泓域/复合增强树脂项目建筑工程计划复合增强树脂项目建筑工程计划目录一、 网络计划实施中的检查与分析 2二、 网络计划调整方法 6三、 时间参数计算方法 7四、 关键工作及关键线路的确定 10五、 竣工决算报批 10六、 竣工决算编制 11七、 工程建设其他费用 14八、 建筑安装工程费用 18九、 新一代智能制造技术在建筑业的应用 23十、 智能建筑与智慧城市 26十一、 BIM技术应用价值价值 35十二、 BIM技术特征 38十三、 BIM技术在运营维护阶段的应用 39十四、 BIM技术在规划设计阶段的应用 43十五、 产业环境分析 53十六、 工程塑料行业发展概况 53十七、 必要性分析 55十八、 公司概况 56公司合并资产负债表主要数据 57公司合并利润表主要数据 57十九、 项目简介 57二十、 投资方案分析 61建设投资估算表 63建设期利息估算表 64流动资金估算表 65总投资及构成一览表 67项目投资计划与资金筹措一览表 68二十一、 进度规划方案 68项目实施进度计划一览表 69二十二、 经济效益分析 70营业收入、税金及附加和增值税估算表 71综合总成本费用估算表 72利润及利润分配表 74项目投资现金流量表 76借款还本付息计划表 79一、 网络计划实施中的检查与分析在工程网络计划执行过程中,当需要将收集到的实际进展数据与计划进度数据进行比较分析时,可使用前锋线比较法和列表比较法这两种常用的比较方法。
一)前锋线比较法前锋线比较法是指在时标网络计划中通过绘制某检查时刻工程实际进度前锋线,进行工程实际进度与计划进度比较的方法所谓前锋线,是指在原时标网络计划中,从检查时刻的时标点出发,用点画线依次将各项工作实际进展位置点连接而成的折线前锋线比较法就是通过实际进度前锋线与原进度计划中各项工作箭线交点的位置来判断工作实际进度与计划进度的偏差,进而判定该偏差对后续工作及总工期影响程度的一种方法采用前锋线比较法进行实际进度与计划进度比较的步骤如下1、绘制时标网络计划图工程实际进度前锋线是在时标网络计划图中标示出来的,为清晰起见,可在时标网络计划图的上方和下方各设一时间坐标2、绘制实际进度前锋线实际进度前锋线一般从时标网络计划图上方时间坐标的检查日期开始,依次连接相邻工作的实际进展位置点,最后与时标网络计划图下方时间坐标的检查日期相连接工作实际进展位置点的标定方法有以下两种1)按工作已完任务量的比例进行标定假设工程网络计划中各项工作进展均为匀速进展,根据实际进度检查时刻该工作已完任务量占其计划完成总任务量的比例,在工作箭线上从左至右按相同比例标定其实际进展位置点2)按尚需作业时间进行标定当某些工作的持续时间难以按实物工程量来计算而只能凭经验估算时,可以先估算出检查时刻到该工作全部完成尚需作业的时间,然后在该工作箭线上从右向左逆向标定其实际进展位置点。
3、进行实际进度与计划进度的比较前锋线可以直观反映出检查日期有关工作实际进度与计划进度之间的关系对某项工作来说,其实际进度与计划进度之间的关系存在以下三种情况1)工作实际进展位置点落在检查日期的左侧,表明该工作实际进度拖后,拖后的时间为二者之差2)工作实际进展位置点与检查日期重合,表明该工作实际进度与计划进度一致3)工作实际进展位置点落在检查日期的右侧,表明该工作实际进度超前,超前的时间为二者之差4、预测工作进度偏差对后续工作及总工期的影响通过比较实际进度与计划进度确定工作进度偏差后,可根据工作的自由时差和总时差预测该进度偏差对后续工作及总工期的影响由此可见,前锋线比较法既适用于工作实际进度与计划进度之间的局部比较,又可用来分析和预测工程项目整体进度状况值得注意的是,以上比较是针对匀速进展的工作对于非匀速进展的工作,比较方法较复杂,此处不再赘述二)列表比较法当工程进度计划用非时标网络图表示时,可以采用列表比较法进行实际进度与计划进度的比较这种方法是通过记录检查日期应进行的工作名称及已作业时间,然后列表计算有关时间参数,并根据工作总时差进行实际进度与计划进度比较的方法采用列表比较法进行实际进度与计划进度比较的步骤如下。
1)对于实际进度检查日期应进行的工作,根据已作业时间,确定其尚需作业的时间2)根据原进度计划计算检查日期应进行的工作从检查日期到原计划最迟完成时尚余时间2)计算工作尚有总时差,其值等于工作从检查日期到原计划最迟完成时尚余时间与该工作尚需作业时间之差3)比较实际进度与计划进度,存在以下四种情况1)工作尚有总时差与原有总时差相等时,说明该工作实际进度与计划进度一致2)工作尚有总时差大于原有总时差时,说明该工作实际进度超前,超前的时间为二者之差3)工作尚有总时差小于原有总时差,且仍为非负值时,说明该工作实际进度拖后,拖后的时间为二者之差,但不影响总工期4)工作尚有总时差小于原有总时差,且为负值时,说明该工作实际进度拖后,拖后的时间为二者之差,此时工作实际进度偏差将影响总工期二、 网络计划调整方法当实际进度偏差影响到后续工作、总工期而需要调整进度计划时,要对工作计划进行调整,调整方法主要有改变某些工作间的逻辑关系、缩短某些工作的持续时间一)改变某些工作间的逻辑关系当工程网络计划实施中产生的进度偏差影响到总工期,且有关工作的逻辑关系允许改变时,可以改变关键线路和超过计划工期的非关键线路上的有关工作之间的逻辑关系,以此达到缩短工期的目的。
