公共建筑中的可视化施工研究

陈千祥

（远洋集团福建区域厦泉公司，福建 厦门 361000）

1 引言

城市建设中包含大量的公共建筑和居民建筑，其中，公共建筑主要指城市居民进行各种公共活动的建筑场所。随着城市化建设规模不断扩大，公共建筑的数量不断增加，这是基于城市人口不断增长背景下，为满足城市人群公共服务的需求而对城市设施完善和功能完备的重要举措。由于公共建筑通常施工周期较长，容易受到城市施工环境的影响，影响施工进度、施工质量的提升以及施工效率、施工成本的控制。因此，采用可视化施工方式具有很大的实际意义。不但能有效提高施工现场安全水平和信息化技术、数字技术的应用效果，还能有效提升施工质量和施工效率。

2 关于公共建筑与可视化施工管理

2.1 公共建筑特点

公共建筑施工具有施工周期长、施工环境较为复杂等特征。从公共建筑结构和功能性角度来讲，公共建筑的整体结构较为复杂，通常规模较大。由于其使用性质和类型不同，主要可划分为使用部分、次使用部分、交通联系部分等。其在空间构成和功能分区以及人流组织疏散、空间的量度、规模形状、物理环境等方面与居民建筑有很大的不同，具有空间量度大、规模大、物理环境复杂、功能分区较多、空间构成分类较为明确等特点，尤其注重建筑空间的使用性质和流线活动等因素。

在实际公共建筑施工过程中，施工单位必须严格按照设计图纸和方案进行现场施工管理。在公共建筑的各功能区和施工方面要着重进行精细化管理和可视化技术应用，以此确保公共建筑整体质量的提升，同时，充分展现公共建筑的各部分功能，为人们提供优质服务。

2.2 可视化施工概念

可视化施工主要是指在公共建筑的施工现场利用先进的数字技术和影像技术，对各施工环节、施工部分的分项工程作业关键位置进行数字模拟和可视化监控施工。其主要针对工程质量控制点材料储备区和存在重大危险源的施工环节、分项工程作业面等关键位置。采取相应的监控设备进行视频信号压缩编码后，通过有线或无线网络传输到项目部监控中心，使监控中心能随时监控和了解施工现场实际施工情况。此外，还包括利用现代数字技术对公共建筑整体结构以及施工效果进行数字模拟建模。通常以3D可视化效果和4D可视化效果为主要呈现方式。前者主要目的在于提高公共建筑施工现场各部分施工环节的施工质量和效率，以及加强对成本控制的管理效果。后者主要是增强施工单位对公共建筑施工设计与施工图纸以及整个建筑工程结构的可视化展现，让施工人员、监理人员、管理人员能全方位对整个建筑工程项目结构以及施工环节产生直观了解，有助于增强模拟以及实际的工程施工质量和进度的可视化展现，同时有效防止产生安全风险隐患。目前，可视化施工技术主要包含BIM技术的3D模拟效果和4D可视化模拟。

3 4D可视化管理系统

4D可视化管理系统主要是在3D技术应用模型基础上的开发和应用，通过加入模拟施工时间，使其呈现4D效果，实现监督管理中心对施工进度计划时间线的准确模拟，形成动态的施工过程模拟并自动优化控制与管理。由于4D可视化管理系统属于先进的新开发技术，整体的使用仍处于摸索阶段，并且公共建筑施工受涉及范围广、规模大、施工周期长、时间跨度大、涉及数据繁杂等诸多因素影响，难以利用现代信息设备模型进行一步到位的呈现。所以，需要增加3D可视化技术的应用，使其能结合其他相关数据与施工资源信息形成扩展模型，再与4D系统的导出融合后，形成4D展示模式。4D可视化系统构建的施工模型不仅能呈现各个构件以及施工环节和整体结构，还能在施工过程中就不同时间段与时间点展示施工状态，甚至能够完整地展示从未施工到施工中、再到施工后的效果。例如，可以模拟支护模板钢筋绑扎、混凝土浇筑与养护、模板拆除和支撑拆卸等各种工序。对其中包含的工程信息，如结构形式、荷载、材料、施工资源和质量安全等都能实现有效的管理和预演示，最大程度提高管理水平，保障施工质量。4D可视化管理在结构计算和受力情况、动态变化的计算和评估、稳定性能评价等方面都有着极好的应用优势。

4 公共建筑施工现场可视化研究

4.1 施工现场的3D布置准备

在公共建筑施工现场构建3D可视化模型之前，相关设计人员和技术人员必须到现场对地质环境、相关数据、地质信息进行勘测与测量，获取准确的数据信息。以此为依据，采用BIM技术或3DMAX软件，在施工现场完成对公共建筑整体结构的嵌入，在此基础上进行施工效果的模拟。这些都需要利用先进的测量仪器来完成。

4.2 施工现场的4D模拟

在3D数字模型建立基础上融入4D-CAD技术，其主要是在3D几何模型与时间和工程信息的集成化理论上进行4D模拟，并将公共建筑现场施工所涉及的进度、成本、人力资源、施工材料、机械设备和场地等进行融入和嵌入，使其形成多维度的信息集成模拟系统，实现4D进度、4D资源动态化、4D施工现场管理和4D施工过程的可视化模拟等功能。并且能够最大程度上实现对施工进度、人力、材料和设备、成本以及工程全方位的动态集成管理。

5 结束语

综上所述，在公共建筑施工现场采用可视化技术，能够呈现施工现场的可视化效果，并针对施工现场的各个施工环节进行监控和管理。可以大幅度提高整体施工管理效率和施工现场的监督管理力度，在保持施工进度的同时有效提高施工质量，从根本上提高公共建筑施工的整体质量水平以及成本控制效果。利用可视化技术进行公共建筑施工现场的管理，不仅能提高施工单位的凝聚力和业务技术水平，还可以保证施工质量和安全，推动建筑企业的发展，完善城市公共建筑相关设施。