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1.建筑屋頂綠化的常見形式

按照綠化植物在建筑物中所處的位置，常常將建筑綠化分為屋頂綠化、室內綠化以及豎向綠化三種。而我們這里探究的屋頂綠化又可以根據不同的屋頂類型而分為坡屋頂綠化和平屋頂綠化兩種。

1.1平屋頂綠化

平屋頂綠化可以劃分為花園式和簡單式。花園式屋頂綠化的適用條件是建筑物的靜荷載大于或等于每平方米300kg，常采用的綠色植物為一些低矮的灌木、小型的喬木、草坪和一些地被植物，而在植物間還可以建造一些座椅和園路等等。花園式屋頂綠化在為城市綠化做貢獻的同時還能為人們的日常生活提供美麗的園林環境，除此之外，該種綠化方式采用豐富的植物種類，色彩多樣的和造型多樣的植物類型，使得城市建筑物的整體形象得到提升。簡單式屋頂綠化的適用條件是建筑物的靜荷載大于或等于每平方米100kg，常常采用草坪、低矮的灌木和地被植物，而在植物間不需要設置園路和座椅，這種屋頂綠化方式是禁止人員活動的，普通建筑物的屋頂、地下車庫頂板和舊建筑物的改造屋頂上常常使用這種屋頂綠化方式。簡單式屋頂綠化并不是力求單一的，常常在荷載的限定條件下使用多種植物類型，這樣做可以盡可能的增加簡單式屋頂綠化的生態效應。

1.2坡屋頂綠化

坡屋頂綠化常常運用在一些大型的公共建筑物的屋頂上，比如博物館、大型的超市、體育館等等就常常使用這樣屋頂綠化方式，該種類型的屋頂綠化方式一般按照功能和造型的不同而采用臺地式或是純草坪式的綠化方式，小型的喬木、草坪植物和一些低矮的灌木這是該種屋頂綠化方式常使用的植物。坡屋頂由于其自身的特點，其屋頂的綠化通常具有很強的層次性和立體性。

2.建筑屋頂綠化實施技術的分析

目前在我國的建筑領域，屋頂綠化仍是一個比較新的課題，在很多方面還不夠成熟，屋頂綠化的完成也不僅僅是建筑人員的獨立工作，還需要園藝和農林等相關人員的配合。在實施屋頂綠化過程中，有以下幾個技術問題值得注意：防水、排水、防滑、種植土選擇以及植物固定手法和種植池的處理方法等等。

2.1防水

向水性、向心性和強穿刺能力是任何植物根系在生長過程中的特性，這也使得植物的根在生長過程中會穿破很多的防水材料，從而導致綠化屋頂的建筑物出現滲水的情況，因而在進行屋頂綠化建設過程中，防水的設計、防水材料的選取以及屋頂防水的構造和施工工藝顯得很重要，防水技術是否能夠很好的使用也成為屋頂綠化是否可以順利實施的關鍵。現階段，相關的技術人員常常使用混凝土的剛性防水層和涂膜防水層兩道防線，在此基礎上，還要使用一層具有特殊結構的可以防止根系穿刺的防水層至于上述兩道防水層的找平層上，這種防根刺透的防水層需要具備抗腐蝕、抗霉變和耐水等特性。在建造防水層的過程中，要嚴格的遵守建筑防水的技術要求，在建造完畢后應該實行二十四小時的蔽水試驗，在確認良好的情況下，建造保護層，以避免防水層因外部因素而導致的破裂。

2.2排水和蓄水

排水和蓄水層的主要作用是把植被土壤中多的水分通過蓄水板排出，以免植被因為過量的水分而出現爛根和死亡的現象，該層主要鋪設在防根系穿刺的防水層之上。蓄水排水是平屋頂通常用來排出土壤水分的方法，而坡屋頂常常使用重力的作用來調整土壤中的水分。常見的排水方式有兩類，一種是100%鋪設排水系統法，另外一種是碎石屑擠壓式排水法。前者主要采用濾水板和排水板來鋪滿阻根膜，后者是采用碎石屑、濾水板和滲水板來鋪設阻根膜，這兩種方法的使用是根據工程建設所處的不同情況來進行選擇的。

2.3防滑

建筑物屋頂如果是坡屋頂，防滑要引起注意，特別是使用純草坪式的綠化方式，草坪滑坡的現象很容易出現。為了有效的避免滑坡的出現，可以制作擋板并將其置于屋頂的邊緣處，除此之外，另外一種常見的做法是采用臺地式的綠化方式，這種方法還可以與立體綠化結合起來使用，使建筑物更加美觀。與此同時，還要注意選擇根系比較發達的草種類來進行工程建設。

2.4種植土選擇

屋頂綠化所使用的植物需要有成長的土壤環境，種植介質扮演著重要的作用，考慮到屋頂綠化的美觀以及屋頂的承載負荷，相關的技術人員常常會使用人工栽培基質作為屋頂綠化植物的生長環境，而介質要盡量選擇重量比較輕、不容易板結、能夠保水保肥以及肥效充足的品種，同時還要保證該種介質施工比較方便而且經濟環保。就目前來看，相關的技術人員常常使用草灰、膨脹珍珠巖、細沙以及動物糞便等作為種植用的土壤。種植土壤具有比較高的成本，其造價在整個工程建筑造價中能夠占到百分之二三十，除此之外，為了很好的提供植物生長的環境以及減輕建筑物的承載符合，要合理的設置土壤的深度。

2.5植物固定和種植池處理

建筑荷載較大的分布區域一般位于建筑物周邊的圈梁位置，考慮到建筑物的這一特點，在建筑物屋頂周邊的女兒墻一側常常需要固定種植池，一般可以使用地下固定法或是地上支撐法，前者相比后者來說，更具美觀，使得建筑物有更好的視覺效果，所以通常情況下，地下固定法是首選的方法。除此之外，技術人員還要注意屋頂綠化植被的選擇，對于速生樹種，通常不能夠用來作為備選植物，因為其快速的生長會導致自身重量的迅速增加，而其長大之后不僅僅難以固定，還會由于比較大的樹冠而導致風荷載的增大，從而對建筑屋頂的荷載造成消極的影響。

在工程的設計過程中，除了上述的五種情況需要注意外，通風、采光等方面的技術問題也值得注意，特別是通風問題，對于草皮的生長起著重要的作用。

3.結語

建筑物屋頂綠化技術在經濟飛速發展的今天，扮演著越來越重要的作用，它的合理使用可以很好的改善我們居住的環境以及減少城市的污染，同時還能極大的美化我們城市。相關的技術人員要進行不斷的探索，不斷的改進和探索屋頂綠化可實施技術，這對于我們建筑事業的不斷發展和現代化的建設起著重要的作用。

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隨著核電市場前景看好，相應的核化工后處理領域也會隨之產生大量需求，很多科研課題尤其是實驗性的科研課題有待開展，因此，對核化工類的科學實驗建筑的需求必然會逐步增多、求好、趨精。

由于核工業體系的功能特殊性，核化工建筑一般都要滿足輻射防護、消防疏散、安全保衛等基本要求，由此帶來的防護分區和衛生出入口問題再加上特殊的功能需求導致了復雜的流線問題，往往因這類建筑的流線問題成為工程項目設計的難點、重點、焦點，所以應當給予細致的研究并采取相應的對策。

設計研究

工藝布置的基本條件和需求是建筑方案設計的出發點，由這些出發點可以歸納出人員、物料的基本流線需求，此外由于核工業對輻射防護方面的要求和防火疏散的要求，我們可以發現這類科學實驗建筑設計的難點和主要矛盾就在于怎樣組織各個不同的類型的流線需求，以達到人員、實驗物料流線清晰、不交叉影響且滿足輻射防護和疏散的要求。