如将顺序进行的工作改为平行作业、搭接作业或分段组织流水作业等,都可以有效地缩短工期二)缩短某些工作的持续时间这种方法不改变工程网络计划中各项工作之间的逻辑关系,而是通过采取增加资源投入、提高劳动效率等措施来缩短某些工作的持续时间,使工程进度加快,以保证按计划工期完成工程项目这些持续时间被压缩的工作是位于关键线路和超过计划工期的非关键线路上的工作同时,这些工作又是其持续时间可被压缩的工作这样的调整通常可在网络计划图上直接进行为缩短某些工作的持续时间而增加的投入,可以从工程项目外部新调入资源,如增加施工机械、施工队伍等;也可利用非关键工作的机动时间,将非关键线路上的资源调整到所需压缩持续时间的工作上;还可以通过加班等增加工作时间的方式来缩短某些工作的持续时间,从而达到缩短工期的目的三、 时间参数计算方法双代号网络计划时间参数既可以按工作计算,也可按节点计算一)时间参数基本概念1、工作持续时间和工期(1)工作持续时间工作持续时间是指一项工作从开始到完成的时间这是计算网络计划其他时间参数的基础工作持续时间通常用D表示2、工作时间参数除工作持续时间外,网络计划中最常用到的工作时间参数有六个,即最早开始时间、最早完成时间、最迟完成时间、最迟开始时间、总时差和自由时差。
1)最早开始时间和最早完成时间工作的最早开始时间是指在其所有前期工作全部完成后,本工作有可能开始的最早时刻工作的最早完成时间是指在其所有前期工作全部完成后,本工作有可能完成的最早时刻2)最迟完成时间和最迟开始时间工作的最迟完成时间是指在不影响整个任务按期完成的前提下,本工作必须完成的最迟时刻工作的最迟开始时间是指在不影响整个任务按期完成的前提下,本工作必须开始的最迟时刻3)总时差和自由时差工作的总时差是指在不影响总工期的前提下,本工作可以利用的最大机动时间工作的自由时差是指在不影响其后期工作最早开始时间的前提下,本工作可以利用的机动时间工作的总时差和自由时差分别用TF和FF表示在网络计划的执行过程中,工作的自由时差是该工作在前期工作完成后可以自由使用的时间但是,如果利用某项工作的总时差,则有可能使该工作后续工作的总时差减小3、节点最早时间和节点最迟时间(1)节点最早时间节点最早时间是指在双代号网络计划中,以该节点为开始节点的各项工作的最早开始时间节点最早时间用ET表示2)节点最迟时间节点最迟时间是指在双代号网络计划中,以该节点为完成节点的各项工作的最迟完成时间节点最迟时间用LT表示4、相邻两项工作之间的时间间隔相邻两项工作之间的时间间隔是指本工作的最早完成时间与其后期工作最早开始时间之间可能存在的差值。
相邻两项工作之间的时间间隔用LAG表示二)按工作计算法所谓按工作计算法,就是以网络计划中的工作为对象,直接计算各项工作的时间参数为了简化计算,网络计划时间参数中的开始时间和完成时间都应以时间单位的终结时刻为标准如第3日开始即是指以第3日终结(下班)时刻开始,实际上是从第4日上班时刻才开始;第5日完成即是指以第5日终结(下班)时刻完成下面以所示双代号网络计划为例,说明按工作计算法计算时间参数的过程三)关键工作及关键线路的确定网络计划中,从起点节点开始,沿箭头方向顺序通过一系列箭线与节点,最后到达终点节点的通路被称为线路在关键线路法(CPM)中,线路上所有工作的持续时间总和称为该线路的总持续时间总持续时间最长的线路称为关键线路,关键线路的长度就是网络计划的总工期在网络计划中,关键线路可能不止一条而且在网络计划执行过程中,由于工作进度加快或延误,以及逻辑关系的改变,关键线路还会发生转移关键线路上的工作称为关键工作在网络计划的实施过程中,关键工作的实际进度提前或拖后,均会对总工期产生影响因此,关键工作的实际进度是工程进度控制工作中的重点此外,非关键工作也可能会因为延误过多而转化为关键工作,从而影响工程总工期。
四、 关键工作及关键线路的确定如前所述,总时差最小的工作为关键工作将这些关键工作相连,并保证相邻两项关键工作之间的时间间隔为而构成的线路就是关键线路五、 竣工决算报批对于建设周期长、建设内容多的大型项目和单项工程,竣工财务决算可单独报批,单项工程结余资金在整个项目竣工财务决算中一并处理1)中央项目竣工财务决算,由财政部制定统一的审核批复管理制度和操作规程中央项目主管部门本级及不向财政部报送年度部门决算的中央单位的项目竣工财务决算,由财政部批复;其他中央项目竣工财务决算,由中央项目主管部门负责批复,报财政部备案2)地方项目竣工财务决算审核批复管理职责和程序要求由同级财政部门确定3)经营性项目的项目资本中,财政资金所占比例未超过50%的,项目竣工财务决算可以不报财政部门或者项目主管部门审核批复项目建设单位应当按照国家有关规定加强工程价款结算和项目竣工财务决算管理六、 竣工决算编制建设工程竣工决算是正确核定新增固定资产价值,反映竣工项目建设成果的文件,是办理固定资产交付使用手续的依据竣工决算应包括从筹建到竣工投产全过程实际支出的费用即建筑安装工程费用、设备及工器具购置费用和工程建设其他费用等。
一)竣工决算基本要求根据《基本建设财务规则》(财政部令第81号)和《基本建设项目竣工财务决算管理暂行办法》(财建[2016]503号)对于行政事业单位及国有和国有控股企业使用财政资金的建设项目,完工可投入使用或者试运行合格后,应当在3个月内编报竣工财务决算;特殊情况确需延长的,中小型项目不得超过2个月,大型项目不得超过6个月建设周期长、建设内容多的大型项目,单项工程竣工具备交付使用条件的,可以编报单项工程竣工财务决算,项目全部竣工后应当编报竣工财务总决算二)竣工决算内容工程竣工决算的内容主要包括项目竣工财务决算报表、竣工财务决算说明书、竣工财务决(结)算审核情况及相关资料1、项目竣工财务决算报表项目竣工财务决算报表内容的包括封面、项目概况表、项目竣工财务决算表、资金情况明细表、交付使用资产总表、交付使用资产明细表、待摊投资明细表、待核销基建支出明细表、转出投资明细表2、竣工财务决算说明书竣工财务决算说明书主要包括以下内容1)项目概况2)会计账务处理、财产物资清理及债权债务的清偿情况3)项目建设资金计划及到位情况,财政资金支出预算、投资计划及到位情况4)项目建设资金使用、项目结余资金分配情况。
