基于BIM 技术的东城区望坛棚户区改造施工优化研究

高杨

（北京城建六建设集团有限公司，北京 101500）

0 引言

棚户区改造是中国城市化进程中的一项重要任务，旨在改善城市居民的生活环境和居住条件。然而，棚户区改造施工中存在着很多问题，如进度延误、质量问题、安全隐患等，这些问题不但影响着改造工程的进度与质量，而且也给城市居民的正常生活带来了极大的不便。作为一种新型的数字化工具，BIM 技术在工程设计、施工、运维等环节中都有广泛的应用。本文以东城区望坛棚户区改造为例，探讨了BIM 技术在棚户区改造工程中的应用与优化，并分析了基于BIM 技术的施工优化方案的实施效果。为了进一步提高东城区望坛棚户区改造的施工效率与质量，本文从施工优化的角度出发，分析了项目施工优化的必要性与影响因素，并提出了基于BIM 技术的施工工序优化、物料管理、施工现场协作以及施工误差控制等4 种优化方案，用以指导施工现场的工程管理与操作[1]。

1 BIM 技术在棚户区改造施工中应用的优势

随着BIM 技术的发展和应用，其在棚户区改造施工中的优势也越来越受到关注。本文将从项目管理、施工流程和信息协同3 个方面，对BIM 技术在棚户区改造施工中的优势进行分析。

首先，BIM 技术在项目管理方面的优势主要表现在：项目进度管理，可模拟建筑物的全过程，便于分析施工进度，及时发现问题并调整工期；施工作业计划管理，可根据建筑物信息和施工作业，自动生成作业计划，实现整个施工过程的计划化管理。质量管理，可对建筑物的各个构件进行细致的建模和检测，发现问题及时解决，提高施工质量；安全管理，可对施工现场进行模拟，识别并降低现场施工风险，从而提高施工安全系数[2]。

其次，BIM 技术在施工流程方面的优势主要表现在：施工工序优化，可对施工过程中的各种操作进行模拟优化，从而实现施工工序的最优化排列，使施工流程更加高效；施工现场协作，可实现施工现场的无缝信息共享，提高施工团队间的协作效率；施工误差控制及预警管理：可检测并标记出设备和材料尺寸错误，以及潜在设计错误。这有助于减少现场维护和更正成本，并使得施工人员更容易发现问题并加以解决[3]。

最后，BIM 技术在信息协同方面的优势为：多方信息协作，可通过云端共享数据、模型和图纸等信息，实现多方协同，提高信息通畅度。参数化模型，BIM 技术基于建筑物的参数化模型，可以方便地获取多方数据，并可实时协同。BIM 技术如图1 所示。

图1 BIM 技术

综上所述，BIM 技术在棚户区改造施工中具有较为明显的优势，可以大幅提高施工效率和质量，同时降低成本和风险。这为未来棚户区改造施工提供了一个全新的管理模式和新的思路。

2 东城区望坛棚户区改造项目概况

东城区望坛棚户区改造项目是针对北京市东城区境内存在的老旧棚户区而推出的一项改造计划，改造项目地处北京市东城区，用地北临琉璃井地区一号路，东侧临景泰路，南侧邻安乐林路，西临安乐林中街。计划对望坛地区的棚户区进行改造，该区域面积大约为15 万m2，涉及改造住房3200 余户，该项目旨在改善望坛地区居民的住房条件，提高生活质量，推进城市化进程。望坛棚户区场内主要设置通行道路1 条，贯穿东西，幅宽6m，且现场东、西两侧沿建筑红线搭设2.5m高围挡，保证现场的整体封闭。根据现场实际情况，现场大门3 座分别位于现场东、西两侧，与规划道路连接。该项目改造的主要内容包括屋顶、立面、排水、电气、卫生间、厨房等全部新建，由于该区域的既有建筑物存在着较大的难以预测的设计和施工风险，因此必须采用更加科学、精细的工程施工管理模式[4]。

