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可視化技術在建筑施工企業中的應用

文檔作者：侯春明，任志平，杜福祥，鄭子光，董歡歡文檔來源：中建三局集團有限公司成都分公司		點擊數：	更新時間： 2025年11月01日
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施工技術
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY
2015年3月下
第44卷第6期
DOI：10．7672／s自s2015060064
可視化技術在建筑施工企業中的應用
侯春明，任志平，杜福祥，鄭子光，董歡歡
(中建三局集團有限公司成都分公司，四川成都610041)
[摘要]隨著計算機科技的發展，使得原本只能依靠平面、專業、復雜圖紙進行施工的建筑業在信息化方面得到了長
足的發展。通過介紹3ds Max，Revit等一系列三維軟件在建筑施工企業中的應用，增加了建筑單位投標優勢，在施工
階段通過施工虛擬可以更直觀地進行技術方案交底，動態模擬施工過程和場地狀況，實現了施工場地的合理布置。
[關鍵詞]信息化；建筑信息模型；可視化；建筑施工動畫
[中圖分類號]TUl7 [文獻標識碼]A 【文章編號】1002·8498(2015)06-0064-03
Discussion on the Visualization in Building Construction Enterprises
Hou Chunming，Ren Zhiping，Du Fuxiang，Zheng Ziguang，Dong Huanhuan
(China Construction Third Engineering Co．，Ltd．Chengdu Construction Company，Chengdu，Sichuan 610041，China)
Abstract：With the development of computer technology，the construction industry has been considerable
developed in information aspect，which had relied on the planar，professional，sophisticated construction
drawings for construction．This paper describes sel‘es of three—dimensional softwares application in the
construction enterprises，such as 3 ds Max，Revit software．The software application increased the
companies bidding advantages，the construction cases are directly showed in the construction stage，the
construction process and field conditions are animated to realize construction field reasonable
arrangement．
Key words：information；building information modeling(BIM)；visualization；construction animation
可視化(visualization)是利用計算機圖形學和
圖像處理技術將數據轉換成圖形或圖像在屏幕上
顯示出來，并進行交互處理的理論、方法和技術。
近幾年隨著3ds Max，Maya，Revit等三維軟件在建
筑施工企業中的應用，使得建筑可視化在施工企業
中應用成為可能。施工企業只能依靠專業的圖紙
進行各方面工作的階段已經過去，建筑的可視化在
許多方面給施工企業帶來了優勢。下面將就建筑
施工動畫及BIM技術兩方面闡述建筑可視化給施
工企業帶來的優勢。建筑施工動畫的優勢包括：增
加投標優勢；在施工階段通過施工虛擬進行技術方
案的交底；動態模擬施工過程和場地狀況，實現了
3D施工場地布置。BIM技術在施工全過程中跟蹤
模擬現場施工動態過程，從而讓公司及項目部五維
實時了解并掌控工程實際情況。
1建筑施工動畫
1．1增加投標優勢
[作者簡介]侯春明，助理工程師，E-mail：940232151@qq．corn
[收稿日期]2014-04-14
建筑單位投標是依靠招標文件、設計圖紙、工
程量清單等進行算量、進度計劃安排、總平面布置、
施工方案設計等。裝訂好的標書少則幾百頁，多則
幾千頁，對于時間緊迫的投標來說，厚重的標書更
顯枯燥乏味。然而，建設施工動畫在投標時就凸顯
了技術上的優勢。一部10多min的施工動畫可以
將幾千頁的標書囊括其中。投標過程中施工動畫
展示了建筑施工技術中涉及的施工方案、施工工
藝、質量要求、工程進度、安全目標等相關內容。通