5)项目概(预)算执行情况及分析,竣工实际完成投资与概算差异及原因分析6)尾工工程情况7)历次审计、检查、审核、稽查等意见及整改落实情况(8)主要技术经济指标的分析、计算情况(9)项目管理经验、主要问题和建议10)预备费动用情况(11)项目建设管理制度执行情况、政府采购情况、合同履行情况12)征地拆迁补偿情况、移民安置情况(13)需说明的其他事项3、竣工财务决(结)算审核情况项目竣工决(结)算经有关部门或单位进行审核的,需附完整的审核报告及审核表项目竣工财务决算审核报告的内容主要包括审核说明、审核依据、审核结果、意见、建议项目竣工财务决算审核表包括项目竣工财务决算审核汇总表、资金情况审核明细表、待摊投资审核明细表、交付使用资产审核明细表、转出投资审核明细表和待核销基建支出审核明细表4、相关资料相关资料主要包括以下内容1)项目立项、可行性研究报告、初步设计报告及概算、概算调整批复文件的复印件2)项目历年投资计划及财政资金预算下达文件的复印件3)审计、检查意见或文件的复印件4)其他与项目决算相关的资料七、 工程建设其他费用工程建设其他费用可分为以下三类一)土地使用费和其他补偿费(1)土地使用费。
土地使用费是指建设项目使用土地应支付的费用,包括建设用地费和临时土地使用费,以及由于使用土地发生的其他有关费用,如水土保持补偿费等2)其他补偿费其他补偿费是指项目涉及的对房屋、市政、铁路、公路、管道、通信、电力、河道、水利、厂区、林区、保护区、矿区等不附属于建设用地的相关建(构)筑物或设施的补偿费用二)与工程建设过程有关的费用(1)建设管理费建设管理费是指在建设期内为组织完成工程建设产生的各类管理性费用该项费用包括建设单位管理费、代建管理费、工程监理费、监造费、招标投标费、设计评审费、特殊项目定额研究及测定费、其他咨询费、印花税等2)可行性研究费可行性研究费是指在工程项目投资决策阶段,对有关建设方案、技术方案或生产经营方案进行技术经济论证,以及编制、评审可行性研究报告等所需的费用3)专项评价费专项评价费是指建设单位按照国家规定委托有资质的单位开展专项评价及有关验收工作产生的费用该项费用包括环境影响评价及验收费、安全预评价及验收费职业病危害预评价及控制效果评价费、地震安全性评价费、地质灾害危险性评价费、水土保持评价及验收费、压覆矿产资源评价费、节能评估费、危险与可操作性分析及安全完整性评价费以及其他专项评价及验收费。
4)研究试验费研究试验费是指为建设项目提供和验证设计参数、数据、资料等进行必要的研究和试验,以及设计规定在施工中必须进行的试验、验证所需要的费用该项费用包括自行或委托其他部门的专题研究、试验所需人工费、材料费、试验设备及仪器使用费等5)勘察设计费勘察费是指勘察人根据发包人委托;收集已有资料,踏勘现场,制定勘察纲要,进行勘察作业,以及编制工程勘察文件和岩土工程设计文件等收取的费用设计费是指设计人根据发包人委托,提供编制建设项目初步设计文件、施工图设计文件、非标准设备设计文件、竣工图文件等服务所收取的费用等6)场地准备费和临时设施费场地准备费是指为使工程建设场地达到开工条件,由建设单位组织进行的使场地平整等准备工作而产生的费用临时设施费是指建设单位为满足施工建设需要而提供的未列入工程费用的临时水、电、路、信、气等工程和临时仓库等建(构)筑物的建设、维修、拆除、摊销费用或租赁费用,以及铁路、码头租赁等费用7)引进技术和进口设备材料其他费引进技术和进口设备材料其他费是指引进技术和设备产生的但未计入引进技术费和设备材料购置费的费用,包括图纸资料翻译复制费、备品备件测绘费、出国人员费用、来华人员费用、银行担保及承诺费、进口设备材料国内检验费等。
8)特殊设备安全监督检验费特殊设备安全监督检验费是指对在施工现场安装的列入国家特种设备范围内的设备(设施)进行检验检测和监督检查所发生的应列入项目开支的费用9)市政公用配套设施费市政公用配套设施费是指使用市政公用设施的工程项目,按照项目所在地政府有关规定建设或缴纳的市政公用设施建设配套费用等10)工程保险费工程保险费是指在建设期内对建筑工程、安装工程、机械设备和人身安全进行投保而产生的费用工程保险包括建筑安装工程一切险种、工程质量保险、进口设备财产保险和人身意外伤害保险等11)专利及专有技术使用费专利及专有技术使用费是指在建设期内取得专利、专有技术、商标、商誉和特许经营所有权或使用权产生的费用该项费用包括工艺费,设计及技术资料费,有效专利、专有技术使用费,技术保密费和技术服务费等,以及商标权、商誉和特许经营权费,软件费等三)与工程未来生产经营有关的费用(1)联合试运转费联合试运转费是指新建或新增生产能力的工程项目,在交付生产前按照批准的设计文件规定的工程质量标准和技术要求,对整个生产线或装置进行负荷联合试运转所发生的费用净支出该项费用包括试运转所需材料、燃料及动力消耗,低值易耗品及其他物料消耗,机械使用费,联合试运转人员工资,施工单位参加试运转人工费,专家指导费,以及必要的工业炉烘炉费等;不包括应由安装工程费开支的单台设备调试费及无负荷联合试运转中的试车费用等(2)生产准备费。