3 BIM 技术在东城区望坛棚户区改造中的应用

3.1 BIM 技术在项目进度管理中的应用

在施工管理中，利用BIM 技术可以实现施工计划的制定、指令管理、项目进度维护以及成本计划的生成等操作，有助于帮助建筑地产商在施工中控制项目时限、确保工程质量，在合理范围内实现预算目标。

在东城区望坛棚户区改造项目中，BIM 技术被广泛应用于项目进度管理。施工团队根据建筑信息模型（BIM）平台进行交互；该平台可以自主实现进度计划的优化和修改，实现实时控制和监视工期变化。同时，该平台还可以通过整合相关项目资料并预测风险和变革，从而可以更准确地管理施工项目的进度。基于BIM技术的项目进度管理方法可以有效地保证施工进度地得到落实。一旦工人报告出现了计划外的时间延误问题，BIM 技术可以立即分析和反馈其影响，从而帮助管理层在及时控制工期变化的情况下，实现减少损失和清晰的进度跟踪。另外，在建筑材料配送和装置过程中，BIM 技术也能实现及时的沟通与协调，同时也能快速生成施工进度计划[5]。

3.2 BIM 技术在施工作业计划管理中的应用

BIM 技术在东城区望坛棚户区改造项目中，可以通过创建虚拟建筑模型，仿真及优化施工作业计划，提高施工效率，缩短工期。在东城区望坛棚户区改造项目中，BIM 技术实现了对施工作业计划的全过程管理。开工前，施工团队使用BIM 技术对建筑物进行3D 建模与布局，实现不同模块的建筑物分步多层施工。监测工作进度、资源需求和人员计划情况。施工进程中，团队还使用BIM 模型，根据实际情况对施工作业进行实时调整，使项目能够按计划进行，从而加速施工进程并提高工作效率。BIM 技术的应用使项目的施工计划管理更加严谨细致。在规划施工计划时，帮助团队了解整个施工过程的所有要素和细节，为整个计划提供全面的视角。及时掌握施工作业的进度，到任务和材料等细节，做出各种合理的调整。

3.3 BIM 技术在质量管理及安全管理中的应用

在东城区望坛棚户区改造项目中，BIM 技术在质量及安全管理方面得到了广泛应用。通过BIM 技术，项目团队可以在足不出户的情况下完成对工程质量和安全的监控，从而有效地减少工程质量问题和施工事故的发生。

在质量管理方面，BIM 技术可以在建造过程中实时监测工程质量问题，减少质量问题的发生。在望坛棚户区改造中，项目团队将设计图纸导入BIM 软件，在BIM 模型中将参数设定为正确的质量标准。员工通过扫描二维码可以打开模型查看各项指标，确保施工的准确性和质量性。若设计图纸存在问题，则BIM 系统会及时发出警报提示施工人员，并同步发送预警信息到相关的管理部门和人员，便于及时处理。

在安全管理方面，BIM 技术可以通过建立3D 建筑和场地模型，对施工现场的安全隐患和危险区域进行实时监测，及时解决安全问题。在施工现场BIM 模型可进行安全带着色，把危险部位标记为红色，正常部位标记为绿色，让工人在搭建、拆卸或改造建筑物时更加明确危险的位置，提高了安全工作的效率和质量。减少施工过程中的安全事故。

4 BIM 技术在东城区望坛棚户区改造中的施工流程优化措施

4.1 基于BIM 技术的施工工序优化

基于BIM 技术的施工工序优化是东城区望坛棚户区改造项目中的重要环节之一。通过优化施工工序，可以提高施工效率、降低施工成本、缩短工期并提高工程质量。BIM 技术以其数据的一致性和精度，为工序优化提供了更好的数据支持。

