可视化技术在施工中的应用

周杨柳，马志存，杨亚婷，刘广杰

(长春工程学院，长春 130012)

1 行业发展现状

建筑业是从事土木工程、房屋建设、设备安装及工程勘察设计的行业，其产品是各种工厂、矿井、铁路、桥梁、港口、道路、管线、住宅及公共设施等建筑物、构筑物和设施。基础设施建设、房屋建设、装饰装修和园林工程是建筑业的四大板块。建筑业对经济发展具有重要的推动作用，其地位举足轻重，与人们的生活息息相关，是人们生活重要的物质基础。近年来，建筑业逐步由传统施工向着数字智能化施工方向转变，其中，BIM技术应用十分广泛。利用BIM软件进行可视化施工验收，可以有效、精准地指导工程顺利完成，提高工程验收质量，其将会成为未来建筑业的重要发展趋势。目前，建筑施工中存在着一些弊端，需要对施工模式进行改革。可视化技术在施工中具有优越性，将可视化融入传统施工，可对施工现场进行统筹管理，更精准地把控施工进度，是提升工程质量的有效方法。

从施工组织来说，将可视化应用于实际工程中，能有效提升劳动效率和信息传递的及时性，强化工作中的有效沟通，有利于构筑其建筑组织框架。将模型可视化可以使其更加简单易懂，无论是施工单位还是建设单位都可以直观进行决策与分析，能很快地达到一定的契合度，提高双方工作效率，形成合作双赢的局面。

从建筑造价来说，实现建筑实施的可视化，将工程进度与成本信息进行三维立体化更新，可实时体现总成本信息、工程进度款审批、增减后价格审核、竣工结算效率等情况，数据准确度将有大幅度提升。推进在建工程的量价双向辅助管理，可实时精准完成成本预估，为招投标工作打好基础，提供有利的数据支持，在利润和风险之间找到平衡点，做到了低风险、高回报，进一步加强项目工程造价的整体水平。

从管理层实施分层分区计划来说，可视化技术提供了清晰、直观的整体工程实时动态，为进行针对性的动态管理提供了极大便利，资源得到了更合理的分配，营造了一个更好的工程环境，有利于接收外部资源。

从时代发展大背景来看，信息化、智能化技术改变了人们的日常生活，推动建筑施工的智能化发展，可使工程管理以人为核心，形成发散式综合管理程序，促进绿色工程项目的可持续发展。

国内大多采用BIM技术进行可视化设计和可视化施工交底，能够实现建筑工程设计的可视化发展，促进设计水平的提升，有效指导工程施工和建设，有利于提升建筑工程质量。《建筑业发展“十三五”规划》指出，BIM应用将成为我国建筑工程行业未来发展的重要方向。

与二维的CAD制图相比，BIM技术采用三维模型结构，在设计、施工阶段的可视化方面更为出色，可减少设计与施工误差，降低施工损失。BIM技术能够更好地协调多方数据沟通，在设计环节进行管线、机电、结构等部分的模块碰撞，及时发现设计中的错误，优化模块交互。BIM技术具有模拟性高和连贯性好的优势，可以贯穿建筑生命周期，实现数据信息积累、共享，提高行业生产运营效率。BIM技术在建筑行业中的应用实现了施工管理的可视化，使施工效率大大提高，施工质量与安全得到了有力保障，在很大程度上降低了建筑施工成本，为建筑施工管理提供了便捷高效的技术支持。

将可视化运用到工程项目中，不仅是现代化发展的产物，更是人们对工程项目管理的要求，在劳动力分配、建筑材料消耗、结算工期等方面都能达到预期效果。应灵活运用此技术，将可视化理念融入施工过程的方方面面，赋予可视化管理更重要的价值。

2 传统施工中存在的问题

2.1 劳动力问题

据统计，我国建筑业的劳动力达3 100万人，其中大多来自农村家庭的富余劳动力。建筑施工存在作业劳动强度大、社会保障不到位、工种本身危险系数高、工作环境条件差等问题，且建筑施工工期较长，工作流程复杂，越来越多的年轻劳动力不再选择这个行业，故而，劳动力流失十分严重，已逐渐出现了年龄断层现象。信息化发展日益加快，行业对于劳动者的要求也在不断提高，要求其具有技术性、专业性、学历、实践经验等。而劳动力老龄化趋势严重，人们接受新鲜事物的能力、学习新技能与知识的能力变弱，导致在短时间内工人与先进的机械设备无法形成默契的配合，令整体工作效率大幅度降低，导致施工进度延误。

可视化工程验收通过三维立体化的建筑规范演示，可以让工人们更直观清晰地了解规范化施工的工艺流程，实现工程师与作业人员的信息同步，不仅提升了工程效率，工程竣工质量也将大幅度提高，建筑物安全系数得到了有效提升。