生产准备费是指在建设期内,建设单位为保证项目正常生产而产生的人员培训、提前进场费,以及投产使用必备的办公、生活家具、用具及工器具等的购置费用等除以上费用外,根据工程建设需要必须产生的其他费用也应列入工程建设其他费用中八、 建筑安装工程费用根据住房和城乡建设部、财政部联合印发的《建筑安装工程费用项目组成》(建标[201344号)建筑安装工程费用可划分为人工费、材料费、施工机具使用费、企业管理费、利润、规费和税金七个部分一)人工费人工费是指按工资总额构成的规定,支付给从事建筑安装工程施工的生产工人和附属生产单位工人的各项费用人工费包括计时工资或计件工资、奖金、津贴补贴、加班加点工资和特殊情况下支付的工资等特殊情况下支付的工资是指根据法律、法规和政策,因病假、工伤、产假、计划生育假、婚丧假、探亲假、定期休假、停工学习、执行国家或社会义务等原因按计时工资标准或计时工资标准的一定比例支付的工资二)材料费材料费是措施工过程中耗费的原材料、辅助材料、构配件、零件、半成品或成品、工程设备的费用材料费包括材料原价、运杂费、运输损耗费和采购及保管费等三)施工机具使用费施工机具使用费是措施工作业所发生的施工机械使用费、仪器仪表使用费或其租赁费。
1)施工机械使用费施工机械使用费通常用施工机械台班耗用量乘以施工机械台班单价表示施工机械台班单价应由以下七项费用组成:折旧费、大修理费、经常修理费、安拆费及场外运费、人工费、燃料动力费和税费2)仪器仪表使用费仪器仪表使用费是指工程施工所需使用的仪器仪表摊销及维修费用其参考仪器仪表使用费=工程使用的仪器仪表摊销费+维修费(四)企业管理费企业管理费是指建筑安装企业组织施工生产和经营管理所需的费用企业管理费包括以下内容1)管理人员工资管理人员工资是指按规定支付给管理人员的计时工资、奖金、津贴补贴、加班加点工资及特殊情况下支付的工资等2)办公费办公费是指企业办公使用的文具、纸张、账表、印刷、邮电、书报、办公软件、现场监控、会议、水电和烧水等费用3)差旅交通费差旅交通费是指职工因公出差、调动工作的差旅费、住勤补助费,市内交通费和误餐补助费,职工探亲路费,劳动力招募费,职工退休、退职一次性路费,工伤人员就医路费,工地转移费及管理部门使用的交通工具的油料、燃料等费用4)固定资产使用费固定资产使用费是指管理和试验部门及附属生产单位使用的属于固定资产的房屋、设备、仪器等的折旧、大修、维修或租赁费5)工具用具使用费。
工具用具使用费是指企业在施工生产和管理中使用的不属于固定资产的工具、器具、家具、交通工具和检验、试验、测绘、消防用具等的购置、维修和摊销费6)劳动保险和职工福利费劳动保险和职工福利费是指由企业支付的职工退职金、按规定支付给离休干部的经费、集体福利费、夏季防暑降温、冬季取暖补贴、上下班交通补贴等7)劳动保护费劳动保护费是企业按规定发放的劳动保护用品的支出如工作服、手套、防暑降温饮料等劳动保护用品的支出以及在有碍身体健康的环境中施工的保健费用等8)检验试验费检验试验费是指建筑企业按照有关标准规定,对建筑及材料、构件和建筑安装物进行一般鉴定、检查所产生的费用,包括自设实验室进行试验所耗材料等费用检验试验费不包括新结构、新材料的试验费,对构件做破坏性试验及其他特殊要求检验试验的费用和建设单位委托检测机构进行检测的费用,此类检测产生的费用应当由建设单位在工程建设其他费用中列支9)工会经费工会经费是指企业按《中华人民共和国工会法》规定的全部职工工资总额比例计提的工会经费10)职工教育经费职工教育经费是指企业按职工工资总额的规定比例计提,为职工进行专业技术和职业技能培训、专业技术人员继续教育、职工职业技能鉴定、职业资格认定以及根据需要对职工进行各类文化教育所发生的费用。
11)财产保险费财产保险费是措施工管理用财产、车辆等的保险费用12)财务费财务费是指企业为施工生产筹集资金或提供预付款担保、履约担保、职工工资支付担保等所发生的各种费用13)税金税金是指企业按规定缴纳的房产税、车船使用税、土地使用税、印花税、城市维护建设税、教育费附加、地方教育附加等各项税费14)其他包括技术转让费、技术开发费、投标费、业务招待费、绿化费、广告费、公证费法律顾问费、审计费、咨询费、保险费等企业管理费应按照相应的计算基础乘以费率计算五)利润利润是措施工企业完成所承包工程获得的盈利施工企业应根据自身需求并结合建筑市场实际,自主确定该项费用并列入报价中六)规费规费是指按法律、法规的规定,由省级政府和省级有关权力部门规定必须缴纳或计取的费用规费主要包括社会保险费和住房公积金1)社会保险费社会保险费包括养老保险费、失业保险费、医疗保险费、工伤保险费和生育保险费2)住房公积金住房公积金是指企业按规定标准为职工缴纳的住房公积金社会保险费和住房公积金应以定额人工费为计算基础,根据工程所在地省、自治区、直辖市或行业建设主管部门规定的费率计算七)税金这里的税金主要是指增值税建筑安装工程费用中的增值税有两种计税方式。
其中,税前工程造价为人工费、材料费、施工机具使用费、企业管理费、利润和规费之和,各费用项目均以不包含增值税可抵扣进项税额的价格计算九、 新一代智能制造技术在建筑业的应用智能制造可归纳为三个基本范式,即数字化制造、数字化网络化制造、数字化网络化智能化制造-新一代智能制造新一代智能制造是新一代人工智能技术与先进制造技术的深度融合,贯穿于产品设计、制造、服务全寿命期各个环节及相应系统的优化集成,不断提升企业的产品质量、效益、服务水平,减少资源能耗,是新一轮工业革命的核心驱动力,是今后数十年制造业转型升级的主要路径人-信息-物理系统”(Human-Cyber-PhySicalSyStemS,HCPS)揭示了新一代智能制造的技术机理,能够有效指导新一代智能制造的理论研究和工程实践1)传统制造与“人-物理系统”(Human-PhySicalSyStemS,HPS)传统制造系统包含人和物理系统两大部分,是完全通过人对机器的操作控制来完成各种工作任务动力革命极大地提高了物理系统(机器)的生产效率和质量,物理系统(机器)代替了人类大量体力劳动传统制造系统中,要求人完成信息感知、分析决策、操作控制及认知学习等多方面任务,不仅对人的要求高,劳动强度大,而且系统工作效率、质量还不够高,完成复杂工作任务的能力还很有限。