本案例的研究就是基于上面的這一思考流程展開的，下面就加以詳細分析。

1、工藝布置的基本條件和需求

工藝工種根據實驗用房的需求和以往的布置經驗提出了布置條件圖和相應的一些要求，從中可以歸納出各個不同功能類型的用房及需求特點。

1.1 功能構成及各部分功能的房間的需求特點

由圖分析可以歸納出如下幾類用房，結合工藝需求可以簡要分析出其相應的一些需求特點。

1）實驗用房部分（主要是綠區用房）：

a各實驗用房：即此次設計任務的主要需求，各個用房相對獨立、相互之間基本無影響，共同點是均為綠區用房，多數房間需要通過專用的集中管線排放廢物，從這個特點出發，這些房間宜相對集中布置，故從建筑設計的角度宜沿用工藝布置的思路采用單內廊的形式布置。

b實驗樣品入口、樣品預處理：由于實驗樣品具有放射性，其入口應當單獨設置，不能與主要人員出入口共用，宜靠建筑物一側布置，并布置專用電梯通至每層，樣品預處理間宜靠近每層電梯、疏散口。

c相應的辦公室、資料室：實驗用房的輔助房間，宜安排在相對安靜的位置集中布置。

2）衛生出入口（實驗人員由白區進入綠區的過渡用房）：

主要有家庭服更換、劑量檢測、淋浴、工作服更換、綠區值班（劑量儀收發）。這些房間需要按照輻射防護的要求以一定的次序組織起來。使實驗人員的進、出流線具有明確的次序、檢查流程，從而達到控制放射性污染物外泄的目的。

3）輔助用房及管理用房（主要是白區用房）：

包括水、暖、電、信等管線設備的引入用房，和白區的值班、辦公、會議等用房。

4）廢物收集、運出和排放用房（主要是綠區用房）：

化工類試驗用房可能會產生一定的廢料、廢液，而且過程中產生的廢水廢氣由于可能存在放射性也需要處理。所以用房有兩類一是實驗廢料廢液的最終收集運出用房，二是實驗產生的廢氣廢水的收集排放用房。

1.2 輻射防護的要求

對于這類分析檢測中心的實驗樓放射性程度不高，本方案輻射防護分區只有白區、綠區兩個分區，核工業建筑在輻射防護分區方面有以下要求：

白區和綠區之間要有衛生出入口

每個防護分區至少要有一個疏散口和疏散樓梯

2、各個基本流線的歸納和分析

2.1 實驗工作人員流線

1）實驗工作人員流線

可示意為：主入口白區——衛生出入口——實驗區，其設計難點主要在衛生出入口的處理。

2）衛生出入口流線

流線具有次序性，即房間的排布要具有一定的次序，實驗人員進入實驗區和離開實驗區都要按照一定的次序經過這些安排好的房間，完成進、出的輻射防護管理程序。這也是本設計的重點和難點之一。

從輻射防護檢測監控的角度講，綠區值班室（兼劑量儀收發室）應能夠對實驗人員進、出實驗區的流線直接監控，以杜絕放射性污染物的外泄。以此出發，本方案設計了如下流線簡圖（圖1），在此基礎上經多方案比較后，確定了最終的布置方案。

2.2 實驗材料進入流線（見圖2）

可示意為：

實驗材料入口——電梯——各層樣品預處理間——各實驗用房

2.3 配套輔助流線（見圖2）

可示意為：主入口白區門廳——白區配套輔助用房——次入口

2.4 廢物收集排放流線（見圖2）

可示意為：

實驗殘余廢料廢液——管線、電梯——一層廢物、殘液收集——廢物轉運

實驗廢水廢氣——管線、風管（風道）——廢水、排風處理

3、防火疏散流線設計

按防火規范的要求，本方案須設兩部樓梯，結合輻射防護的要求考慮，防護分區不宜跨越防火分區，分區內至少一個疏散口和疏散樓梯，以上述流線布置方案來看，用方案布置的手段很難同時滿足各方面要求，故最終采用構造的手法，在不同防護分區之間以應急門（平時不開啟）或固定窗（平時不開啟）分隔，置太平斧，發生火災急需疏散時，可砸破玻璃作為備用疏散口（樓梯）。從而滿足防火疏散口數量的要求。

相關經驗總結

核化工類科學實驗建筑設計難點在于其流線設計，宜從歸納其人員、物料的基本流線需求入手進行考慮，結合輻射防護的要求，我們可以總結出其四種基本流線：實驗工作人員流線、實驗材料進入流線、配套輔助流線、廢物收集排放流線，這四種流線結合輻射防護要求可以運用方案布置的手段予以合理解決。

對于此類建筑中的防火疏散流線可以用構造手法，采用應急門或固定窗布置在不同防護分區間，以備用疏散口的形式同時滿足輻射防護要求和防火疏散口數量的要求。

參考文獻

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一、注重小班教學過程中的分層學習

1.分層學習的具體概念。在分層教學的概念中，主要強調了根據不同學生現有的學習能力，知識掌握水平，以及綜合素質進行課堂知識的分層級教學，努力達到使所有學生的學習能力和水平都得到提高的統一目標。教師在這一過程中是學生分組的重要引領，根據教師對學生的了解，將學生分成不同層次的學習能力相近的學習組別，在互相幫助與團隊合作中促進知識的有效吸收和理解，最終達到提高學生數學綜合素質的目的。

2.分層教學的理論來源。分層學習這種科學合理的學習思想自我國古代就有所體現，從古代的“因材施教，因人而異”到前蘇聯某知名教育家提出的“最近發展區”理論都包含著分層教學的理論精華，這兩種理論概括起來就是，每個人在一段的時間內都擁有著兩種水平，現有的發展水平與潛在的水平，此兩種水平的發掘并不是隨機的，而是分別在特定的環境下受到刺激才能夠得以發展。這種教育環境要求將不同水平的要求和特點充分突出，從個體差異個性分析出發，最終挖掘出潛在能力，促進學生的全面發展。

3.我國的分層教學理念最初是上世紀九十年代被提出的，現階段在國內初中數學的分層教學模式中大概有以下幾種：班內分層目標教學模式，分層走班模式，能力目標分層監測模式，“個別化”學習模式，以及課堂教學的分層互動模式。班內分層目標教學模式保留了以往的行政班級，但是在班級內部根據學生學習能力的好、中、差三個等級確定各自的學習任務，進行分組學習；分層走班模式是最常規的根據摸底測試的成績將學生分為不同的組別，這種模式不破壞原來的行政班級，知識根據文化課摸底考試成績的不同，按班級級別分類進行上課；能力目標分層監測模式是由學生自身由下而上地進行較授課級別選擇，根據自身評價的學習能力和綜合素質，選擇適合自己的教學層級；“個別化”學習模式設計出適合不同學生的學習模式，以便學生自主選擇學習模式；課堂教學的分層互動模式主要依靠教師對學生平時的學習成績的掌握，按主觀能動性將學生分成不同的組別，促進他們共同成長。

二、小班教學中構建因材施教的高效課堂教學模式

1.加深對初中數學教材的進一步探索調研，讓教材發揮核心作用。在初中數學小班化課堂教學過程中，教材一直以來都是貫穿整個數學學習階段的重要主體。現階段各大學校對數學教材的使用不能夠達到深刻挖掘的目的，只是泛泛地教授學生書本知識。當然對教材的深入挖掘是必不可少的。初中數學的小班教學種教材固然重要，但是對教材不僅僅停留在表面階段，更要對其進行拓展延伸，注重數學的實踐教學，將課堂教學延伸到學生生活中，加強教師與家長之間的聯系。例如，教師可以運用微信、QQ等交流工具與學生家長時刻保持聯系，讓家長在現實生活中傳達教師的要求。

2.加深對學生的了解和交流，從學生自身特點出發進行授課。教師對學生的學習能力進行了解是一個長期的過程，在小班化教學中更是如此。數學任課教師應對每一名學生進行具體了解，做好相應學生資料的收集等授課前期準備工作。教師應充分了解不同的學生群體對每一階段學習的數學知識不同理解程度，讓學生充分表達出自己的思維過程與不懂之處。例如，教師可以通過課堂提問、卷子形式的小測驗等方式，總結不同學生群體的知識吸收情況與接受能力，分為各種等級，進行分級授課。加強對學生的了解和與學生的交流，同時可以密切師生關系，為學生的健康成長與日后步入社會后的人際交往打下堅實的基礎。

3.完善數學課堂教學評價體系，充分吸收學生意見。數學小班化課堂教學的成員包括教師與學生，而學生是這一過程中的主體，所以數學課堂教學效果如何，有著親身體驗的學生最了解。為此，學校必須重視學生對數學教學模式的態度和評價，建立完善的校內校外數學教學評價系統，可以定期邀請學生家長和教育界知名人士蒞臨指導，向學生了解實情。通過調查與評價，可以從中看出學生對數學課堂教學的關注度，從而進一步促進數學課堂教學效率的提高與教學模式的改進。

綜上所述，初中數學的小班教學形式已成為現代化教育中不可缺少的教學原則及理念，是現代化教育發展帶來的重大改變。在小班化教學模式的探索過程中，要求教育者不斷總結經驗，在實踐中發展理論，用分層教學促進因材施教的實施，更好地促進現代化教育和人才培養事業的發展。

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[5]李志秀，張軍，陳光，楊麗紅.JQuery Ajax 異步處理JSON數據在項目管理系統中的應用[J].云南大學學報（自然科學版），2011（s2）：247-250.