過可視化的三維短片演示能夠更好地展示投標單
位自身的優勢，并且細節更加豐富，施工場景更加
接近現實，造價、工期更加合理，讓業主能夠更好地
了解投標單位對工程將如何進行建造，從而增加投
標過程中的優勢。圖1為某項目投標階段施工動畫
截圖。
1．2在施工階段通過施工虛擬進行技術方案的
交底
在建筑施工中，技術交底是一項極其重要的技
術管理工作，技術交底工作做得好壞直接影響工程
萬方數據
2015 No．6 侯春明等：可視化技術在建筑施工企業中的應用65
圖1某項目投標階段施工動畫
Fig．1 A construction project bidding stage animation
質量、工期及經濟效益。技術交底的目的是讓現場
施工人員熟悉和了解所承擔的任務特點、設計意
圖、技術要求及注意事項。
技術交底一般是按照工程施工的難易程度、項
目的規模、結構的復雜程度等情況，在不同層次的
施工人員范圍內進行技術交底；技術交底的內容與
深度也各不相同。施工企業的技術員向班組長和
技術工人交底是關鍵的一環。施工企業技術交底
的方式很多，比較常用的有：口頭交底、卡(名)片交
底、文字(書面)交底等。
上述的交底都過于抽象，靠現場施工人員自身
對施工方案的理解，有時不能達到很好的效果。然
而，建筑動畫的虛擬施工在技術交底方面就有很好
的效果。施工企業的技術人員，在真正理解施工方
案的基礎上，通過3ds Max等三維軟件進行：①建
模；②材質貼圖處理；③模型整理在建模和貼圖
工作完成后需要對模型進行檢查，才能交付下一流
程使用；④場景布置燈光；⑤模型動畫制作；⑥攝像
機動畫制作前要明確攝像機表現的重點，設計好攝
像機的走向、鏡頭的拉伸、移動速度等要素，充分表
達動畫主題；⑦渲染輸出；⑧合成交底動畫等一系
列，操作合成技術方案動畫。圖2為某項目周邊地
鐵口防護方案技術交底截圖。
在制作動畫的過程中，技術人員能夠對施工方
案更加深入的理解，通過對施工方案的仿真模擬，
去發現實際施工中存在的問題或可能出現的問題，
待這些問題解決，再給現場施工人員動畫演示進行
交底，達到更好的交底效果。現在以底板大體積混
凝土施工為例進行介紹。
底板大體積混凝土工程施工過程是復雜的大
型動態系統，它通常包括支設模板、綁扎鋼筋、澆筑
混凝土、振搗、拆模、養護等多道工序，而這些工序
中涉及的因素繁多，其間關系復雜，直接影響著大
體積混凝土施工速度及質量。
通過施工方案動畫模擬，現場模擬演示交底，
通過視頻演示大體積混凝土如何分區域、分層進行
澆筑，盡量避免現場工人在實際操作過程中出現錯
誤，避免了底板留下施工冷縫，從而避免日后底板
在使用過程中出現漏水等問題。圖3為底板大體積
混凝土施工建筑動畫演示截圖。
圖3底板大體積混凝土施工建筑動畫演示截圖
Fig．3 Floor building mass concrete
constructiOn animatiOn
1．3動態模擬施工過程和場地狀況，實現3D施工
場地布置
施工現場場地布置是按照施工方案和施工進
度計劃，對擬建建筑物和其施工所需的各項設施、
設備進行施工現場平面及空間上的周密規劃和合
理布局，是施工準備工作的一項非常重要內容，也
是實現項目安全、文明施工的必要條件。施工場地
布置的內容包括：一切地下、地上的已有和擬建建
筑物、構筑物；現場的垂直運輸機械和道路；各種加
工房、材料庫房及材料堆場；施工現場臨時建筑；水
電和安全防火設施等。3ds Max等三維軟件可進行
各施工階段的場地布置，包括施工紅線、圍墻、道
硌、現有與臨時建筑物、材料堆放、加工場地、庫房
以及水平、垂直運輸機械等各種施工設備和設施現
場的布置。各類場地實體模型進行貼圖，模擬現場
圖2某項目周邊地鐵口防護方案技術交底截圖
Fig．2 A project around the subway protection program technical tests
萬方數據
施工技術第44卷
實際情況，直觀逼真地體現實際施工現場布置，實
現了3D可視化效果。在進行施工場地平面布置
時，根據規范的場地布置設計流程和方法，為用戶
提供設施、設備選型和定位的相關設計參數，按照
1：1進行建模，模擬現場實際情況，以提高項目部施
工效率。例如在布置加工場地時，現場技術人員根
據加工材料的種類和用量等信息，設計出加工場地
需要的大小，按照1：1建立三維模型布置場地，很好
地進行場地模擬布置，避免圖紙進行場地布置時與
實際情況不符，進而造成將來場地布置不合理等情
況，從而避免由于現場設備布置不合理導致的工期
增加、資金增加等一系列情況的發生。圖4為動態
模擬施工現場布置截圖。
圖4動態模擬施工現場布置截圖
Fig．4 Dynamic simulation of the construction site layout
2 BIM技術
在傳統的建筑施工過程中，以二維的CAD等平
面圖紙作為現場的施工指導，往往需要專業的技術
人員來讀懂并理解圖紙上面的內容，然后進行技術
交底從而指導現場施工。但有時如果對圖紙理解
的不夠透徹或者是在建建筑物過于復雜，平面圖紙
在施工指導過程中就會出現很多問題，經常會導致
施工現場出現施工錯誤等質量問題，從而影響施工