2)新一代智能制造与新一代“人-信息-物理系统”与传统制造系统相比,智能制造系统的本质变化是在人和物理系统之间增加信息系统,形成“人一信息-物理系统”随着新一代人工智能技术的发展,“人一信息一物理系统”发生质的变化,形成新一代“人一信息物理系统”新一代智能制造系统最本质的特征是其信息系统增加了认知和学习功能,信息系统不仅具有强大的感知、计算分析与控制能力,更具有学习提升、产生知识的能力二)3D打印技术1、基本原理(1)建筑3D打印技术作为新型数字建造技术,集成了计算机技术、数控技术、材料成型技术等,采用材料分层叠加的基本原理,由计算机获取三维建筑模型的形状、尺寸及其他相关信息,并对其进行一定处理,按某一方向(通常为Z向)将模型分解成具有一定厚度的层片文件(包含二维轮廓信息)然后对文件进行检验或修正并生成正确的数控程序,最后由数控系统控制机械装置按照指定路径运动实现建筑物或构筑物的自动建造,也被称为“增材建造(additivecOnStructiOn)三维模型建立与近似处理三维建模方法有两种:首先,通过建筑参数化建模软件(如Revit,3Dmax等)直接建模;其次,利用逆向工程(reverSeengineering,RE)或反求工程(如三维扫描等)通过点云数据构造出三维模型。
然后用软件将三维模型导出为特定的近似模拟文件,如STL格式文件等,为后续工作做好准备2)模型切片与路径规划将三维模型模拟文件导入建筑3D打印数控系统,系统对模型进行两步处理①用一系列平行、等间距的二维模型进行拟合,即分层切片处理②将切片得到的层片轮廓转化为打印喷嘴的运行填充路径,即层片路径规划2、机器人建造特征人机共生下的全新工作模式可以归结为以下三个特征:一体化、体外化和虚拟/物质化的数字1)一体化一体化的首要特征是人的思维与机器运算思维的打通,其次是设计与建造的打通这一切是建立在建筑设计方法从几何参数化、性能参数化到建造参数化的一体化联动基础之上的2)体外化体外化则是对待人体与机器的基本态度机器不是人在思维和身体上的延伸,而是独立于人体,有着与人类不同的能力与思考方式,因此它们应作为“合作同伴(partnerShipp“参与到设计过程中机器的目的不是主导设计,而是在预设条件下增强人的能力3)虚拟化/物质化的数字孪生虚拟化/物质化的数字孪生是人机协作成果获得直接体现的重要原因,无论是可视化、参数化还是性能化模拟,都在追求虚拟空间中的数字信能息与物理空间中的实体事物之间精确的映射关系,也是将可视化信息转化为实体建造的关键,这种共生关系为形式生成、材料分布带来新的可能。
十、 智能建筑与智慧城市(一)智能建筑智能建筑概念源于美国美国智能建筑学会认为:智能建筑是对建筑物的结构、系统、服务和管理四个基本要素进行最优化组合,为用户提供一个高效率并具有经济效益的环境我国智能建筑起步于20世纪90年代,在90年代中后期达到建设高峰2015年11月正式实施的《智能建筑设计标准》(GB50314-2015)将智能建筑定义为:以建筑物为平台,基于对各类智能化信息的综合应用,集架构、系统、应用、管理及优化组合为一体,具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力,形成以人、建筑、环境互为协调的整合体,为人们提供安全、高效、便利及可持续发展功能环境的建筑1、智能建筑基本构成智能建筑以增强建筑物科技功能、提升智能化系统的技术功效和绿色建筑为目标,追求功能实用、技术适时、安全高效、运营规范和经济合理智能建筑通常由信息化应用系统、智能化集成系统、信息设施系统、建筑设备管理系统、公共安全系统、应急响应系统、智能化系统机房工程等组成1)信息化应用系统信息化应用系统是指以信息设施系统和建筑设备管理系统等智能化系统为基础,为满足建筑物各类专业化业务、规范化运营及管理需要,由多种类信息设施、操作程序和相关应用设备等组合而成的系统。
信息化应用系统包括公共服务、智能卡应用、物业管理、信息设施运行管理、信息安全管理、通用业务和专业业务等应用功能2)智能化集成系统智能化集成系统是指为实现建筑物运营及管理目标,基于统一的信息平台,以多种类智能化信息集成方式,形成的具有信息汇聚、资源共享、协同运行、优化管理等综合应用功能的系统智能化集成系统由智能化信息集成系统与集成信息应用系统组成,采用智能化信息资源共享和协同运行的架构形式,以实现绿色建筑,满足建筑的业务功能、物业运营及管理模式的应用需求为目标3)信息设施系统信息设施系统是指为满足建筑物的应用与管理对信息通信的需求,将各类具有接收、交换、传输、处理、存储和显示等功能的信息系统整合,形成建筑物公共通信服务综合基础条件的系统信息设施系统包括信息接入系统、布线系统、移动通信室内信号覆盖系统、卫星通信系统、用户交换系统、无线对讲系统、信息网络系统、有线电视及卫星电视接收系统、公共广播系统、会议系统、信息导引及发布系统、时钟系统等4)建筑设备管理系统建筑设备管理系统是指对建筑设备监控和公共安全系统等实施综合管理的系统,其包括建筑设备监控系统、建筑能效监管系统,以及需要纳入管理的其他业务设施系统,以节约资源、优化环境质量管理为目标,具有建筑设备能耗监测,运行监控信息互为关联、共享的功能。