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隨著計算機信息技術和網絡技術的飛速發展，傳統的二維數據可視化和查詢分析功能已不能滿足園林從業人員對城市園林景觀的規劃、設計、管理等工作需求。

目前，園林景觀可視化技術逐漸從平面的手繪透視圖、效果圖合成照片向三維立體的景觀動畫、仿真表現發展，本文研究的是仿真應用為目的，基于CAD設計施工圖和現狀普查GIS數據的城市園林景觀三維可視化技術。

三維可視化技術的應用，使得城市園林景觀設計和管理統籌突破了二維平面和純粹展示的限制，在仿真平臺上能快速全方位多角度的表現出園林設計對現狀城市景觀的影響，能根據查詢到的現狀園林景觀信息進行城市園林工作的管理統籌，提高規劃設計工作的效率和園林管理決策工作的科學性。

1 研究背景

浙江省某市林業和園林局2010年啟動了“數字綠化”管理平臺建設，旨在建設精細化、可視化、智能化和一體化的綠化管理平臺，提高管理設計工作的效率和科學性。該市林業和園林局三維實景展示項目是其子項目，為“數字綠化”提供直觀的城市園林景觀三維基礎數據庫，具體內容為：（1）城市重點園林景觀工程模型數據。（2）行道樹及綠地附屬綠地、古樹名木、公園綠地模型數據。基于該數據庫，使用者能迅速在綠化管理系統上查看到城市園林景觀建設現狀及植物種類、樹高、胸徑、種植面積、管理責任單位等相關信息。

2 基于仿真應用的城市園林景觀三維可視化

2.1 數據準備和數據源分析

由于城市公園內既有現狀建成的園林景觀，也包含正在施工或待建區區域，因而其對應的數據源是現狀普查GIS數據庫和CAD設計施工圖。

CAD設計施工圖表達了城市園林景觀設計者的設計理念和設計意向，包括地形地貌平面和豎向規劃、園林建筑小品平面位置整飾鋪裝以及綠化植被分布等形態，如圖1所示。

現狀建成數據來源于現狀地形圖和普查獲取的城市園林景觀GIS數據。其中，普查GIS數據按照綠化分類，分成包括大樹名木在內的3份點數據、包括公園綠地在內的11份面狀數據和對應的4份綠地屬性關聯子表（公園綠地關聯子表、居住區及單位綠地關聯子表、道路綠地關聯子表和道路附屬綠地關聯子表），通過“綠地細斑代碼”屬性字段進行關聯，如圖2所示。

2.2 技術流程和方法

為了滿足客戶需求，城市園林景觀的三維可視化仿真要素包括：地形地貌、園林建筑小品和綠化植被。

其可視化的主要技術路線有兩點：（1）地形地貌、園林建筑小品基于CAD施工設計圖和現狀地形圖，利用3dsmax軟件進行多邊形建模，結合現場實拍照片進行紋理映射，統一光影和色調烘焙后，通過數據格式轉換加載到仿真平臺上，利用該平臺實時驅動完成三維可視化。（2）對于設計施工階段的綠化植被，可視化基礎來源于CAD設計施工圖，在3dsmax中利用ForestPackPro插件進行植被布置，映射符合設計意向的植被紋理；而對于現狀建成階段的綠化植被，則根據普查GIS數據中的公園斑塊文件自動生成點位數據，在仿真平臺上直接關聯植被符號，達到逼真的可視化效果。

其技術流程按照三維可視化仿真要素分述如下。

（1）地形地貌要素的構建，是整個可視化流程的基礎，所有園林建筑、小品以及綠化植被都必須無縫接合在地形地貌上。在地形圖上提取出等高線和高程點，使用EPS軟件生成具有真實高程變化的5米DEM網格，輸出VRML格式文件導入到3dsmax中，繼而進行人行道等鋪地細分，并將經過Photoshop軟件處理后的真實環境照片帖圖映射到模型上，建成模擬真實的地形地貌模型。

（2）園林建筑小品等要素，按照傳統的3dsmax建模方法進行。考慮到局部園林景觀的布局需要在人視低點角度進行瀏覽查詢，因此大于1米的建筑構件結構必須通過多邊形模型來表現，使建筑模型更貼近真實性。

（3）綠化植被要素，則根據設計施工階段和現狀建成階段的不同分別進行。設計施工階段以CAD設計施工圖為依據，把設計圖布置好的植被通過Photoshop軟件處理成一個個白色像素點，形成一張黑底白點的植被分布圖。通過3dsmax插件ForestPack Pro關聯分布圖自動生成跟隨地形的綠化植被，紋理映射比例通過插件參數控制，從而快速地進行植被布局；對于現狀建成階段，為了確保植被模型的真實性，以普查GIS數據作為基礎數據進行景觀三維可視化。由于記載有詳細屬性數據的公園斑塊文件是二維面狀數據，必須以斑塊范圍內的總植物棵數作為依據，通過編程讓程序自動生成對應數量且不帶屬性的二維點狀數據，然后在EXCEL中通過VBA編程將植物屬性字段列表自動關聯到點狀數據上。在3dsmax中獲取該點狀數據對應位置的地形高度值后，根據點對應的植物名稱在仿真平臺上通過關聯植被符號來實現三維可視化。

整個可視化流程如圖3所示。

2.3 成果技術指標

不同的城市園林景觀三維可視化仿真要素，其主要成果技術指標如表1所示。

2.4 效果截圖（如圖4）

3 結語

本文敘述了以仿真應用為目的城市園林景觀設計施工階段和現狀建成階段的三維可視化技術方法和流程。通過該技術建立的城市園林景觀三維基礎數據成果，成功集成到“數字綠化”管理平臺上，實現在三維可視化環境下的設計、管理和決策工作，直觀真實、有據可依，帶來了顯著的社會效益和經濟效益，對同類項目實施具有一定的借鑒作用。

本文提出的技術方法和流程有效解決了園林景觀的三維建庫、三維可視化的技術問題，對推進三維仿真技術在林業和園林領域的應用具有現實意義。相信隨著我國林業和園林管理理念的發展，林業和園林管理工作推向精細化、可視化、智能化和一體化，三維仿真、可視化技術將為林業和園林的設計管理統籌帶來質的飛躍。

參考文獻

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1 引言

進入21世紀，建筑行業迅猛發展，全國各地不斷涌現出一些設計新穎、規模宏大、技術含量高、施工難度大的超高層建筑，尤其在一些發達城市建筑更具特色，這將在提升城市形象、拉動社會投資、擴大旅游和商貿活動等方面發揮了獨特的作用。眾所周知，科學合理的建筑工程施工部署在保障施工進度、人員安全、節約成本以及材料周轉等方面發揮著及其重要的作用

2 項目概況

深圳市南山區華潤深圳灣國際商業中心項目為一棟現代化超高層建筑物，建筑總高度400m。本工程體量大，其中華潤大廈結構總層數為66層，核心筒高度達到331.5m。該工程現場可利用施工場地狹小，專業分包商眾多，科學合理的施工場地布置、大型機械設備的科學配置、合理組織材料運輸是確保施工進度計劃按期履約的關鍵。同時，立體交叉作業多，高空墜落和物體打擊等均為本工程重要的危險點，因此如何合理設置施工現場的安全防護設施，加強項目的安全管理是本工程的重點。在建筑工程中應用3D動畫技術進行可視化分析，大大提升了工程實際施工部署中的科學性、合理性。

