BIM 技術(shù)在天津永基花園二期項(xiàng)目中的應(yīng)用

陳佳佳 朱 燕

(1.江蘇南通六建建設(shè)集團(tuán)有限公司，南通 226500;2.南通職業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院，南通 226007)

1 應(yīng)用背景

近年來(lái)，隨著住房建設(shè)部、部分省市陸續(xù)發(fā)布的BIM 技術(shù)相關(guān)指導(dǎo)意見(jiàn)和相關(guān)文件，可以看出，隨著信息化程度的不斷深入，傳統(tǒng)二維的建筑表達(dá)方式已不能滿足建筑行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的要求，以三維表達(dá)和信息技術(shù)為核心的建筑信息模型(Building Information Modeling，簡(jiǎn)稱BIM)技術(shù)已成為建筑業(yè)信息化的現(xiàn)實(shí)需求。BIM 技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義是可以實(shí)現(xiàn)一種數(shù)據(jù)的多種用途。BIM 技術(shù)相關(guān)的工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)既可以用作投資估算、工程量清單、招投標(biāo)、簽訂合同、確定標(biāo)的、工程預(yù)算，還可以作為施工成本控制、材料計(jì)劃、工程結(jié)算和審計(jì)的依據(jù)，具有多用途特性［1］。BIM 技術(shù)在這些方面的應(yīng)用，使得建筑業(yè)向一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)期邁進(jìn)。為此，我公司決定天津永基花園二期項(xiàng)目應(yīng)用BIM 技術(shù)。

2 BIM 在項(xiàng)目中的應(yīng)用

2.1 工程概況

永基花園二期項(xiàng)目位于天津市南開(kāi)區(qū)黃河道與廣開(kāi)大街交口，建筑面積95 697m2，其中地上建筑面積62 160 m2，地下建筑面積33 537 m2，為4 棟8 -34 層住宅樓和1 棟19 層商業(yè)辦公樓及配套用房，地下3 層為汽車庫(kù)和設(shè)備用房。三維效果圖如圖1 所示。

該項(xiàng)目是天津泰達(dá)尚城置業(yè)有限公司在天津市開(kāi)發(fā)建設(shè)的大型綜合性建設(shè)項(xiàng)目，工程重點(diǎn)及難點(diǎn):1)建筑規(guī)模較大、樓座密集，地下建筑和樓號(hào)覆蓋了整個(gè)場(chǎng)地，場(chǎng)地狹小，給施工組織和現(xiàn)場(chǎng)布局帶來(lái)較大困難;2)工程地下結(jié)構(gòu)為三層，占地面積大，基坑深度-13.95m，土方工程量大，如何組織好土方挖運(yùn)，保證場(chǎng)外交通順暢和環(huán)境清潔也是施工中要注意的重點(diǎn)問(wèn)題;3)地下室各種設(shè)施和設(shè)備管線眾多，給設(shè)計(jì)和施工帶來(lái)難度。

圖1 天津永基花園二期三維效果圖

2.2 BIM 應(yīng)用內(nèi)容及階段

天津永基花園二期項(xiàng)目中BIM 技術(shù)應(yīng)用的內(nèi)容主要有:建筑、結(jié)構(gòu)及設(shè)備管線模型搭建及碰撞檢查;施工場(chǎng)地布置;樣板間動(dòng)畫(huà)交底;BIM 模型及信息集成、瀏覽;工程量統(tǒng)計(jì)、物資提取;流水段管理;項(xiàng)目質(zhì)量安全管理等。

對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行了兩個(gè)階段的BIM 應(yīng)用，如圖2所示。

圖2 天津永基花園二期BIM 項(xiàng)目應(yīng)用流程

2.3 BIM 建模

天津永基花園二期項(xiàng)目應(yīng)用的軟件是Autodesk公司的Revit 軟件。由于Revit 軟件與二維軟件CAD 具有數(shù)據(jù)的兼容性，建模人員將CAD 施工圖導(dǎo)入到Revit 軟件中，進(jìn)而開(kāi)始基于二維圖形構(gòu)建三維模型。CAD 圖紙往往是十分復(fù)雜的，如管線及設(shè)備的施工圖，交叉縱橫現(xiàn)象較多，這就要求建模人員有很強(qiáng)的識(shí)圖能力，而且識(shí)圖過(guò)程要求非常仔細(xì)。