5)公共安全系统公共安全系统是指为维护公共安全,运用现代化科学技术,具有以应对危害社会安全的各类突发事件而构建的综合技术防范或安全保障体系综合功能的系统,其包括安全防范综合管理和入侵报警、视频安防监控、出入口控制、电子巡查、访客对讲、停车场(库)管理系统等6)应急响应系统应急响应系统是指为应对各类突发公共安全事件,提高应急响应速度和决策指挥能力,有效预防、控制和消除突发公共安全事件的危害,具有应急技术体系和响应处置功能的应急响应保障机制或履行协调指挥职能的系统7)智能化系统机房工程智能化系统机房工程是指为提供机房内各智能化系统设备及装置的安置和运行条件,以确保各智能化系统安全、可靠和高效地运行与便于维护建筑功能环境而实施的综合工程智能化系统机房包括信息接入机房、有线电视前端机房、信息设施系统总配线机房、智能化总控室、信息网络机房、用户交换机房、消防控制室、安防监控中心、应急响应中心和智能化设备间(弱电间、电信间)等机房工程紧急广播系统备用电源的持续供电时间,必须与消防疏散指示标志,照明备用电源的连续供电时间一致2、智能建筑技术基础计算村与通信技术是构建信息系统与信息网络的基础,能实现对建筑内外相关的语音、数据、图像和多媒体等形式的信息予以接收、交换、传输、处理、存储、检索与显示等功能。
自动化控制技术通过信息网络、管理的硬件设施对建筑设备运转的实时监控,根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节设备,使设备运行始终处于最佳状态,对电力、供热、供水等能源的调节,安全、舒适、节能二)智慧城市2009年美国政府在经济复兴计划中首次描述美国智慧城市的概念2012年我国智慧城市试点全面启动我国《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》提出:以基础设施智能化、公共服务便利化、社会治理精细化为重点,充分运用现代信息技术和大数据,建设一批新型示范智慧城市截至2018年11月,全国100%副省级以上城市、90%地级以上城市,总计700多个城市提出或在建智慧城市,已有277个智慧城市试点和3个新型智慧城市试点《智慧城市术语》(GB/T37043-2018)将智慧城市定义为:运用信息通信技术,有效整合各类城市管理系统,实现城市各系统间信息资源共享和业务协同,推动城市管理和服务智慧化,提升城市运行管理和公共服务水平,提高城市居民幸福感和满意度,实现可持续发展的一种创新型城市1、智慧城市顶层设计智慧城市顶层设计是指从城市发展需求出发,运用体系工程方法统筹协调城市各要素,开展智慧城市需求分析,对智慧城市建设目标、总体框架、建设内容、实施路径等方面进行整体性规划和设计的过程。
1)基本原则智慧城市顶层设计遵循以下基本原则1)以人为本以“为民、便民、惠民”为导向2)因城施策依据城市战略定位、历史文化、资源禀赋、信息化基础设施及经济社会发展水平等方面进行科学定位,合理配置资源,有针对性地进行规划和设计3)融合共享以实现数据融合、业务融合、技术融合,以及跨部门、跨系统、跨业务、跨层级、跨地域的协同管理和服务为目标4)协同发展体现数据流在城市群、中心城市以及周边县镇的汇聚和辐射应用,建立城市管理、产业发展、社会保障、公共服务等多方面的协同发展体系5)多元参与在开展智慧城市顶层设计过程中应考虑政府、企业、居民等不同角色的意见及建议6)绿色发展考虑城市资源环境承载力,以实现可持续发展、节能环保发展、低碳循环发展为导向1)创新驱动体现新技术在智慧城市中的应用,体现智慧城市与创新创业之间的有机结合,将智慧城市作为创新驱动的重要载体,推动统筹机制、管理机制、运营机制、信息技术创新2)基本过程智慧城市顶层设计基本过程分为需求分析、总体设计、架构设计、实施路径设计四步1)需求分析通过城市发展战略与目标分析、城市现状调研分析、智慧城市现状评估、其他相关规划分析等方面的工作,梳理出政府、企业、居民等主体对智慧城市的建设需求。
2)总体设计在需求分析基础上,确定智慧城市建设的指导思想、基本原则、建设目标等内容,识别智慧城市重点建设任务,提出智慧城市建设总体框架3)架构设计依据智慧城市建设需求和目标,从业务、数据、应用、基础设施、安全、标准产业七个维度和各维度之间的关系出发,对业务架构、数据架构、应用架构、基础设施架构、安全体系、标准体系及产业体系进行设计4)实施路径设计在前期阶段成果的基础上,依据智慧城市重点任务建设,提出智慧城市建设重点工程,并明确工程属性、目标任务、实施周期、成本效益、政府与社会资金、阶段建设目标等,设计各工程项目的建设运营模式、实施阶段计划和风险保障措施,确保智慧城市建设顺利进行2、智慧城市评价指标(1)评价指标设计原则智慧城市评价指标设计应遵循以下原则1)导引性指标设计要突出智慧城市的本质和特征,注重智慧城市建设的质量与成效,可充分发挥对本领域智慧化建设的引导作用2)代表性评价指标应体现本领域特点,应具有典型性和代表性3)人本性评价指标应注重为民、便民、惠民成效,突出城市管理和公共服务的质量和水平4)规范性指标选取要制定分项评价指标5)可操作性评价指标应可量化计算,且指标相关的历史数据、最新数据便于采集。
6)系统性评价指标共同组成评价本领域智慧城市建设水平成效的有机整体,彼此之间尽可能相对独立2)评价指标体系内容智慧城市评价指标体系可分为能力类指标、成效类指标两类能力类指标、成效类指标所涉及的各个方面均可作为一级指标每个一级指标下又包含若干二级指标评价要素,每个二级指标评价要素代表对一级指标某一个侧重面的考量依据1)能力类指标能力类指标是指对智慧城市建设运营基础能力的评价指标,即城市运用各种资源建设运营智慧城市的基本能力评价指标能力类指标可用于评价城市运用物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新一代信息技术,进行城市规划、建设和提升城市管理.服务水平的一系列要素项智慧城市评价中的能力类一级指标通常包括信息资源、网络安全、创新能力、机制保障及基础设施五方面其中,信息资源一级指标又可包括三项二级指标,即信息资源开放、信息资源共享、信息资源开发利用;网络安全一级指标又可包括四项二级指标,即网络安全管理,监测、预警与应急,信息系统安全可控,要害数据安全;创新能力一级指标又可包括四项二级指标,即新一代信息技术应用、模式创新、技术研发与创新、科研成果转化;机制保障一级指标又可包括五项二级指标,即规划与建设方案、标准体系、政策法规、投融资机制、组织管理机制;基础设施一级指标又可包括两项二级指标,即信息基础设施和公共基础设施。