2.2 施工现场管理问题

大型工程施工程序复杂，为了设计与美感，往往不是单纯的某种结构，而是采用混合结构建造，各分项工程现场管理难度较大。如果有一些占地面积较大的工程项目，管理者很难实时观察到建造具体情况，只能通过现场走访和观看图纸的方式来检查项目，导致数据信息滞后。此类问题在可视化工程验收中能够得到很好的解决，现场的实时数据可以通过可视化验收来动态展现，能让管理者掌握最新的现场数据资料，更合理地安排施工进度计划，完成人员管理分配。

2.3 纸质竣工验收规范问题

纸质验收信息存储方式落后。纸质版验收规范依托的是文字与纸张，随着信息化数字时代的发展，大数据信息化交流已成为人们生活的重要组成方式。BIM技术应用是建筑行业未来发展的重要方向，基于BIM技术的可视化验可满足行业需求，实现创新与实用性的平衡。

纸质验收文字不易修改。纸质版规范中的文字、图片很难修改，若出现打印错误或规范更新，其验收内容不易删除与修改。如果纸质版规范中出现错误，将造成施工验收人员的错误理解，导致施工隐患。若要进行更改，则需要花费大量时间才能落实到验收工作中，大大延误了工作进度，无法实现人力资源的合理配置，不便于施工验收。

纸质验收信息更新不及时。建筑行业瞬息万变，若验收规范发生变动，纸质化的规范很难及时更新。纸质版更改后，需花费时间、资金印刷，大大耽误了施工进度，验收及工人无法第一时间掌握信息，导致施工滞后与延长，降低了工作效率，造成人员、资源、时间的浪费。

纸质验收容易造成理解的偏差。传统施工中，验收人员只能通过纸张、文字、图片来进行施工验收，容易出现偏差，形成不同的理解，造成潜在风险。验收标准中多为学术性的专有名词，一般工人无法真正理解工艺构造标准，施工进度无法达到预期，甚至造成构建物的质量隐患。纸质验收规范无法方便快捷地令工人理解工艺流程及标准，或理解不够准确，容易造成潜在隐患。

3 可视化验收的优点

3.1 准确性

传统纸质验收规范用文字、图片将验收标准展示出来，但无法直观准确地展示出施工工艺验收标准。基于BIM技术的可视化验收规范不受时间和空间限制，不受地点和人员限制，可及时更新验收标准，大大提高了验收程序的准确性与及时性，解决了工人或业主不懂专业知识无法准确理解及验收工艺的问题，加快了施工效率。

3.2 多样性

传统纸质验收规范仅依托于文字与图片描述，没有多样的学习及体验方式，验收标准较为复杂，对人员有一定要求。基于BIM技术的可视化验收规范改变了验收规范的单一性，将文字、图片转变为操作性强、理解性强的3D动画，利用图、文、声、像并茂的信息化技术，将枯燥的施工验收标准生动形象地展现出来，实现了文字、图片的可视化。

3.3 及时性

纸质验收规范在验收标准发生变更时，无法及时做到更新与印刷，降低了施工验收效率，不能使验收人员第一时间了解标准的更新，造成资源浪费。基于BIM技术的可视化验收紧跟行业发展，在验收规范发生变动或更改时，能够第一时间更新数据库，将最新的施工程序及验收标准更新完成，将其提供给验收人员，提高了施工验收效率。

3.4 理解性

可视化验收利用3D技术呈现出验收结果，利于验收人员、建造工人、业主对其的理解。纸质验收规范对人员理解能力有较高要求，现场工人对工艺流程及标准可能会出现错误理解，可视化利用BIM技术，将验收标准用3D技术展现出来，用统一的标准、统一的流程对施工工艺及标准做全方面的展示，更加高效、便捷，满足了施工验收要求，能够更好地完成标准与实现的统一。

4 工程实例应用

4.1 可视化施工的应用要点

强化设计过程的可视化。设计过程应有意识地进行模型可视化，对工程细部构建、复杂节点等都要尽可能地运用可视化技术，与现场还原度达到一致，大大提高后期施工效率。

施工组织过程中的可视化。在进行施工组织方案设计时，应将BIM技术融合进去，更直观立体地进行方案编制，模拟进程展示，保证项目的可行性。

复杂工序的可视化。对于个别复杂的施工过程，要进行可视化的三维模型还原，如其钢筋的搭建和配筋是否合理，找到有效的解决方案，提升工程质量。

建筑内管线碰撞的可视化。可以通过BIM软件来进行管线的调整与避让，在工程项目开工前及时发现问题，节约工程建造成本。

4.2 工程实例分析

以工程实例进行工程可视化分析，以墙面抹灰工程为例，要列出其施工工艺流程，利用睿格致软件进行施工工艺过程的动画处理，完成工程的可视化转换。

图1 施工工艺过程的动画处理Fig.1 Animation processing of construction technology process

可视化可令实际施工变得更加准确、合理。应加强可视化技术在施工中的应用，不断提升施工效率和质量。