3 前期策劃

在該項目中，技術員通過3D動畫技術從腳本創作到模型制作，再到后期的電影剪輯手法，最后呈現了一個動態的施工部署表現形式。該項目在制作方面，要求熟練掌握三維軟件，從制作流程上說，包括優化CAD圖紙，創建模型、貼圖、特殊材質繪圖、動畫設計、燈光與材質調節、設置環境、渲染輸出、后期處理等工序整合而成，它實現的是一種導演指揮式，以提前反映工程現場實際的施工部署狀態。

4 總體施工思路

為了貫徹“主體快速”的進度管理理念，優化施工部署，精心組織施工。擬定以華潤大廈為施工主線，優先安排樁基礎、基礎底板施工，底板完成后繼續施工塔樓核心筒豎向結構，地下室型鋼柱及其他鋼筋混凝土結構稍后施工，與核心筒剪力墻連接的梁板鋼筋采取預留接駁器等形式預留。待核心筒施工到一定高度后開始安裝頂模系統，之后插入從底板以上的外框鋼結構施工及其他鋼筋混凝土結構施工。相比通常底板施工完后，開始地下室鋼結構安裝，地下室鋼筋混凝土結構施工，地上核心筒施工，核心筒施工到一定高度后安裝頂模等施工程序，該流程有效的將地下室鋼結構安裝，地下室鋼筋混凝土結構施工由關鍵工序化解為非關鍵工序，減少了核心筒施工的等待時間。外框筒水平、豎向結構滯后于核心筒結構施工，機電工程、幕墻、裝飾裝修工程分段及時插入。

5 主要應用說明

5.1 頂模系統安裝

工況說明：

華潤大廈塔樓核心筒施工至+9m，進行2臺動臂塔吊（10#M600D和8#M900D型號）及頂模系統安裝，拆除1#C7050型號平臂塔吊。

工況說明：

華潤大廈核心筒頂模系統安裝完成，安裝兩臺動臂塔吊（7#M600D和9#M900D）后插入地下鋼柱吊裝。

5.2 新技術應用交底

臨邊剪力墻外側模板加固、防漏漿

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中圖分類號：TE42 文獻標識碼：A

建筑信息模型（Building Information Modeling）簡稱BIM，是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型建立。隨著市場需求和建筑行業迅速發展，高端業主尋求可持續設計、管理、運營的解決辦法，紛紛開始把目光投向BIM平臺。目前分析BIM在施工企業應用方向主要有以下幾個方面。

BIM技術的出現，真正將項目的全生命周期進行串聯，但目前設計、施工、運營在產業上被割裂，各個階段的數據未能實現有效流通，對BIM的應用發展有著較大的阻礙作用。建筑業軟件廠商需要提升上下游合作，加快實現數據接口的打通，實現BIM在項目生命周期全過程的有效利用。

珠海歌劇院鋼結構模型 大連恒隆廣場建筑施工模型

目前，BIM技術在中國建筑總公司旗下的企業已經開始滲入到項目管理的各項環節中，例如珠海歌劇院、大連恒隆廣場等項目已經利用BIM技術解決了施工過程中很多重要的問題。BIM對于工程建設業有著革命性的作用，但作為新生事物，產業環境還不盡成熟，仍需要有所突破，希望BIM技術的推廣能得到更多的支持與幫助，對建筑施工企業的發展能起到推波助瀾的作用。

參考文獻：

1.《中建八局建筑信息模型（BIM）作業指導手冊》；

2.《 Revit Structure 基礎概念教程》；

3. 《Revit Architecture 基礎概念教程》；

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1、系統需求分析

施工現場現有安全監控技術相對落后，項目部不能實時、全面、形象地掌握施工現場情況[4]，更無法實現事故預警。所以，系統必須滿足如下功能要求：（1）建筑工人位置信息實時采集。（2）建筑工人高處墜落和高壓電危險區域可視化分析。（3）事故預防全員參與。建筑施工項目管理過程復雜，涉及人員眾多，所以預警對象及參與人員為所有進入施工現場的人員。

2、系統構建

2.1系統框架構建

智能預警系統利用先進的技術平臺，能夠對現場工作人員和外來參觀人員做到事先劃定作業區域，實時監控記錄活動情況，分析活動規律和趨勢，遇有危險活動及時預警，事后統計分析，在防范安全事故發生的同時，大幅度提高整個施工現場的工作效率和管理水平。

該系統由四部分組成：①基于寬帶無線射頻定位技術CSS的無線傳感網絡。RFID、WIFI、ZIGBEE等傳統定位技術的精度不能令人滿意，有的則價格太高不適合施工現場應用。而應用CSS技術，通過信號到達時間測距和測角度，采用到達時間差（TDOA）進行定位，可以實現最優性價比的高精度定位[5]。②基于波形探測感應技術的檢測報警設備。采用波形探測感應技術，可以有效杜絕一般工作人員或外來人員誤闖危險帶電區域、造成停電或人員傷亡事故的現象。③與傳感網絡、檢測設備協同互動的高分辨率、可動態調節跟蹤的視頻設備。④后臺計算機管理系統。系統結構如圖1所示。

圖1系統架構示意圖

系統結合了寬帶無線射頻定位、安全檢測與預警報警、視頻同步記錄監視、及BIM建筑信息系統模型領域的最新科技成果，具有傳統安全作業管理無法比擬的優勢。其主要特點如下：①人員及移動物體的實時定位與監控。②實時探測。③高定位精度。④全程視頻圖像跟蹤監視。⑤定位穩定。⑥良好的抗多路徑效應。⑦組網靈活。⑧節能設計。⑨強大的作業安全管理功能。

2.2系統的工作模式

系統具有現場需要的多種工作模式，如巡視模式、參觀模式、檢修模式、操作模式和探測模式等，不同模式下的監控側重點有所不同。同時，也可以根據新的運行管理模式需求，擴充新的工作模式。

2.3系統初始化設置

系統平臺構建完成后，需要對系統進行初始化設置，定義相關規則及屬性。根據功能需求分析及該預警系統架構，結合施工現場安全管理的實際需要，進行如下初始化工作，并將相關設置輸入預警系統。

（1）危險區域定義。

根據施工現場的實際情況，將施工現場劃分為Ⅰ～Ⅳ共4個危險等級。

（2）BIM模型建立。

本系統在實施前必須根據傳統的二維圖紙建立BIM模型，以此實現將二維視圖向三維視圖的轉化。BIM模型也是本系統可視化的載體，現場的所有實時信息以及預警信息均將在BIM模型中體現[6]。

（3）主要工作流程：

首先在后臺監控計算機上對需要對現場工作人員和進入施工現場的其他工作人員進行身份注冊，驗證信息后設定他要領取的移動終端的編號，并根據工作人員需要執行的操作設定對應的工作路線、工作時間、工作區域、危險區域等；工作人員進入施工現場后通過寬頻無線定位網絡，將定位數據傳遞給前置機，前置機按照定位算法通過計算確定工作人員的當前位置，一方面根據已設定的危險間隔判斷當前位置是否合法，不合法則向工作人員發送相應的報警信息；另一方面將工作人員的當前位置信息發送給后臺監控系統，在施工現場平面圖上將工作人員的位置坐標顯示出來，便于后臺監控人員的觀察。同時，施工現場內工作人員的行進路線等信息將保存在數據庫中，日后可以通過動態方式重新查看其工作路線，實現了對施工現場工作人員的有效監督[7]。

4結語

本文建立的智能預警系統集成了BIM與WSN技術，可實現實時定位及智能預警。將CCS無線定位技術應用于施工現場的作業安全管理，用技術手段替代人工管理，對于施工現場的安全運行具有開創性的意義。

參考文獻

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篇9

1基于BIM平臺的AR技術

AR技術又稱之為現實增強技術，是一種將現實同計算機模擬進行交互的技術，強調現實與虛擬場景的實時互動，主要用于校準兩個場景的目標位置，在施工現場主要用于三維立體模型的展示，讓使用者直觀的看到真實物體的情況，也可以進行全角度的管材。例如在機電設備的安裝時，無法觀察較深層的裝配情況，則可以使用AR比較設備安裝位置及偏差尺度是否符合BIM模型的工程要求。