2)成效类指标成效类指标是指对智慧城市建设运营效果的评价指标,即城市各应用领域智慧化建设运营的成效评价指标成效类指标可用于评价城市居民、企业及政府管理者本身所感受到的通过智慧城市建设带来的便捷性、宜居性、舒适性、安全感、幸福感等一系列相关的要素项智慧城市评价中的成效类一级指标通常包括公共服务、社会管理、生态宜居、产业体系四方面其中,公共服务一级指标又可包括五项二级指标,即服务便捷度、服务丰富度、服务覆盖度、服务集成度、服务满意度;社会管理一级指标又可包括六项二级指标,即办理快捷度、管理公开度、管理精准度、跨部门协同度、公共安全管理水平、信用环境建设水平;生态宜居一级指标又可包括四项二级指标,即生态环境改善度、环境监测防控能力、社区信息服务水平、生活数字化程度;产业体系一级指标又可包括五项二级指标,即农业生产经营信息化水平、两化融合水平、新型信息服务提供能力、特定行业信息化发展水平、电子商务发展与应用成效十一、 BIM技术应用价值价值BIM应用对工程项目参建各方均具有重要价值,归纳起来,其主要有以下六个方面的应用一)提高生产效率利用BIM技术可以大大加强各参与方协同工作,提高信息交流的有效性,从而提高决策速度和有效性,减少返工率,提高生产效率,节约成本。
此外,与基于2D图纸的费用预算相比,基于BIM模型的工料测量和预算更加快速、准确,可节约大量计算时间和人力在美国OneISlandEaStOfficeTOWer项目中,由于采用BIM算量方法,业主的不可预见费支出比平常更低在HillWOOd项目中,工程造价人员采用BIM算量方法节约了92%的时间,降低了人工成本,并且误差与手工计算相比只有1%(二)提高业主对设计方案的评估能力在项目进展的各个阶段,业主都需要有管理和评价设计方案的能力在传统建设模式下,二维图纸限制了业主对设计方案的理解,业主对设计方案的管理和评价都是依靠设计人员对业主的描述及效果图来判断的,业主需求经常会发生变化,但有时很难判断新的需求是否已被实现BIM的可视化功能可以为业主在设计阶段提供建筑产品的模拟效果,极大地提高业主对设计方案的理解能力,使得使用方在项目建设早期即可对建筑效果、性能进行审视和校核,将许多不满意及隐患(如设计碰撞等)解决在规划设计阶段同时,有助于业主和设计人员及其他项目参与方之间进行更好的沟通三)提高业主对市场的反应速度1、利用BIM技术,可以通过可视化交流和信息共享来加强团队合作,改善传统的项目管理模式和信息沟通模式,实现建设工程策划、设计、采购、加工预制、现场施工的无缝对接,减少延误,大大缩短了工期。
在美国通用汽车厂房扩建工程中,业主需要提高建设速度来抓住市场机遇,但同时又希望预算不要超支项目团队运用全新的建设流程-基于BIM的建设工程项目集成化交付模式(IPD)运用自动化设计出图、模拟、场外构件生产等一系列创新方法,最后比业主要求的工期还提前了5%由此可见,采用BIM技术可以有效地提高建设速度,缩短项目工期,从而帮助业主更加快速地对于市场变化作出反应四)为设施管理提供更好的平台利用BM竣工模型,可以迅速、准确、全面地向设施管理机构提供项目设计、采购与施工阶段信息,方便项目设施管理和维护在美国海岸警卫队建筑设施规划中,设施管理者利用BIM来更新和编辑数据库,比传统的方法节省了98%的时间由此可见,BM技术不但可提高信息管理效率,同时可节省很多用来输入这些信息的人力成本五)有利于技术与管理创新BIM技术可以实现对传统项目管理模式的优化,便于各方早期参与设计,在群策群力模式下,有利于吸收先进技术与经验,实现项目创新BIM正在改变建筑业内外部团队的合作方式为了实现BIM的最大价值,需要重新思考项目管理团队成员的职责和工作流程,基于BIM的工作方式打破了原来不同的企业和数据使用者之间的固有界限,他们将通过协同工作实现信息资源共享。
BIM技术的应用,能带来生产力和企业效率的提升,但在短期内却有可能因为对新技术的消化不够,而引起对工作流程的干扰,导致旧有业务失衡,产生项目风险因此,在充分了解BIM应用价值的同时,也应深刻理解BIM技术应用可能带来的问题研究表明,大约70%的针对BIM技术应用而进行的业务工作流程改造项目,会因为三个原因导致失败:一是缺乏持续有力的中高层领导的支持,二是不切实际的BIM项目目标和期望,三是项目成员对改变的抗拒十二、 BIM技术特征(一)信息存储结构具有多元化特征相比2DCAD设计软件,BIM最大的特点是摆脱了几何模型的束缚,开始在模型中承载更多的非几何信息,如材料耐火等级、材料传热系数、构件造价和采购信息、质量、受力状况等系列扩展信息也正是BIM构件信息的多元化特征,使其除具有一般3D模型的功能外,还可以模拟建筑设施的一些非几何属性,如能耗分析、照明分析、冲突检查等(二)以参数化建模作为创建模型的主要技术BIM的主要技术是参数化建模技术,操作对象不再是点、线、面这些简单的几何对象,而是墙体、门、窗、梁、柱等建筑构件BIM将设计模型(几何形状与数据)与行为模型(变更管理)有效结合起来,在屏幕上建立和修改的不再是一堆没有建立起关联的点和线,而是由一个个建筑构件组成的建筑物整体。