在实际的施工过程中，BIM 技术可以协助进行施工工序的优化。项目团队可以通过BIM 软件进行施工前的数字演练，包括施工策略的设计和优化、施工过程的模拟和调整等，有效规避施工中的风险和浪费。亦可通过精确的碰撞检测和模型管理，实现施工工序的精细管理，包括物料调度、施工现场协作、施工质量控制、安全管理等。在项目中BIM 技术实现了工序优化的具体应用。施工队伍采用BIM 软件对棚户区的模型进行分析和评估，在模型中发现了诸如钢筋数量缺失、安全隐患等问题，然后通过优化施工工序，协调出最优解决方案，确保了施工的顺利完成。同时在施工现场，BIM 技术为相互连接的施工工序提供了精细的管理，通过BIM 模型，项目团队可以精确比对工期、料量等细节，实现施工工序的协同管理，从而加强工程进度的控制。

综上所述，基于BIM 技术的施工工序优化是实现东城区望坛棚户区改造施工优化的重要组成部分，BIM技术的应用可以提高工程的效率和质量，缩短工期并降低成本。

4.2 BIM 技术在物料管理中的优化应用

BIM 技术在东城区望坛棚户区改造项目物料管理中的优化应用是重要的施工流程优化措施之一。首先，在物料管理过程中，BIM 技术可通过数据管理和视觉化展示的形式精准记录和管理物料信息。施工现场利用BIM 技术实现物料清单的生成、清单与库存的实时关联以及物料使用和发放的记录，便于现场监理人员快速准确地把握物料情况，从而避免物料的重复采购或者造成物料的浪费情况。其次，BIM 技术在物料管理中还可实现物料空间管理功能。该功能主要利用BIM模型的三维空间模拟，可以根据物料类型进行分类和空间分配，同时也可以在BIM 模型上实时查看物料安装状态并进行空间协调，避免物料摆放位置与空间法规要求不符等问题的出现。

在东城区望坛棚户区改造项目中，BIM 模型通过数据信息集成，有效地减少了物料管理中的信息传递和沟通成本。利用BIM 技术实现物料信息管理，可以有效降低施工现场的人力和时间成本，提高施工效率。同时，基于物料空间管理功能，施工人员还可以利用BIM模型在施工过程中快速查找和获取物料资料，缩短施工进程，降低施工成本。

4.3 BIM 技术在施工现场协作中的优化应用

在东城区望坛棚户区改造项目中，由于项目工程量大、施工进度紧张、施工场地狭小等原因，现场协作成为一个至关重要的环节。而BIM 技术作为一种集成化、协同化的工具，可以优化现场协作，提高施工效率和质量。

（1）施工现场协作通常存在信息不对称、信息分散、信息延迟等问题，导致工程进度受阻。BIM 技术可以通过将现场实际情况和建模数据相匹配，实现现场数据和数据化平台的互联互通，提高信息采集和传递效率，降低信息误差。

（2）施工现场协作过程中存在施工人员之间的协作问题，例如不同专业之间的协作不足、多个施工计划之间的协调等。针对这些问题，基于BIM 技术的协同工具可以通过信息可视化、专业互连等手段进行协同优化。例如，通过建立多维数据模型，辅助设计师预见到不同工序的冲突和矛盾，并通过BIM 技术及时协调各专业的设计，以协助施工人员高效协同地完成工作。

（3）在施工现场，材料和设备的调配经常面临不同施工环节、不同专业之间的协调问题。BIM 技术可以通过建立材料和设备信息库及实时调度系统，实现物料用量、调配、库存等信息的实时掌握和调整。例如，在东城区望坛棚户区改造项目中，通过BIM 技术的物料管理系统，可以根据建筑物、空间、专业等数据分析出物料需求量和使用频次，实现物料供应与调配的自动化、智能化。

5 结语

基于BIM 技术的东城区望坛棚户区改造施工优化研究表明，BIM 技术在改造施工中的应用可提高工程管理、施工流程等方面的效率和质量，实现施工优化的目的。具体而言，BIM 技术可在项目进度管理、施工作业计划管理、质量管理等方面实现优化。因此，在望坛棚户区改造过程中，推广BIM 技术应用是必要的，可为改造工程提供更准确、快速、高效的施工保障。