2基于BIM技術平臺的輔助技術

傳統機電安裝施工技術存在一些問題較難以解決，由于目前建筑工程的復雜程度越來越高，重難點區域管線安裝復雜，深化設計人員無法準確把握現場實際情況，容易造成圖紙同施工現場無法匹配，造成返工或變更，使項目進度被耽誤。其次目前管線與機電設備安裝的定位，基本又施工隊完成某，在建筑結構復雜的情況下，存在效率低下，空間局限性大，導致施工精度不足的問題，最終體現為機電安裝工程最終驗收時的設備安裝精度、管線水平度、垂直度不足的情況。因此基于BIM技術平臺的輔助技術采用的是測量機器人，通過同BIM技術平臺當中的網絡將BIM模型導入測量機器人當中，進行現場校核BIM模型的情況，完成BIM模型的調整、碰撞點的優化。同時以平臺為基礎對個管道、橋架的支架點進行分布測量，準確定位支架點。最后利用軟件進行數據處理，選取放樣點以三維坐標的形式進行分析并儲存，同時對標三維模型，完成數據處理工作。

3AR技術在BIM平臺當中的融合使用

1)通過測量機器人的坐標采集功能對BIM平臺運用的機電安裝工程項目進行測量，完成現場實際施工現場與三維模型的信息交互(預判碰撞點位置、優化后模型、再次測量、確認無誤)。2)根據測量所獲得的信息及三維建模，進行AR二次建模深化，對原有BIM進行拆分，并進一步處理成按照不同專業分類的AR虛擬場景模型，分類儲存入機電安裝企業已經架構好的BIM服務器的數據庫中，模型的二次深化可以繼續使用BIM平臺中的Revit軟件，也可以使用3Dmax軟件，但都必須保持數據格式的一致性即后期協調工作-數據共享與交換的標準格式做準備。3)將符合機電設備、管道深化模型的模型通過ARToolkit導入在VS2013及以上版本的開放環境中進行開發基于AR設備的機電安裝、管道安裝與定位系統，成功后檢查程序正確性，修復BUG，進行實時通訊測試，并發數容量測試，無問題后即可在相關設備上查看虛擬融合的場景，實現增強現實效果。4)采用BIM放樣機器人，進行現場定位放樣，連接施工作業。例如管道作業時，按照預制管件的拼接流程，對管件進行拼裝，同時利用已有該場景的AR模型設備進行查看安裝工藝及步驟，另外通過AR具有的增強現實的能力，對放樣及機器人已定位的標高在設備上進行虛擬安裝查看(設備可以為手機及平板，帶有單攝像頭)，為安裝的順利進行打下基礎。5)利用測量機器人對施工安裝后的管線或機電設備數據，對安裝管線位置、設備進行復核檢測，同時利用AR設備雙攝像頭具有點與點的圖像識別功能，進行現場設備、管道的逆向建模采集，同BIM平臺的模型進行三維比較，通過這樣實時的現場驗收數據與平臺中的數據進行比對實現施工驗收過程的真實可靠。

4效益分析

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1BIM概述

1.1BIM的概念

BIM，譯為：建筑信息模型（BuildingInformationModeling）或建筑信息管理（BuildingInformationManagement）是以建筑工程項目的各項相關數據作為基礎，建立起的三維建筑模型，并通過數字模型仿真模擬建筑物所具有的真實信息。很多文章中曾提及過BIM技術，其實BIM并不是一種技術或軟件，究其源頭是一種概念，基于建筑產品模型的概念，類似于制造業的產品數據模型，即以數字形式表現建設過程和實施管理，同時也是以數字形式進行建設過程以及實施管理的信息交流和相互操作。

1.2BIM的特點

BIM具有信息完備性、信息關聯性、信息一致性等特性，和可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性等特點。（1）可視化：可視化即“所見所得”。BIM提供了可視化手段，通過軟件幫助人們將以往圖紙上單調的，線條式的表述，轉化成為三維立體的實物圖形展現出來。尤其是近年來的建筑物形式各異，復雜造型不斷推陳出新，原先那種單憑建設者的理解和經驗來建造的模式已越來越不能適應新要求。在BIM建筑信息模型中，考慮到了構件間的互動性和反饋性，通過整體可視化過程，不僅可以生成總體的效果圖及報表，還可以對項目設計、施工、運營各階段中存在的問題清晰辨識，做到一目了然。（2）協調性：在項目設計階段，設計單位通常按照建結水暖電等專業設置部門，同一項目組成員分屬不同部門，且設計過程中并溝通較少，各專業設計經常會出現相互碰撞的現象，如給排水專業中的管道在進行布置、施工的過程中，可能發生布置管線時與同一位置暖通等其他類型的管線沖突，這就是施工中常遇到的碰撞問題。一般發生此類情況時，只能靠工程協調部門來解決，既耽誤工期，還牽扯變更，影響成本。利用BIM的協調就可以輔助規避這種問題，在建筑物設計階段對各專業的碰撞問題進行模擬，生成協調方案，避免問題出現后再去解決的被動局面。（3）模擬性：BIM的模擬性除了能夠生成建筑物模型之外，還可以模擬出真實世界里不可操作的事物。例如節能模擬、日照模擬、進/通風量模擬、緊急疏散模擬、熱能傳導模擬等均可在設計階段進行；4D模擬（三維模型加時間）在施工階段，可以根據施工組織計劃來模擬實際施工，從而確定施工方案的合理性；5D模擬（基于4D模型的造價控制）同樣可以在施工階段進行模擬，幫助建設方控制成本；在建筑的后期運營階段，可以利用BIM模擬日常緊急情況的處理方式，如火災發生時人員的疏散模擬、地震發生時的人員逃生模擬，以及其他緊急狀態下的應急處置模擬等。（4）優化性：整個項目建設都是一個不斷優化的過程，從設計、施工和運營的全過程都需要優化。目前，動輒400米以上的高層建筑隨處可見，內部結構、設施紛繁復雜，其復雜程度使得參建人員無法掌握所有信息，必須借助一定的技術手段。BIM模型及其優化工具提供了項目方案的優化和特殊項目的設計優化，通過優化可使工期和造價得到改進。（5）可出圖性：結合軟件，BIM可以對建筑物進行可視化展示、協調、模擬、優化，在完成碰撞檢查和設計修改，消除了相應錯誤后，可輸出相關文檔，如綜合結構留洞圖（預埋套管圖）、綜合管線圖、碰撞檢查糾錯報告和建議改進方案以及一些構件加工的圖紙等。

2國內企業對BIM的需求

在國際上，“BIM之父”——喬治亞理工大學的CharlesEastman教授，早在1975年就創建了BIM理念，并開始了為便于實現建筑工程的可視化和量化分析，提高工程建設效率為目標的理論研究和實踐探索。但由于當時計算機處理能力和新概念影響力等原因，在我國企業應用較少。雖然很多國內企業對此普遍抱有熱情，也想盡快完成本地實用化，但由于技術標準和人才等原因，直到2000年以后才有所突破。BIM之所以受到各大企業的追捧，是因為看到了其在工程造價、設計、施工和運營管理等方面的巨大價值。尤其是在設計和施工上，據美國2009年出版的《商業房地產革命》著作中列舉了這樣一組數據：現有模式的生產建筑成本差不多是應該花費的兩倍；72%的項目超預算；70%的項目超工期；75%不能按時完成的項目，至少超出初始合同價格的50%。做過工程項目的人都知道：“錯漏碰缺”（設計上的錯誤、遺漏、碰撞，缺陷等）聽起來很專業，改起來卻很花錢；“設計變更”變一次花一次錢。實際施工中，該預留洞口的地方沒有留，管線施工中的避讓時有發生，經常看到有些剛建好的地方拆了又重來。業主為此投入了巨大的開銷、時間和精力，既不利于成本控制，也不利于把控工期。為此，國際上知名主打BIM理念的軟件公司，與高校合作建立實驗室，并從設計之初就參與國內項目的建設。隨著南京青奧會議中心，上海中心大廈、上海迪士尼和“中國尊”等項目的相繼投運，可以想見會有越來越多的公司將BIM納入項目管理的范疇。

