对项目实施过程的动态控制。

3D 可视化是BIM 技术的一个重要功能，也是其最主要的优点。利用3D 建模技术，可以有效地解决传统2D CAD 设计中的一些问题，如表达繁琐、阅读困难、理解偏差、沟通障碍等[5]。在施工过程中，若进度计划出现偏差，则可以及时利用软件对进度计划进行修偏和调整，从而更加灵活地改变计划，使其与实际施工情况相符。

1.2 导入进度计划实现模拟施工

在完成对施工进度计划的编制后，创建一个Revit三维建筑模型，再将其导入到Navisworks 平台当中。导入后，需要将构件模型按照规定的施工顺序进行划分，以此为后续施工工序的模拟提供基础条件。首先将划分好的零件集合到相应的工程上，然后按照进度表填入目标工程的起始和终止时间[6]。当该过程中进度计划发生错误时，其与3D 模型的动态连接能够将全部信息同步更新，实现了进度计划软件与3D 软件的联动修改，有效地节省了时间并提高了工作效率。在以上的技术流程完成了相应的步骤后，便可以进行4D 施工进度动态模拟。在Navisworks 开发平台上，可以按照不同的色彩设定来显示各个构件的起始和终止，并可以使用可视化功能来监视工程的进程。在Navisworks 中进行施工模拟时，可以进行人工漫游，对模型中的结构碰撞以及管线碰撞处的内部细节进行检测，可以提前发现设计结构存在的问题，从而对施工过程进行优化，对进度进行有效地控制。

利用Navisworks 软件对工程进行碰撞检验后，如果发现了结构设备、管道等在空间上发生了碰撞，将会对工程建设产生影响，进而对其进行优化。首先输出的是冲突检测结果，然后返回到Revit 中，对模型中存在的问题进行逐个修正，最后得出最佳的结果。在此基础上，根据碰撞点反查模型进行修正，有效地解决了因设计原因造成的工程延迟问题，从而保证了工程的正常进行[7]。与此同时，还可以对施工任务的工期进行调整，从而降低了不必要的施工步骤，对施工流程进行优化，因此，还需要对费用信息进行相应的调整，以确保费用和工期信息的一致。

提出了一种最优路线进度优化方法：采用“关键路径”原理进行控制，当进度信息被输入到管理软件中时，该软件可以自动地确定出对工期有重要作用的“关键路径”和对工期有重要作用的工作，从而可以很容易地利用该软件来进行进度优化。在经过检验后，我们发现，顺序施工尽管进出场管理方便，但是也有不符合实际的情况。因此，我们改变了原有的进度计划，利用穿插施工对工期进行优化[8]。具体步骤为：第一步，将Project创建的进度计划表输入到项目管理软件当中；第二步，将横道图转变为双代号网络计划图；第三步，优化进度计划。通过流水施工，从初始的项目进度计划安排中，主体部分施工作业采取顺序施工，而且这个工作是一个重要的环节，如果出现延误，会导致项目整体进度的落后，因此，为了保证整体工期的顺利完成，将把底层建筑施工进行提前，从而降低任务的完成时间，并以此实现对项目进度的优化。

1.3 构建绿色建筑施工项目进度保障体系

为确保绿色建筑施工的顺利进行，构建如图2 所示的工期控制组织机构图。

图2 工期控制组织机构图

在组织机构建立后，确保各项工期保证措施顺利实施，明确组织结构中的相应职责。保证了项目的总体进度，达到了阶段性的目标，对项目进行了阶段性的管理，并对各个阶段进行了具体的管理，对项目的各个阶段都进行了具体的管理，并在各个方面都进行了详细的阐述。工班制根据工艺来确保日程表，施工队根据日程表来确保工期表的完成情况。经理部除了要把握总的进度之外，还要根据月计划来分配施工任务，并将其一层一层的执行下去。制定时间保障制度。针对特殊施工条件，例如冬季施工，为保证施工质量，针对冬期施工内容制定专项施工方案。对施工机械采取防寒保温措施，且使用适合气候条件的燃料，以保证机械正常运转，确保在计划工期内完成施工。

2 实证分析

传统项目管理中基于二维图纸的管理模式面临表达不全、信息丢失等弊端，必须应用BIM 技术将项目规划、设计（初步设计、技术设计、施工图设计）、招投标、施工建造、运营等各阶段的信息集成于三维模型中，依托BIM 模型进行工程建造和项目管理，对于参建各方了解建筑构造、降低设计和施工错误、科学优化施工部署、精准传递工程信息、控制工程进度、降低工程造价、有效提升工程管理过程中信息化、智能化水平有重要意义。以项目全寿命周期设计、施工、运营各阶段的信息储备，为施工过程中的科学决策和精细化监督提供保障，有助于提高工程的整体建造水平，为业主交付一座饱含信息、富有生命力的智慧建筑。

为检验BIM 技术的应用效果，以雄安站站房建筑工程项目为例，展开如下研究。

新建北京至雄安新区铁路线路沿途共设5 座站房，线路全长92.83km。雄安站综合交通枢纽现状环境为自然村落和农田绿地，西南方向为白洋淀湖区，自然环境优美宜人。雄安站为高架铁路车场，线路轨顶标高25m（绝对标高），距规划地坪15.15m。

本次研究的雄安站站房总建筑面积为47.52 万m2（不含站台、雨棚、地铁区间、地面管廊）。其中轨道交通规模约为6.05万m2，地下开发空间为8.81万m2。

本工程按照功能分区，包含以下工程内容：

⑴站房工程：含京港台/京雄场站房、津雄场站房及相应站台雨棚工程。

⑵市政配套工程：包含各类公共交通场站、进出站城市通廊、夹层商业等工程。

⑶城市轨道交通工程：包含R1/R1机场支线和M1线的相关站台、区间、雨棚及换乘空间工程。

⑷地下空间工程：包括地下公共空间顶板以下的所有工程，含地下K1线落客区，不含轨道交通M1线车站及区间工程。

该工程项目的空间部署情况见图3。

图3 雄安站站房建筑工程空间部署

本工程的主要内容为雄安站站房及相关工程剩余工程（南北长606m、东西宽355.5m范围内），包括京雄场地下一层、南北两侧商业区以及K1 线车道、京雄场地面层以及南北两侧附属配套工程、地面夹层商业区以及落客平台、京雄场高架层的装饰装修及机电安装工程；预留津雄场部分地下、枢纽1区、枢纽3区地面层及夹层装饰装修及机电安装工程，雄安站整体屋盖及雨棚的屋面工程。

掌握该工程项目的建设内容与基本情况后，应用BIM 技术，对该工程项目进行进度优化管理。对比管理前与管理后的进度优化情况，见表1。

表1 BIM技术对工程项目实施的进度优化效果

表1中“-”代表工程延期，“+”代表工程提前完工。

其中进度优化前GRG 板吊顶施工对应“-2”，代表GRG 板吊顶施工项目进度优化前的实际工期与期望工期相比，延期2天完成；进度优化后GRG板吊顶施工对应“+6”，代表GRG 板吊顶施工项目进度优化后的实际工期与期望工期相比，提前6天完成。

3 结论

综合上述研究，得到如下所示的结论：

应用BIM 技术前，该工程项目的施工工序存在进度拖拉的问题，此种问题不仅会导致工程出现延期现象，还会在一定程度上影响施工方的经济收益。而应用BIM 技术后，不仅解决了雄安站站房建筑工程项目在施工中存在的进度拖拉问题，还实现了工程在预期工期内的提前完善。综上所述，BIM 技术对于优化工程施工进度具有较为显著的效果。