總體來(lái)說(shuō)，建模過(guò)程分三步進(jìn)行:一是對(duì)CAD施工圖進(jìn)行識(shí)別，了解建筑、結(jié)構(gòu)及管線設(shè)備的大致結(jié)構(gòu);二是對(duì)廣聯(lián)達(dá)建模標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行熟悉;三是將CAD 文件導(dǎo)入Revit 軟件中，依照施工圖中的圖元、軸網(wǎng)、標(biāo)高等信息，利用Revit 所含有的三維模型構(gòu)件，沿著二維圖形的分布進(jìn)行繪圖，當(dāng)然，Revit 中含有的三維模型構(gòu)件是不全面的，比如門窗、異形柱、設(shè)備等因項(xiàng)目而異，這就需要建模人員自己繪制相關(guān)的族文件，從而為Revit 軟件所用，在繪制過(guò)程中，三維模型將同步顯示在軟件的視圖窗口中［2］。

利用上述方法，天津永基花園二期建筑、結(jié)構(gòu)、管線設(shè)備等模型得以實(shí)現(xiàn)，如圖3、圖4、圖5 所示。

2.4 BIM 碰撞檢查

碰撞檢查可提前查找、報(bào)告建筑中不同部位之間的沖突。碰撞檢查分為兩種情況:硬碰撞檢查和軟碰撞檢查，硬碰撞檢查是指實(shí)體之間的碰撞檢查，軟碰撞檢查是指實(shí)體之間雖沒(méi)有碰撞，但空間間距已無(wú)法滿足相關(guān)施工要求，比如空間中兩根管道并排架設(shè)時(shí)，需考慮保溫層的厚度及安裝空間等要求，故兩者之間必須有足夠的間距，如若此間距不夠，即使兩根管道并未發(fā)生碰撞，設(shè)計(jì)也是不合理的［3］。

在一個(gè)項(xiàng)目中，CAD 作圖難免出現(xiàn)主觀上的疏漏與錯(cuò)誤，有時(shí)這種錯(cuò)誤的數(shù)量是比較大的。有些在審圖過(guò)程中得以改正，有的沒(méi)有被查出來(lái)，到了施工階段就會(huì)制造很多麻煩。BIM 在碰撞檢測(cè)這個(gè)環(huán)節(jié)便起到了人工難以無(wú)法實(shí)現(xiàn)的作用。建模人員根據(jù)自身的專業(yè)知識(shí)以及所收集的資料信息，提出施工圖優(yōu)化建議和意見(jiàn)，形成報(bào)告，與碰撞檢查結(jié)果一并交于建設(shè)單位與設(shè)計(jì)單位，以供其及時(shí)修改糾正。待設(shè)計(jì)單位修改后，建模人員根據(jù)其修改的內(nèi)容對(duì)BIM 模型進(jìn)行修改，從而達(dá)到模型跟蹤修改的目的。

圖6 碰撞檢查報(bào)告

天津永基花園二期項(xiàng)目建立好BIM 施工模型后，利用碰撞檢測(cè)工具Navisworks 對(duì)模型中出現(xiàn)的錯(cuò)、漏、碰、缺等不合理或者錯(cuò)誤的地方進(jìn)行多次檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)了大小30 多處的設(shè)計(jì)問(wèn)題，并一一進(jìn)行了修改，形成碰撞檢查報(bào)告，避免了大量返工，縮短了工期。如圖6 所示。

2.4 三維施工場(chǎng)地布置

本工程施工場(chǎng)地狹小，土方工程量大，如何組織好土方挖運(yùn)，保證施工組織的有序進(jìn)行，施工現(xiàn)場(chǎng)的合理布置顯得尤為重要。傳統(tǒng)的施工現(xiàn)場(chǎng)布置多以技術(shù)人員和專家的經(jīng)驗(yàn)為主，很難直觀比較、優(yōu)化場(chǎng)地布置方案，更無(wú)法預(yù)料施工過(guò)程中的突發(fā)情況。為此，我們利用施工現(xiàn)場(chǎng)三維布置軟件GSL2015 對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行了模擬布置，通過(guò)該軟件實(shí)現(xiàn)操作智能化。軟件采用符合技術(shù)人員習(xí)慣的CAD 和windows 操作風(fēng)格和導(dǎo)航式操作界面，系統(tǒng)內(nèi)嵌消防、安全文明施工、綠色施工、環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)等規(guī)范，以及豐富的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，為規(guī)劃提供更多的參考依據(jù)。同時(shí)多點(diǎn)平衡能實(shí)現(xiàn)最切合實(shí)際的臨時(shí)設(shè)施規(guī)劃方案，并配套提供工作所需的施工各階段規(guī)劃圖、細(xì)部構(gòu)造詳圖、臨時(shí)用水、用電方案等。利用此款軟件，建模人員優(yōu)化比擬施工現(xiàn)場(chǎng)布置方案，得到最優(yōu)的天津永基花園二期三維施工場(chǎng)地布置圖，保證了后續(xù)施工的有序進(jìn)行，確保了工程的施工進(jìn)度。如圖7 所示。