3電力企業的BIM探索

電力行業由于自身行業特點，計劃性強，而且對安全的要求相對較高，對新技術的應用必須先有一個穩定和成熟的過程。此前鮮有以BIM為核心來整體實施的電力建設項目，只是在電力工程造價，建/構筑物建模、分析等層面有所涉及。此外，出于對電力生產安全和變電站等建筑物結構特點的考慮，BIM理念和實施方法并未完全在電力建設方面發揮出重要作用。隨著近幾年一批BIM概念下的應用軟件問世，完善了如結構分析、碰撞檢查、工程量統計、施工模擬、可視化交底和運營管理等，涉及項目管理的全過程。由于技術上的成熟度和在建筑行業的廣泛應用，一些電力企業于是也開始著手探索電力工程建設領域的BIM應用，謀求企業增效。將設計人員從繁重的繪圖、出圖工作中解放出來，降低不同專業間的碰撞問題，降低設計變更率；幫助施工單位快速領會設計意圖，把更多精力投入到現場預控和重要節點、關鍵部位的把握上；監理單位可借助產品模型，對項目過程實施管控；建設單位與運行單位則可從項目策劃、設計、施工到運行管理的各階段做到準確把控。

4BIM與電力工程

4.1過程應用

與建筑業相比，電力工程具有施工現場由于生產環節多、地域分布廣，現場環境各異以及工程個體間聯系性強等特點，對項目的整體協調性有一定的要求。眾所周知，BIM是一個由二維模型到三維模型的轉變過程，也是傳統施工中從被動“遇到問題，解決問題”到主動“發現問題，解決問題”的一個轉變過程。諸多方面都可以和BIM結合起來，以變電站的建設為例，預埋件的安裝是變電站土建施工的重點和難點，在設計時要嚴格把關且根據預埋件的大小和實際情況在圖紙驗收前做出合理、科學的設計。變電站的土建施工原則是先地下后地上，預埋件的安裝是地上工程和設備的基礎，其安裝質量直接影響到工程美觀和設備投產后的使用性能。各種預埋件和預埋管道的施工工藝都是比較復雜的，因此施工單位要對圖紙要有深刻的理解，要精確的測量預埋件的中心線、高程和定位軸等數據，并且精準定位，通過BIM軟件可視化并協調這些施工；比如構支架基礎施工中對于復雜的鋼筋節點，在模型建立后進行觀察，找到鋼筋的碰撞點，對鋼筋的布置進行優化，也可以模擬模板支撐體系的受力狀況，以確保該體系的施工安全，體現了BIM的模擬性和優化性。綜上所述，應用BIM模型，可以為復雜的電力工程項目帶來傳統作業方式下無法比擬的便利。

4.2應用前景

作為中國第一座，也是當今世界上最先進的全地下筒形變電站——500kV靜安（世博）地下變電站，該項目采用國內最深的逆作法施工，過程中面臨著大件設備運輸吊裝風險大、高落差注絕緣油難度大、地下管線敷設復雜、交叉作業頻繁、施工環境惡劣、工期緊，質量要求高等難題。但通過結合BIM輔助項目建設多維集成管理的解決方案后，不僅實現了高效的項目合作與溝通，順利完成工程計劃與建造，還很好的進行了風險預測與過程控制。可以說，BIM為設計方解決了“設計內容是如何建造”的問題；為施工方解決了“施工是否組織合理”的問題；為建設方解決了“如何去管理和控制”的問題，為今后電力工程的項目建設提供了良好的借鑒經驗。

5結束語

目前，BIM理念及其實施方法在電力工程建設領域愈發受到重視，火電、風電、水電各有涉及，在土建、變電、輸電等施工現場作用明顯，從項目的可視化、模擬性，過程的協調性，以及貫穿始終的優化性上，都是以往所無法比擬的。相信通過以BIM、大數據、云計算、物聯網、智能移動等為代表的先進技術和概念的綜合應用，必將在電力工程項目上得到更為廣泛的應用。

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篇11

在以往工程項目建設的過程中，項目的參與各方都是以口頭或者紙質文件的形式對信息實現溝通與交流，而在信息具體傳遞的過程中，卻往往由于傳遞信息所存在的模糊與不足而使項目參與者不能夠以正確、迅速的方式作出決定。為了能夠在原有基礎上以更為準確、及時的方式作出工程決策，項目的參與各方就急需能夠從視覺基礎上對建筑活動信息進行建立、理解，而這也對施工的可視化技術應用提出了具體的要求。

在現今的設備、材料以及人員的建筑場地信息收集方面，一般是由人工記錄與監控的方式進行的，這項工作對于工程師自身的技術水平以及工作經驗也具有著非常高的要求。同時，由于該項工作開展耗時較長、且往往會受到記錄人員主觀性的影響，無論信息記錄人員的經驗如何豐富也會不可避免的出現差錯。這種情況的存在，則使得在具體工程項目施工中，當工作要求能夠以準確、快速的方式作出決策時，往往存在著較大的不足與滯后。在這種情況下，虛擬現實技術的出現為我們提供了一個較好的解決方案，通過該項技術對于施工現場的真實模擬以及強烈現場感的提供，目前已經被較為廣泛的應用到了工程施工過程中。

2 可視化技術

通過建模技術以及激光掃描技術的應用，則能夠對現場施工環境進行準確的創建，如場地地形以及場地布局等。而通過實時位置跟蹤傳感器的應用，則能夠在施工現場對相關數據進行收集的同時將這部分數據集成到虛擬現實環境之中。

2.1 可視化虛擬現實環境

對于虛擬現實環境來說，其是由很多個能夠對真實環境進行代表的屬性與實體所組成，其基本元素包括有光、對象、屬性、場景以及對象間的相互關系等。對于場景靜態對象以及表面來說，通過激光掃描的方式則能夠準確的獲得，且通過掃描方式的應用，則能夠每次都獲得一個獨特的坐標系統，對此，我們在開展具體掃描時就需要能夠將結果都統一集成到一個坐標系統之中。同時，照明也是該環境所具有的一個特點，雖然在我們所處的現實世界中，光線并不是無時無刻存在，而在模擬環境中，光則能夠起到一個重要的定向作用。

同時，在該環節中，我們也通過CAD軟件的應用對對象進行創建，并通過虛擬相機的應用從不同的視角對場景進行定義。而對于關系來說，其則代表特定場景中不同實體之間的聯系，能夠對不同元素間的相關性進行代表，如兩個物體間的距離。而當我們從傳感器中對實時數據進行接收、再傳送到數據服務器之后，則能夠對動態對象的屬性起到較好的更新作用。

2.2 實時數據分布

為了能夠對工程管理者具體施工過程的信息需求進行滿足，在系統獲取信息之后，不僅需要將其傳輸到本地服務器之中，還需要將其傳輸到遠程3D查看器中。這種情況的存在，就需要該可視化系統能夠具有數據的與訂購功能，且需要信息能夠通過局域網或者互聯網實現訪問共享。

對于該虛擬現實環境來說，其應當包括有較為復雜的動態對象以及靜態結構，如設備、人員、建筑物以及材料等，以此幫助人們能夠對建筑活動產生理解與感知。而當實施傳感器數據同虛擬環境元素實現連接之后，通過當地數據處理器的應用則能夠以較為及時的方式對傳感器中的數據進行更新。而其中查詢、機制的存在，則允許數據收集器能夠對虛擬現實環境信息進行同步更新，而用戶借助局域網與互聯網的訪問則能夠對系統所的實時數據進行查詢，以此幫助管理者能夠以更為正確、快速的方式作出決策。

3 模擬試驗

3.1 臨近施工人員危害的模擬

在該場景模擬中，首先要在系統中構建場景表面，并根據所需模擬的現場對3D對象模型以及對象之間的關系進行創建，之后，則將其運用到系統虛擬現實環境之中。在場景中，我們主要設定了5個對象，即工人、推土機、建筑物、起重機以及裝載機，而通過空間測量設備的應用，則能夠對施工現場場景進行生成。

首先，我們需要將所需要模擬的空間數據傳輸到服務器之中，并將處理生成后的信息發表到3D查看器中。之后，我們以綠色圓圈對場景中的危險區域進行標記，如果其臨近區域變為紅色，則說明在該場景中具有著非常嚴重的安全風險。而如果現場設備、工人處于接近危險的狀態，系統則能夠對其在標記之后立即發出警告，并完成相關數據的記錄。在系統中，對塔式起重機進行模擬也是非常重要的一項技術，起重機是現今施工中應用較多的一項技術，其具有兩個自由度，即升降負載以及起重機臂。由于定位傳感器數據僅僅能夠對絕對空間信息進行提供，在具體應用中則需要具有很多的傳感器，根據這種特征，我們則將其分解為4個組件，即吊桿、地基、小車與負載。

