BIM在湘潭中心大廈項目的應用

彭柱

（中機國際工程設計研究院有限責任公司 湖南長沙 410000）

BIM在湘潭中心大廈項目的應用

彭柱

（中機國際工程設計研究院有限責任公司 湖南長沙 410000）

工程投資是一個典型的具備高投資與高風險要素的資本集中的過程，一個質量不佳的建筑工程不僅造成你投資成本的增加，還將嚴重影響你的運營生產(chǎn)，工期的延誤也將帶來巨大的損失。不幸的是，基于當前設計的不嚴謹、勞動密集的技術環(huán)境下，建筑工程總是伴隨著不可避免的錯誤、延期交付和超預算。貫穿于規(guī)劃、設計與建造過程中的建筑信息模型（BIM）技術呈現(xiàn)出巨大的機會，改善上述因為不完備的建造文檔、設計變更或不準確的設計圖紙而造成的每一個項目交付的延誤及投資成本的增加。BIM不僅使得建設團隊在實物建造完成前預先體驗工程，更產(chǎn)生一個職能的數(shù)據(jù)庫，提供貫穿于建筑物整個生命周期中的支持。

BIM技術；可視化；三維協(xié)同；BIM偵錯模型

1 項目概況

湘潭中心大廈項目是湘潭市首家“一站式生活”城市綜合體建設項目，總建筑面積為29.1萬m2，項目包括一大型高級購物中心，兩幢150m超高層公寓大樓，項目規(guī)模大、專業(yè)多。采用BIM技術進行設計協(xié)調、深化設計、管線綜合設計、施工管理、成本管理和監(jiān)理管理方式進行綜合、協(xié)調，可以保證施工質量、工期、成本，如圖1。

圖1 湘潭中心大廈

2 BIM服務范圍

湘潭中心大廈項目BIM服務范圍分為基礎服務、設計協(xié)調、項目管理、成本管理、監(jiān)理管理、竣工模型六大方面。

3 BIM服務內容

湘潭中心大廈項目BIM服務內容：

3.1 基礎服務

為業(yè)主方，建立一個以項目為中心的概念虛擬模型，方便業(yè)主利用模型很好的與當?shù)匦姓块T進行溝通，同時為設計團隊進行實時漫游、審視人流規(guī)劃、視線分析等工作提供支持。

3.2 設計協(xié)調

（1）BIM應用于建筑設計階段的價值體現(xiàn)在：

①可視化（Visualization）：建筑描述通俗化、三維直觀化，設計師和業(yè)主等非專業(yè)人員對項目判斷更為明確、高效，決策更準確。

②協(xié)調（Coordination）：專業(yè)內多成員間、多專業(yè)多系統(tǒng)間的三維協(xié)同設計，避免不必要的設計錯誤，提高設計質量和效率。

③模擬（Simulation）：將建造過程與結果，在數(shù)字虛擬世界中預先實現(xiàn)，可以最大限度減少未來真實世界的遺憾。

④優(yōu)化（Optimization）：由于有了前面的三大特征，使得設計優(yōu)化成為可能，這點對目前越來越多的復雜造型建筑設計尤其重要。

⑤出圖（Documentation）：基于BIM成果的工程施工圖及統(tǒng)計表將最大限度保障工程設計企業(yè)最終產(chǎn)品的準確、高質量、富于創(chuàng)新。

（2）方案設計環(huán)節(jié)

BIM設計根據(jù)要求提供項目概念模型數(shù)據(jù)，為建筑設計師進行建筑形體方案推敲、方案對比、環(huán)境模擬、動線分析、日照分析等提供支持。

（3）初步設計環(huán)節(jié)

①設計圖紙、設計標準收集。

②協(xié)調設計圖紙，提供第一次偵錯服務，內容如下：

a.建筑、結構、設備平面圖布置及樓層高度之檢查及協(xié)調。

b.不同類型車輛于停車場之行駛路徑與其它設計布置及凈空要求之協(xié)調。

c.樓梯布置與其它設計布置及凈空要求之協(xié)調。

d.市政工程布置與其它設計布置及凈空要求之協(xié)調。

e.豎井/管道間布置與凈空要求之協(xié)調。

f.各單項機電系統(tǒng)主要管道與其它設計布置及凈空要求之協(xié)調。

③提交碰撞報告（包括三維模型碰撞報告）。

④與設計團隊一起解決有關設計空間上的沖突。

⑤提供實時虛擬現(xiàn)實模型及參與協(xié)調會議，更新BIM偵錯模型。

⑥完成第二次偵錯項目后進行以下協(xié)調服務。

a.設備房機電設備布置與維護及更換安裝之協(xié)調（不包括機電設備安裝BIM模型）。

b.主要設備及機電管道布置與維護及更換安裝之協(xié)調。

（4）施工圖設計環(huán)節(jié)