質量及施工進度等情況的發生。借助BIM(建筑信
息模型)技術可使施工更加直觀，施工過程中的管
理更加精細。圖5為CAD平面圖紙與BIM軟件三
維模型對比。施工企業使用BIM技術有以下優勢。
1)在施工企業進場后，技術人員使用Revit軟
件對待建項目進行建模。模型建好后，使用碰撞軟
件對土建結構、幕墻、安裝及裝飾裝修間進行檢查，
發現圖紙中存在一些錯誤及矛盾等并對錯誤所在
位置進行記錄輸出。在圖紙會審時，與業主及設計
單位進行溝通，進行相應的設計深化，避免施工過
等：_』。0 1j譬■二j：；i．’?‰■■■■■
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圖5 CAD平面圖紙與BIM軟件三維模型對比
Fig．5 Plan drawings and three-dimensional model
comparison with BIM software and CAD software
程中錯誤施工影響施工質量及工期進度等。圖6為
BIM軟件碰撞檢查示意。
圖6 BIM軟件碰撞檢查
Fig．6 BIM software collision detection
2)施工過程中，技術人員每日對施工現場施工
情況進行收集整理，并將相關信息(施工部位、施工
進度、施工質量、施工材料等)輸入BIM模型中，并
建立相關的信息化管理平臺，與公司平臺銜接，并
設立相應的管理權限。項目部及公司領導能夠五
維實時動態了解工程施工情況，并對工程進行精細
化管理與調整。
3)在不同的分包單位間能夠起到協同管理的
作用。由于BIM是開放的信息管理平臺，分包單位
在進場前，通過BIM模型及相關數據很快地了解所
要施工區域的實際情況，并結合工程現場實際選擇
合適的進場時間，并與總包及其他分包間協調施
工。從而避免施工時出現窩工及質量問題。總承
包單位也能夠通過各個分包單位的相關信息，很好
地掌握工程整體的實際情況，及時進行施工現場的
管理及協調工作，避免影響工期及質量等情況發
(下轉第97頁)
萬方數據
2015 No．6 張鵬等：直立鎖邊金屬屋面新型移動式卡件的應用
縫外板的伸縮變化量更大。
鋁材的線膨脹系數a=2．35×10。5／℃，假定該
地區年最大溫差△丁=20℃，板長L=100m，AL=
A死止=48mm。
根據計算，100m的面板最大會發生48mm伸縮
位移量，采用傳統的固定支座方式是板肋卡在支座
梅花頭內，板面金屬與固定支座發生直接摩擦，長
期的摩擦容易造成板面洞穿情況，從而造成屋面漏
水。“兩片式”移動固定卡件之間可左右滑動的行
程為75mm(見圖8)，面板不會與卡件發生直接摩
擦，而是移動卡件之間發生位移，避免了由于溫度
變化屋面板伸縮引起的板面摩擦穿孔而產生的屋
而滲漏現象
圖8“兩片式”卡件可相對位移
Fig．8 Relative displacement of two pieces clamp
模擬直立縫金屬屋面外板的位移如圖9所示，
上片卡件與面板連接牢固，與下片支座發生位移。
3)抗磨損能力強兩片移動卡件與板熱位移
試驗：卡件共循環了近100 000次，模擬每天5個循
環，持續50年。然后拆散屋面板組件，用千分尺對
卡件和屋面板的接觸點進行測量檢查。這些接觸
點處的材料損失最大共計0．008in(約0．2mm)，基
圖9直立縫金屬屋面外板位移
Fig．9 Displacement of standing seam metal roof plate
本可以忽略不計，試驗證明移動式卡件抗磨損能力
很強。
4)抗風壓效果好新型移動式卡件對板的固
定能力強，可防颶風，對移動式卡件固定的金屬屋
面系統進行抗風壓測試，結果表明移動式卡件金屬
屋面系統抗風壓測試超過國家9級抗風壓要求。
5 結語
目前武漢英特宜家購物中心幕墻工程采光頂
直立鎖邊金屬屋面施工已經接近尾聲。移動式卡
件在金屬屋面安裝過程中取得了良好效果，在安裝
進度和安裝質量上均有明顯提高，鑒于移動式卡件
的諸多優點，相信在未來的直立鎖邊金屬屋面施工
中，會得到更加廣泛的推廣和應用。
參考文獻：
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2011(23)：6-8．
[4] 張勇．金屬屋面及直立鎖邊屋面系統[J]．中國建筑防水，
2010(23)：I-4．
(上接第66頁)
圖7安裝冒線與主體結構模型關系
Fig．7 Model relationship of installed
pipelines and the main structure
生。圖7為安裝管線與主體結構模型關系示意。
4)當工程竣工后，施工企業可以通過使用施工
過程中輸入的材料、資金等數據，作為工程竣工結
算的參考及依據。這樣可以增加竣工結算過程中
的準確性，并為竣工驗收等后期工作做好準備。
3結語
建筑施工過程中的可視化是大勢所趨。建筑
施工動畫及BIM技術在施工企業的應用也會普及。
建筑施工動畫及BIM技術必然會給后建筑時代帶
來新一輪的建筑革命。
參考文獻：
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