圖7 天津永基花園二期施工場(chǎng)地布置

2.5 施工模擬及樣板間動(dòng)畫(huà)交底

對(duì)于該項(xiàng)目施工過(guò)程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，應(yīng)用BIM 技術(shù)設(shè)計(jì)施工動(dòng)畫(huà)，意圖用立體、形象、直觀的方式向一線施工人員展示具體的操作過(guò)程及注意事項(xiàng)，這其中包括一些復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的處理、施工流程、施工順序等等。

為更好的進(jìn)行施工交底，天津永基花園二期利用BIM 技術(shù)對(duì)項(xiàng)目的施工工序進(jìn)行詳細(xì)模擬，對(duì)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)進(jìn)行樣板模型展示，如圖8 所示。

圖8 管道穿墻防水樣板模型

2.6 BIM5D 軟件應(yīng)用

三維模型加上進(jìn)度和成本就是5D，即BIM2.0。廣聯(lián)達(dá)BIM5D 軟件，以BIM 平臺(tái)為核心，集成土建、機(jī)電、鋼構(gòu)、幕墻等各專業(yè)模型，并以集成模型為載體，關(guān)聯(lián)施工過(guò)程中的進(jìn)度、合同、成本、質(zhì)量、安全、圖紙、物料等信息，利用BIM 模型的形象直觀、可計(jì)算分析的特性，為項(xiàng)目的進(jìn)度、成本管控、物料管理等提供數(shù)據(jù)支撐，協(xié)助管理人員有效決策和精細(xì)管理，從而達(dá)到減少施工變更，縮短工期、控制成本、提升質(zhì)量的目的。

圖9 任一構(gòu)件屬性

天津永基花園二期項(xiàng)目利用BIM5D 軟件平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)GCL 格式模型的直接導(dǎo)入，并擁有IFC 格式通用接口，對(duì)于Revit 等軟件建立的模型均可轉(zhuǎn)換為IFC 格式后導(dǎo)入BIM5D 進(jìn)行集成，形成完整的BIM 應(yīng)用模型，完成模型與進(jìn)度計(jì)劃文件(project 格式)的關(guān)聯(lián)，與合同、清單、定額信息的關(guān)聯(lián)，與施工圖紙的關(guān)聯(lián)。利用此款軟件，我們還可以在模型中任意點(diǎn)擊構(gòu)件，查看構(gòu)件的類型、材質(zhì)、體積等屬性形象，有效地協(xié)助施工管理人員進(jìn)行決策，從而實(shí)現(xiàn)精細(xì)管理，節(jié)約施工成本，提升施工質(zhì)量。如圖9所示。

我從小崇拜李錦文，全省有名的農(nóng)民詩(shī)人嘛。不知不覺(jué)受他影響，連西裝領(lǐng)帶皮鞋，都選他喜歡的式樣和顏色。參加工作第一次期末家訪，我穿著他送的西裝，順帶著一一拜訪了父親記下的那些人家。臨出門，我抽出講義夾里的賬頁(yè)，向父親示意。他哼哼呀呀，眼里卻是笑盈盈的，我曉得，他眼巴巴地等著這一天呢。他也在示意我，帶著在墻上掛了十多年的挎包。我當(dāng)然懂得他的意思，從讀小學(xué)一年級(jí)開(kāi)始，我屁股上就被他用竹鞭抽得像草書(shū)字帖，所以，我一研墨揮毫，耳邊總會(huì)有竹鞭嗖嗖作響。

利用廣聯(lián)達(dá)BIM5D 中記錄的完成情況、現(xiàn)場(chǎng)簽證情況，商務(wù)人員可以快速統(tǒng)計(jì)已完成部分的清單工程量，快速完成向甲方的進(jìn)度款申請(qǐng)及分包工程量的審核，通過(guò)軟件進(jìn)行三算(合同收入、預(yù)算成本、實(shí)際成本)對(duì)比，以清單和資源不同維度得出盈虧(收入-支出)和節(jié)超(預(yù)算-支出)值，定期不定期進(jìn)行損益分析，幫助公司了解項(xiàng)目資金情況，加強(qiáng)了該工程的成本管理。如圖10 所示。

圖10 三算對(duì)比

技術(shù)人員按照流水段劃分，進(jìn)行流水段管理，將模型劃分為可以管理的工作面，并且將進(jìn)度計(jì)劃、分包合同、甲方清單、圖紙等信息按照工作面進(jìn)行組織及管理，這樣，可以清晰的看到各個(gè)流水段的進(jìn)度時(shí)間、鋼筋工程量、構(gòu)件工程量、圖紙、清單工程量、所需的物資量、定額勞動(dòng)力量等，幫助生產(chǎn)管理人員合理安排生產(chǎn)計(jì)劃，提前規(guī)避工作面沖突［4］，確保了該工程的進(jìn)度，節(jié)約了工程成本。如圖11 所示。