三)以联合数据库的分类模型作为模型系统的实现方法由于BIM内含的信息覆盖范围包括了整个项目建设周期,因此,模型必须包含相当多的建筑元素才能满足项目各参与方对信息的需求采用联合数据库的分类模型可让不同专业的组织参与方通过一个模型进行交流,从设计准备到初步设计再到施工图设计的各个阶段,项目不同参与方通过基本模型获取所需的信息来完成自己的专业模型,然后将各自成果通过IFC格式交换反馈到信息模型中,传递到下一个阶段以供使用和参考这种系统可行性强,而且模型在建设工程全寿命期可以充分利用事实上,目前使用的BM系统大都采用联合数据库的分类模型,而最终的信息集成则依靠专门的集成软件来实现BIM分布式数据库模型四)以通用数据交换标准作为系统间信息交换的基础BIM的核心是信息的交换与共享,而解决信息交换与共享的核心在于标准的建立,有了统一的数据表达和交换标准,不同系统之间才能有共同语言,信息的交换与共享才能实现十三、 BIM技术在运营维护阶段的应用(一)面向运营维护的BIM技术美国国家标准与技术协会(NIST)研究报告显示,每年因计算机辅助设计、工程设计和软件系统中的互操作性不够充分而造成的损失高达158亿美元,而业主和运营商在持续设施运营和维护方面耗费的成本几乎占总成本的213。
美国建筑师协会(AI)正在考虑如何修改其合同文件,以规范建筑信息模型的迁出流程;实施一种协议结构,以便使其代表的建筑信息模型和知识产权可以自然地从建筑师过渡到业主/运营商,以便使用更有效的数据管理建筑运营维护目前,国内外已开始研究BIM在建筑运营维护阶段的运用将BIM三维模型与传统运营维护管理系统相结合,可将BIM模型中存储的大量建筑相关信息,如设施几何形状、材料耐火等级和传热系数、构件造价和采购等数字信息运用于运营维护管理系统,克服传统的二维运营维护管理系统过程抽象的缺点,实现对建筑物的三维可视化运营维护管理基于BIM的运营维护管理解决方案,在具体实现技术上往往结合物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等高新科技等,解决或改善基于BIM的运营维护管理平台可能出现的数据采集、空间定位和运行速度问题例如,对于数据采集及空间定位问题,可通过建立相应的物联网来实现数据的自动采集,以及现实设备与模型自动匹配,实现空间定位功能;对于系统运算能力的高要求问题,可运用云技术为系统提供强大的计算机存储能力和不同设备间的数据共享将物联网、云技术、RFID、移动终端等结合起来应用于基于三维展示平台的运营维护系统,不但能为建筑物实现三维可视化信息模型管理,使空间信息与实时数据融为一体,而且为建筑物的所有组件和设备赋予了感知能力和生命力,从而将建筑物运营维护提升到智慧建筑的全新高度。
二)基于BIM的运营维护管理功能基于BIM的运营维护管理通常被理解为:运用BM技术与运营维护管理系统相结合,对建筑空间、设备、资产及软性服务进行科学管理基于BIM的运营维护管理功能包括以下六个方面1、运行监控基于BIM模型集成对设施的搜索、查阅、定位功能,可以查阅供应商、使用期限、联系、维护情况等信息,可以查询相应设施在建筑中的准确定位,直观展示设施是否正常运行,以及查询设施历史运行数据,从而对即将到达寿命期的设施及时预警和更换配件,防止事故发生2、维护计划在建筑物使用寿命期内,建筑物结构及设备需要不断得到维护BM结合运营维护管理系统,可以充分发挥空间定位和数据记录的优势,合理制订维护计划,分配专人进行专项维护工作,降低建筑物在使用过程中可能出现的突发状况的概率对一些重要设施还可以参考跟踪维护工作的历史记录,以便对设施的适用状态提前作出判断3、资产管理套有序的资产管理系统将有效提升运营维护管理水平BIM信息能够直接导入资产管理系统,减少系统初始化的数据准备及人力投入此外,通过BIM结合RFID的资产标签芯片,还可使资产在建筑物中的定位及相关参数信息一目了然,快速查询4、建筑环境分析基于BIM的运营维护管理平台可以获取建筑空间中的温度、湿度、CO2浓度、光照度、空气洁净度等信息数据,并通过开发能源管理功能模块,自动统计分析建筑能耗情况。
此外,基于BIM的专业建筑物系统分析软件,可以分析模拟和验证优化建筑性能5、空间管理基于BIM获取各系统和设备空间位置信息,直观形象且方便查找,提高数据库的准确度,避免数据的重复及错误基于BM增加建筑设备及空间的管理能力,不仅可以有效管理空间资源,也可以帮助管理团队记录空间使用情况,确保空间资源的最大利用率6、应急管理基于BM的突发事件应急管理包括预防、警报和处理利用BIM及相应灾害分析模拟软件,可以在灾害发生前模拟灾害发生的过程,制定人员疏散、救援支持应急预案当灾害发生后,通过与楼宇自动化系统结合,及时获取建筑物及设施的紧急状态信息,能清晰地呈现建筑物内部疏散路线,提高应急行动成效十四、 BIM技术在规划设计阶段的应用(一)BIM在设计前期阶段的应用建筑成本、建筑使用情况、建筑结构复杂程度、建筑施工周期及其他关键性问题均由设计前期阶段的初步设计所决定,故其意义重大不同于几乎全部依赖设计师及其团队知识积累的传统前期设计,采用BIM技术的前期设计特点为直观模拟分析和方向性指导两方面在此阶段,建造场地的相关客观条件是影响设计决策的重要因素,因此,创建场地三维模型是采用BIM技术进行设计需要完成的重要工作。
1)场地建模场地建模包括现状地形建模和现状地物建模两个方面2)场地设计其目的是通过设计,使场地中各要素尤其是建筑物与其他要素之间能形成一个有机整体,使场地的利用能够达到最佳状态,以充分发挥最大效益,节约土地,减少浪费。