BIM + 智慧工地综合建造技术助力大型医疗建筑项目建设

2021年2月3日
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以四川大学华西天府医院项目为应用实例,结合大型医疗建筑特点,开展 BIM + 智慧工地技术应用,确定信息化建设方案,进行信息化产品选型; 通过视频监控管理、质量管理、安全管理、进度管理、劳务管理、物资管理、设备管理、环境管理、BIM 技术在智慧工地中的应用等管理方法,实现信息化、精细化、智能化,高效辅助全专业、全过程施工管理,强化科学管理并加速信息化建设; 为管理人员提供及时、高效、优质的在线服务,提高企业工作效率和管理力度,提升企业竞争力。

一、工程概况

四川大学华西天府医院项目( 见图 1) 位于成都市天府新区核心区,紧邻兴隆湖,建设规模为 1 200张床位的三级甲等综合医院,总建筑面积约 26 万m2,其中地上约 18 万 m2,地下约 8 万 m2。本工程建筑功能复杂: ①专业多 涉及土建结构、水电、通风空调、网络监控、智能呼叫、医用气体、洁净系统、UPS 供电等专业; ②系统多 是集门诊、住院、医技、手术、科研、教育于一体的现代化综合型医院; ③特殊功能用房多 直线加速器、CT、DR、MRI、PET 等设备用房防辐射要求高,手术室洁净度要求高( 最高达 100 级) ,检验室防水、防腐、抗渗漏要求高,锅炉房抗爆要求高,污水处理站抗渗要求高。

由于施工人员少、建设任务重,大型医疗建筑工程规模大、现场施工管理点多面广、各专业界面与接口繁多,使传统现场管理极其困难,需采用信息化实现高品质管理。在全生命周期建设与使用过程中,项目通过开展 BIM + 智慧工地技术应用,提供工地现场管理信息化解决方案,以实现项目各建设目标。

BIM + 智慧工地综合建造技术助力大型医疗建筑项目建设图1 项目效果

二、信息化建设方案

将互联网 + 理念运用到建筑行业领域,充分利用移动互联、物联网、云计算、大数据等新一代信息技术,全面融合 BIM + 智慧工地技术,全方位实时监管建筑工地; 将传统管理转换为工程现场一体化管理模式,高效、科学规范结合人、机、料、法、环管理,提供工地现场管理信息化解决方案。

三、信息化产品选型

信息化产品选型注重以下特性。

1) 先进性 大力采用移动通信、GPS、计算机网络、大数据等一系列成熟、可继承、具备广阔发展前景的先进技术。

2) 实用性 坚持实用性为主的原则,避免使用不成熟、过分超前的技术和产品。

3) 可靠性 从系统设计理念到系统架构设计,再到产品选型,都秉承系统可靠性原则。

4) 安全性 构建系统时,全面实现系统防入侵、数据防泄露。

5) 开放性 在设计和设备选型时,科学预测未来扩容需求,进行余量设计。

6) 易管理性、易维护性。

四、BIM + 智慧工地平台综合应用

BIM + 智慧工地平台采用 1 平台 + N 个模块的应用模式,数据互联互通,通过手机 APP + 多设备数据采集 + 云端大屏集成,以图表或模型实时显示现场各生产要素数据,管理人员可直观查阅全景监控、进度、质量、安全、物料、劳务、环境、工程资料及BIM 技术应用等管理数据,全过程、全专业深度应用,实现建造系统化、信息化、标准化管理。

4. 1 视频监控管理

BIM + 智慧工地平台可 24h 监控工地各区关键部位、重点区域等,并支持在线远程查看,使现场实现数字化、系统化管理,数据更全面、准确、及时展现在平台中,有效监管,提升管理。

4. 2 质量管理

在 BIM + 智慧工地平台中,可将问题重点核心直观反馈给管理者,以了解整个项目的质量问题,同时可切换子系统追溯问题根源。平台分析维度包括超期未整改( 监测) 、最近 7d 问题趋势、问题类型分布、未整改问题统计( 按责任人、分包单位) 等。管控施工现场的质量问题,实现责任到人,实时跟踪问题进展状态,在实际应用过程中起到很好的管理效果。

4. 3 安全管理

BIM + 智慧工地平台中的安全管理以安全巡查→整改通知→现场整改→现场复查→复查合格的流程实现责任到人,全程跟踪落实,形成安全闭环管理。项目部建立并完善安全隐患数据库,让安全管理更方便快捷,同时还利用 BIM + VR 技术对劳务工人进行有效的安全体验教育,通过虚拟漫游场景,让工人亲身体会施工过程中各类安全风险,增强工人安全意识,保障施工生产安全有序。