在施工現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量安全問(wèn)題后，通過(guò)手機(jī)對(duì)質(zhì)量安全內(nèi)容進(jìn)行拍照、錄音和文字記錄，并關(guān)聯(lián)模型。同時(shí)，協(xié)助生產(chǎn)人員對(duì)質(zhì)量安全進(jìn)行管理，減少了施工風(fēng)險(xiǎn)，確保了該工程的質(zhì)量安全。如圖12所示。

3 BIM 在項(xiàng)目中的應(yīng)用價(jià)值

天津永基花園二期應(yīng)用了BIM 技術(shù)后，在施工圖碰撞檢查中，有效地輔助設(shè)計(jì)施工單位掃清了施工圖中幾乎所有的主觀性錯(cuò)漏，避免了施工階段設(shè)計(jì)變更、施工返工的麻煩;工程量統(tǒng)計(jì)為該項(xiàng)目概預(yù)算節(jié)省了大量的勞動(dòng)力和時(shí)間，提高了工作效率和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性;施工模擬為將來(lái)的施工提供了指導(dǎo)作用，讓施工人員更加直觀地了解施工工藝，使施工過(guò)程更加有序性、科學(xué)性;樣板間及重要部分的可視化為施工提供了視覺(jué)上的參考，更加明晰建筑構(gòu)造和設(shè)計(jì)布局;施工動(dòng)態(tài)管理實(shí)現(xiàn)了施工場(chǎng)地布置動(dòng)態(tài)優(yōu)化，使得流水段劃分合理化，提升了管理的精細(xì)化水平，同時(shí)協(xié)助生產(chǎn)人員對(duì)質(zhì)量安全進(jìn)行管理。

盡管BIM 技術(shù)在天津永基花園二期項(xiàng)目中應(yīng)用到的內(nèi)容不是很多，但BIM 給該項(xiàng)目帶來(lái)的價(jià)值也是非?？捎^的。參建各方是否從BIM 上獲得利益是大家對(duì)BIM 應(yīng)用價(jià)值評(píng)價(jià)的關(guān)鍵所在。BIM應(yīng)用價(jià)值應(yīng)體現(xiàn)在項(xiàng)目體系上，包括項(xiàng)目本身、各參建方，材料、機(jī)械設(shè)備及相關(guān)數(shù)據(jù)等。在項(xiàng)目的推進(jìn)過(guò)程中，數(shù)字信息技術(shù)將項(xiàng)目的全方位、全生命周期、全領(lǐng)域中的信息集中在一起，運(yùn)用可視化、虛擬現(xiàn)實(shí)的表達(dá)方式將準(zhǔn)確而完備的信息傳遞給參建各方，使大家將注意力都集中在整個(gè)項(xiàng)目本身，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目利益的最大化。而天津永基花園二期項(xiàng)目所體現(xiàn)的價(jià)值恰恰在于項(xiàng)目本身。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)天津永基花園二期項(xiàng)目的應(yīng)用，可以看出BIM 應(yīng)用平臺(tái)較多，軟件的兼容性還有待提高，參與各方對(duì)BIM 的認(rèn)可度還未達(dá)成一致。但其具有強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿?，隨著我國(guó)數(shù)字化、信息化進(jìn)一步推進(jìn)，BIM 定能成為建筑業(yè)的主流。

BIM 技術(shù)創(chuàng)建的三維建筑承載著構(gòu)件信息，通過(guò)BIM 技術(shù)可以精確、真實(shí)地進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化、施工方案優(yōu)化、虛擬施工等，保證了工程質(zhì)量、節(jié)約成本、縮短工期，在工程量大、工期緊、工程形式復(fù)雜、場(chǎng)地空間有限的條件下［5］，BIM 的價(jià)值會(huì)體現(xiàn)得更加明顯。

［1］蘆洪斌.BIM 在建筑工程管理中的應(yīng)用［D］.大連:大連理工大學(xué)，2014.

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［3］Chuck Eastman，Paul Teicholz，Rafael sacks，et al.BIM handbook:a guide to building information modeling for owners，managers，designers and contractors［M］.New York:John Wiley ＆ Sons Inc，2008.

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［5］趙雪鋒，姚愛(ài)軍，劉東明，宋強(qiáng).BIM 技術(shù)在中國(guó)尊基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用［J］.施工技術(shù)，2015，44 (6):49-53.