3.2 現場施工活動可視化

通過位置跟蹤與激光掃描技術的應用，則能夠幫助我們對工程施工現場數據進行收集。一般來說，工程施工現場的主要對象有匝道車輛、施工人員出入口、鋼筋混凝土結構、施工材料以及安全保護設備等。而當對現場施工環境模擬完成之后，則可以通過UWB技術的應用對施工現場動態對象如起重機、工人以及車輛等進行跟蹤。對于每個工人，都需要對其至少配備一個UWB，通過將UWB所收集到的數據發送到服務器之中，服務器則能夠對其速度、位置等參數進行計算。而在起重機方面，則需要將其安裝6個UWB，其中4 個安裝在支架上，1個安裝在起重機艙室，1個安裝在起重機吊鉤上。通過模擬整個施工現場，對所有元素作標記，這些元素在任何給定時間的位置已知。當沒有警告時，起重機的鄰近區域是黃色的。當工人進入到起重機的鄰近區域時，黃色變成紅色，表明工人有危險。起重機的鄰近區域可以由用戶定義以避免無用的警報。此外，根據起重機操作員在駕駛室的視野。當起重機必須把建筑材料放置在一個竣工的建筑物后面時，起重機操作員可以通過虛擬現實環境“看見”所應放置的位置，對于實際施工起到了積極的作用。

3.3 工人培訓可視化

通過將可視化技術應用于工人的培訓環境，能更有效地促進他們學習技術。在某公司，進行了一個試驗，目的是測試可視化系統對提高培訓師和學員工作及學習效率的可行性。基本元素包括學員、起重機和材料。其中，對本次培訓的教師與工人都配備了UWB，經過培訓之后，通過可視化分析方式的應用則能夠使參與培訓的工人更為明確的認識到錯誤是如何發生的、如何對這部分錯誤進行避免，以此起到了提升施工安全性的作用。

4 結束語

在上文中，我們對施工安全的可視化技術及應用進行了一定的分析與研究，可以看到，該項技術對實際工程施工的安全、順利開展具有非常積極的意義，需要在今后工程施工中對其更好的推廣、利用。

參考文獻

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篇12

[keyword] BIM technology; construction; computer aided technology; information modeling

中圖分類號：TU74文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）

前言

隨著我國國民經濟的快速發展，高層建筑和復雜建筑也如同雨后春筍一般的不斷涌現。這種建筑不但體積龐大，結構復雜，設計困難，而且施工工期長。BIM技術的出現為高層建筑的建設提供了新的設計思路，并且得到了廣泛的應用，如深圳證券大廈、天津西站新站房、盤錦體育場結構[1]。筆者根據多年的實際工作經驗，首先對BIM技術做了簡單的概述，然后講述了BIM技術在建筑施工中的應用現狀和主要特點，最后具體敘述了一般常用的工程施工BIM應用的整體實施方案，具有一定實際參考意義和借鑒價值。

BIM技術概述

BIM技術是一種新興的計算機建筑建模技術，主要通過對各個項目信息進行分析處理建立起三維模型。BIM技術并不是只限于建立建筑模型，而是存在于整個建筑施工周期，將傳統的粗放型施工轉變成先進的集約型施工方式。BIM技術主要在施工控制和可視化模擬方面下功夫，實現可視化效果的設計，檢驗模型效果圖，實現4D效果模型設計，同時實現監控的功能。BIM技術在建筑施工中的具體實例如下圖所示。

圖1 BIM技術在建筑施工中應用實例

BIM技術核心在于使用計算機技術，通過三維虛擬技術進行數據庫的創建，實現數據的動態變化和建筑施工狀態的同步。BIM技術可以準確無誤的條用數據庫中的系統參數，加快決策盡速，實現項目高質量的目的，有效降低成本和資金投入。最終實現建筑施工的全程控制，控制施工進度，節約資源，降低成本，提高工作效率。我國“十二五計劃”中將BIM作為一項公關項目。

BIM技術在建筑施工中應用現狀

BIM技術在我國建筑施工中已經得到了廣泛的應用，不少企業通過使用BIM技術提升了企業管理水平和競爭力。BIM技術不僅能夠進行建筑施工的建模，而且能夠實現對工程項目的信息化管理，從造價和單價等微觀方面對項目進行全面有效的控制[2]。國家通過頒布一系列文件，如《現代建筑設計與施工關鍵技術研究》，將BIM技術列入到終點計劃項目，促使BIM建筑企業的市場占有率提升至15%，為實現數字化智能城市盡一份“微薄之力”。

在我國，BIM技術應經在某些大型的建筑施工中得到了廣泛的應用，比如奧運“水立方”場館的設計施工就使用到了Revit，Naviswork等三維軟件，最大限度的解決了項目結構復雜，施工困難的難題。同時，通過信息化網絡進行了數據共享，實現資源的最大化利用。總體來講，我國BIM技術已經深入到建筑行業的各個方面，但是還應該繼續完善和健全，對于那些結構復雜的鋼建筑更是應該有效的利用BIM技術，將整個設計過程有機整合在一起，保證信息準確完整。

BIM技術在建筑施工中的特點

BIM技術貫穿建筑施工整個施工周期，保證施工質量，可以實現三維效果展示，創建6D 關聯數據庫，大幅度提升計算輕度，減少浪費和污染，實現虛擬施工和現實施工的有效協同。BIM技術給人以可視化的效果，通過構件之間的相互作用和反饋信息實現可視化效果，在項目設計建造和運行過程中，提高整體競爭力。BIM能夠可視化的闡述施工策略，增加可信度[3]。

BIM設計階段可以超前于建筑施工實現現實情況的模擬，例如節能模擬和光照模擬。在招投標或者施工接管，可以分步驟的將4D模擬進行展示，通過實際情況確定合理的施工方案。現實世界和模擬情況的對比，項目管理人員可以有效的避免施工漏洞，提高施工質量。BIM技術的協調性和優化性，可以在施工前就將施工中的漏洞和問題進行協調和控制，比如燈光設置，凈空要求，防火墻的設置，取暖管道的設置。BIM技術能夠減少人員投入，優化項目控制，實現資源的最大化利用。

5. BIM技術在建筑施工中的實施步驟

BIM技術在建筑行業應用范圍廣泛，主要涉及到方案設計、施工準備、工程預算和設備管理等方面，整個施工過程要進行三維碰撞檢驗、三維虛擬施工和4D模擬施工。BIM工程施工框圖如下圖所示。

圖2BIM工程施工框圖

5.1 數據采集，構建BIM技術框架

通過實地考察勘測或者谷歌地圖等方式，采集建筑施工具體數據，構建BIM技術框架，實現數據接口和數據的交互，IFC文件導入和導出，開發多童虎訪問系統，采用AutoCAD，CATIA，3DSMAX等相關軟件創建BIM模型。隨后利用數據庫技術進行數據的存儲，建立平臺層，其中數據平臺層又包數據集成的管理平臺和可視化的4D平臺，完成數據讀取、保存、集成和驗證功能，構件子信息模型，例如施工進度模型、施工安全模型、施工資源模型或者施工設備管理模型。根據不同的子模型信息，向模型層和應用層提供數據支持。在BIM技術框架中應用層作為最后一層結構，主要實現項目動態管理和沖突分析，提供網絡進度和資源優化，實現建模過程。

5.2調整系統結構，實現主要功能

BIM管理系統主要實現的功能是：軟件工程管理系統和項目綜合管理系統，其中軟件管理系統采用C/S構架，項目綜合管理系統采用B/S構架，兩者之間通過數據管理和模型參數實現無縫的雙相連接。建筑施工BIM系統中以AutoCAD為開發平臺建立3D集合模型，同時完成IFC文件結構定義，建立項目組織瀏覽表。另外，系統施工還應該創建、編輯、擴展按鍵技術資料，實現查詢編輯和屬性擴展功能。通過引入IFC格式和3D模型快速建立管理系統和運行維護管理。