4.4 进度管理

BIM + 智慧工地平台直观呈现四川大学华西天府医院项目各阶段的进度计划,通过前锋线对比,可反馈实际工期与计划工期的差异。滞后工期可通过拉直前锋线自动计算对总工期的影响,并进行进度对比分析,记录工期滞后原因及责任人,形成过程记录。

4.5 劳务管理

实名制辅助生产管理,提供生产决策,保障安全,规避风险,减少劳务纠纷,真正实时掌握现场用工。通过多工种、多分包、多角度数据和劳务费偏差管理、工资数据管理等实时数据,进行不同维度数据分析,便于劳务管理的决策,降低劳务管理风险与纠纷。全流程人员管理如图 2 所示。

BIM + 智慧工地综合建造技术助力大型医疗建筑项目建设

图2 全流程人员管理

4.6 物资管理

施工现场的商品混凝土、预拌砂浆、钢材、地材、水泥、废旧材料等进出场频繁,现场物资进出场需进行全方位精益化管理。通过 BIM + 智慧工地平台应用,可跟踪材料进场到离场的全过程,排除人为因素,堵塞管理漏洞,提高物料利用效率,合理控制施工成本。

4. 7 设备管理

对方案编制、交底、现场安装、定期检查整改及保养等方面,全过程进行信息化记录管理,同时将大型设备安装荷载测定装置、超载报警器,实现塔式起重机吊钩可视化,保障大型设备运行安全。

4. 8 环境管理

BIM + 智慧工地平台结合现场环境监测设备、网络通信技术、人工定位反馈、区域警报技术,对扬尘、噪声及天气状况进行实时监测,与喷淋、雾泡等设备联动,辅以降噪措施,保障现场环境质量合格。

4. 9 BIM在智慧工地中的应用

本工程已实施全专业的 BIM 技术应用,主要包括建立模型、留洞出图、建造模拟、管线碰撞、净高复核、虚拟漫游、效果展示、辅助方案、成本核算等。通过 BIM 模型轻量化处理,可利用智慧工地平台实现在线预览、质量安全问题与模型挂接、BIM 进度展示、BIM 工艺交底等。实现实体建筑信息与BIM 模型挂接,项目数据与场地 BIM 模型紧密关联,通过智慧工地平台使实体建筑与 BIM 模型成为虚实映射的数字孪生,全面优化设计,提升品质,为建设单位增值,并为后期运维提供便利,推动工程建造向工业建造的精益化方向发展。

五、实施效果

本工程通过信息化建设及智慧建造指挥中心的实施,对四川大学华西天府医院项目进行质量、安全、进度等全方位监管,特别是新技术的应用与融合助力项目高品质建设。但建设行业的信息化建设进程相对较慢,结合本工程提出如下建议。

1) 顶层设计及时总结 企业需加强顶层设计,重难点是如何实现集团对项目的管控,各项目、各系统间的数据交换与融合。立足公司层面开展信息化建设,再到项目落地实施、及时总结反馈,进一步优化企业大数据库建设,高效推动信息化在行业中的发展。

2) 合理选择实施范围 随着 5G 技术日趋成熟,信息化建设技术储备越来越好,智慧工地建设涉及产品与范围较广。各单位与项目部在建设智慧工地时,应充分结合项目实际,合理选择实施范围。建议择优选用监控、质量、安全、设备管理等基础项与 BIM,VR 等升级项,实现智慧建造最大价值。

3) 数据共享行业发展 大数据时代,如何进行数据收集、整合与再利用是信息化发展的关键。在企业和项目实施过程中,应加大数据库的扩充和完善及资源共享,实现大数据宏观利益。

六、结语

通过 BIM + 智慧工地的应用,一方面可支持现场作业人员、管理者提高施工质量、成本、进度水平,保证工程项目成功,形成以进度为主线、成本为核心的智能化施工流水作业线,实现更准确及时的数据采集,更智能的数据挖掘和分析及更智慧的综合预测; 另一方面可提升行业监管与服务能力,及时发现安全隐患,规范质量检查、检测行为,保障工程质量,实现质量溯源和劳务实名制管理,促进诚信大数据的建立,有效支撑行业主管部门对工程现场质量、安全、人员和诚信的监管与服务。

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