5.3建立4D動態管理系統

采用編輯器和工序模板建立工程進度管理系統，完成對計劃進度和實際進度之間的分析對比，使得計劃進度能夠為實際進度提供助力，用動態3D圖形展現工程進度。系統資源動態管理可以自動計算節點或者工程量，完成人力財力和機械設備的實時查詢和統計分析，自動實現工程量動態管理。施工質量安全管理將施工方和監理單位的工程質檢進行安全數據存儲，并且將數據安全統計信息顯示打印。施工現場管理可以實現自定義4D屬性設置，對現設施信息進行統計，完成動態現場管理。

5.4建立工程4D安全和沖突分析系統

施工過程要進行過程模擬，實現單位周期內的正序或者逆序施工模擬，并且具備三維漫游和真實模型現實功能。基于建筑功能安全和沖突分析，實現結構變革，轉化機制體系，施工工期間，如果改變結構和體系，應該進行動力學分析計算，并且進行安全性能評估。對施工過程中出現的進度資源沖突，應該按照計劃industry進行對比，實現進度偏差報警功能。當場地出現碰撞沖突時，可以通過碰撞檢驗分析算法，實現構件、設施和結構等方面的分析和檢驗。

4.5系統應用流程，交付設計成果

為了實現計算機模擬，應該講數據進行離散化分析，實現施工進度和資源場地優化系統。通過各種工序和參數的模擬計算，將施工工序和人力資源進行優化配置，實現多個方案的分析對比。在4D施工模擬過程中，實現工程數據集成和過程可視化模擬。BIM系統應用流程應該將系統構架和功能結構的結合，應用主體方提供技術資料，協調軟硬件系統，設置必要權限，完成日常管理和深化設計。應用參照方可以通過網絡瀏覽施工進度和施工安全等信息。也可以進行輔助施工管理。

6.結語

BIM技術在我國還是處在使用的初級階段，相關企業和單位應該根據實際情況進行引導和技術支持。在建筑施工中使用BIM技術不僅能夠節約資源，減少資金投入，而且能夠提高效率，取得了良好的經濟效益和社會效益。

【參考文獻】

[1] 張建平,曹銘.基于IFC標準和工程信息模型的建筑施工4D管理系統[J].工程力學,2010(S1):220-227.

篇13

一、建筑信息模型(BIM)

BIM已包含了所有的幾何模型信息、功能要求和構件性能，把一個項目的生命周期內的信息整合到一個建筑模型中。運用 BIM 技術，建筑師在設計過程中創建的虛擬建筑模型已經包含了大量設計信息，只要將模型導入相關的能量分析軟件，就可以得到相應的能量分析結果。通過相應的 BIM 應用軟件，在方案設計的初期階段就能夠方便快捷地得到直觀、準確的建筑能量性能反饋信息，幫助建筑師及時對方案做出分析和調整。

比如與 Ecotect 生態建筑大師設計軟件相結合，將BIM 模型輸入即可得出較為直觀的數字化的可視分析圖。可提供許多即時性分析，比如對模型的太陽輻射、熱、光學、聲學甚至建筑投資等綜合的技術分析；與CFD 類軟件結合，則可迅速分析建筑內的自然通風及對周邊氣流造成的影響；與Virtual Environ-ment(VE)軟件結合，可以在建筑前期對建筑的光照，太陽能及溫度效應進行模擬。

二、基于 BIM 技術的性能化建筑設計

被動設計是指應用自然界的陽光、風力、溫濕度的自然原理，以規劃、設計、環境配置的建筑手法來改善和創造舒適的室內外環境，盡量不消耗常規能源的設計方式。目的是盡量減少或者不使用常規能源供熱、制冷及照明，并創造高質量的室內外環境，設計策略強調的是依據當地的氣候特征進行設計，遵循建筑環境控制技術的原則，考慮建筑功能和形式的要求等。本文試圖從以下幾個方面討論 BIM 在性能化建筑設計中的應用。

（一）氣候特征分析

BIM技術可以將繁雜的氣象數據信息以圖表的可視化方式表達出來，以幫助建筑師直觀地認識建筑基地所處地區的氣象資料。

比如繪制出逐日的氣象參數數據；確定建筑最佳朝向；利用焓濕圖，分析各種被動策略的組合效果，可以調節設計參數，觀察圖形變化，找到適宜的被動策略。如圖 1 為采用被動太陽能采暖、蓄熱效應、高熱容圍護 + 夜間通風、自然通風、直接蒸發降溫和間接蒸發降溫多種被動策略措施的焓濕圖。通過這種可視化的界面，建筑師就可以定性地分析出適應本地氣候特征的最佳被動設計措施及其效果。

圖 1 多種被動措施的焓濕圖

（二）日照采光分析

在建筑設計階段處理好建筑日照與采光是實現建筑節能的根本環節和重要措施。基地地形起伏、建筑的布局形式都會對日照和采光產生較大的影響。所以對于基地進行合理模擬分析，尤其要對場地的日照遮擋情況進行準確分析。建筑師可以根據基地狀況運用Virtual Environment軟件進行初期的日照時數、陰影遮擋等模擬分析，根據模擬結果合理地進行建筑總平面布局、洞口設計，從而保證建筑能在冬季最大限度地接受太陽能輻射，夏季減少太陽輻射的影響。圖 2、3 所示為 Suncast 軟件和 Radiance 軟件對本溪黃柏峪生態小學所做的日照陰影分析和遮擋分析

圖 2 日陰影分析

圖 3 日照遮擋分析

（三）風環境分析

合理的自然通風不但可以使節能效果顯著，而且可以改善室內的居住空氣質量。建筑風環境模擬的目的就是希望對建筑物的空氣流動情況進行模擬和比較，來優化建筑的空間環境，減少建筑的能耗，充分利用自然資源。利用 BIM 技術創建的虛擬建筑模型，可以通過 IFC 數據標準將其導入 CFD 軟件中。通過BIM 與 CFD 技術的結合運用，建筑師可以方便、快捷地對建筑內、外環境的氣流流場進行模擬分析，對建筑的風環境做出分析和評價。從而進行建筑的優化設計。

圖 4 為某小區模擬室外的風場。通過可視化的結果可以看出小區內整體的風速和風向，合理調整規劃布局、建筑高低錯落布置等方法滿足小區內適宜的風環境。

圖 4 某小區風場

（四）遮陽分析

遮陽設計是在夏季炎熱地區防熱的主要手法。尤其在太陽能建筑設計中，根據氣候條件綜合考慮利用太陽能的同時，合理的遮陽設計可以大大降低空調的能耗。圖 5、6 為南加州建筑學院、SOM和蓋里在印度所做的一個研究性項目。用 Ecotect 軟件對建筑西立面和南立面的年太陽輻射做出統計，并根據上一步計算，在立面的不同區域結合輻射值大小考慮了遮陽設施的疏密布置，在高輻射地方遮陽設置較密，低輻射地方遮陽設施較稀疏。

圖 5 建筑效果圖

圖 6 遮陽布置

（五）場地分析

BIM可以使建筑師在設計前期時注重場地的生態環境。比如建筑師可以利用 BIM 將綠化、水體整合到一個建筑的形式和功能中去，使設計之初就能考慮到建筑對場地的生態影響。圖 7 通過對場地進行熱輻射分析。了解場地的熱輻射情況，對場地景觀設計提供量化的數據依據，在輻射較大的地區，通過配置不同的綠化植被，起到隔熱、遮陽等作用。圖 8 為某小區的場地熱輻射分析。在小區輻射量比較大的區域內設置水體、常綠喬木、涼亭、廊架等休閑設施以利于隔熱或者避開主要活動的小區廣場區域，即滿足了人的使用需求，也改善了小區的微氣候環境。

圖 7 日總曝輻射量

圖 8 某小區內日均輻射總量

三、結束語

大自然的風、光、熱、水等環境因素，是影響建筑性能的決定性因素，在設計階段，引入BIM技術，能在設計過程中提供直觀的性能化分析數據，完善建筑設計，改善建筑的綜合性能。目前，BIM 技術已經深刻影響著建筑設計行業，其不但可以極大提高建筑設計行業的整體效率，而且還可以在建筑全生命周期內，優化設計、保證建筑設計質量。雖然，目前 BIM 技術在現實應用中還存在很多不足，比如：國內外建筑標準和規范的不同，與BIM技術相關的軟件較多，一體化平臺設計還有待逐步完善等。但隨著計算機技術的進步，BIM 技術在建筑設計中的應用會是未來的發展趨勢并逐步走向成熟。