①BIM施工圖設計

此環(huán)節(jié)中BIM設計負責提供復雜部位平立剖視圖，協(xié)助設計團隊快速高效的完成復雜部位的施工圖設計與出圖工作，提高設計效率和圖紙質量。

②管線綜合

a.各種“錯漏碰缺”問題，帶來工程質量、時間、金錢、資源的浪費和品牌形象負面影響。

b.BIM的“輔助設計與協(xié)調”技術是有效解決上述問題的唯一途徑。

c.獨創(chuàng)“彩排”理論：在施工前對每個細節(jié)進行充分的彩排與協(xié)調，詮釋BIM精髓——優(yōu)化、模擬、協(xié)同。

在施工圖階段，BIM完成設計階段的各專業(yè)間碰撞檢查和管線綜合工作，消除設計階段的管線碰撞，專業(yè)間空間沖突等問題。

③各專業(yè)管線路由優(yōu)化。

3.3 項目管理

項目管理存在的問題：

（1）工程項目規(guī)模大、專業(yè)多、結構形式多樣、管線復雜，且二維設計修改不便捷、不準確，深化設計工作量大；

（2）不能在施工過程中合理制定施工計劃、精確掌握施工進程，造成進度延誤，人、財、物的大量浪費，增加了大量的施工成本；

（3）項目數(shù)據(jù)難以集中，管理混亂；

（4）業(yè)主、顧問、監(jiān)理、分包商、材料商溝通效率低下；

（5）沒有系統(tǒng)的工程數(shù)據(jù)，工程維保麻煩。

針對于以上問題，本項目BIM技術之于項目管理中的應用包括深化設計、施工現(xiàn)場管理、施工進度管理、技術管理等方面，各個方面BIM服務的參與方、內容以及方式如下：

參與方業(yè)主方、BIM服務團隊、施工單位、設計團隊：

（1）深化設計應用

深化設計是指承包單位在建設單位提供的施工圖或合同圖的基礎上，對其進行細化、優(yōu)化和完善，形成各專業(yè)的詳細施工圖紙，同時對各專業(yè)設計圖紙進行集成、協(xié)調、修訂與校核，以滿足現(xiàn)場施工及管理需要的過程。

①土建深化設計：

土建部分深化設計包括結構預埋件定位、預留孔洞等工作。BIM技術的應用可以綜合協(xié)調各專業(yè)，給出準確的埋件定位和孔洞預留位置。

②機電深化設計：

機電工程項目深化設計分為專業(yè)工程深化設計和管線布置綜合平衡深化設計，專業(yè)工程深化設計是在確定設備供應商、設備品牌后，由專業(yè)施工單位按原設計的技術要求進行二次設計，完成最后的施工圖；管線布置綜合平衡深化設計是根據(jù)工程實際將各專業(yè)管線設備在圖紙上通過計算機進行圖紙上的預裝配，將問題解決在施工之前，將返工率降低到零點的技術；其中管線綜合設計是核心，如圖2。

圖2

a.凈高控制

基于BIM模型完成各區(qū)域管線凈高的提取，并校核是否滿足該區(qū)域凈高要求，并將結果及時反映給業(yè)主、設計、施工，以便問題得到第一時間的解決。

b.設備參數(shù)復核

應用在機電專業(yè)的計算分析：

A.空調冷熱負荷計算；

B.管道流量疊加計算，自動計算管道尺寸；

C.水系統(tǒng)、風系統(tǒng)水力計算及平衡；

D.計算、平衡和顯示系統(tǒng)的初始值（風量調節(jié)閥的預設位置和kV值）；

E.計算噪聲等級；

F.電氣回路用電負荷計算；

G.照明照度計算。

（2）施工現(xiàn)場管理應用

根據(jù)BIM制作的現(xiàn)場三維平面布置圖，較CAD二維平面圖更為直觀。通過各個施工階段，例如基礎階段和主體階段的三維平面對比，更能有效的對現(xiàn)場的材料進行管理并有利于現(xiàn)場的安全文明施工的推進與實施。

（3）施工進度管理應用

根據(jù)項目進度計劃節(jié)點編輯模型生成進度動畫，形成3D+時間的4D進度控制，通過模擬施工，梳理了工序流程，有利進度計劃的把控、實施及糾偏，讓業(yè)主能夠及時了解現(xiàn)場的施工進度。施工單位提供Project施工進度文件，BIM團隊根據(jù)提供的施工進度，基于BIM模型提供4D施工進度模擬。成果交付為視頻、Flash、Navisworks文件。

（4）技術管理應用

①三維交底

充分利用BIM模型的可視化、空間化特點，對結構復雜節(jié)點及現(xiàn)場施工難點進行可視化三維交底，更直觀、更形象、易接受、指導性強。

②實時漫游

利用BIM模型進行結構漫游，實現(xiàn)身臨其境的效果，讓管理人員更直觀、形象的了解結構內部構造，立體化現(xiàn)場施工管理，質量高，效果好。

③可視化現(xiàn)場指導

項目在施工前通過BIM模型對勞務隊和項目技術人員進行可視化交底，同時導出二維施工圖紙發(fā)放勞務隊。施工過程中，作業(yè)工人就可以清晰的了解每路管線的位置、標高狀況，從而進行精確定位安裝，非常好的控制了施工質量。

（5）可視化交流平臺

監(jiān)理工程管理需協(xié)調業(yè)主、設計、施工、造價等各方工作，BIM可為監(jiān)理提供統(tǒng)一的可視化交流平臺。BIM模型相對于以前的平面CAD圖能更好的表達出各種構件的空間位置關系，監(jiān)理人員能夠更直觀的看到某些施工的難點，提供施工指導，對于圖紙與實際施工中不符的地方也能更及時的看到、提出問題，方便與設計及施工的溝通，有助于及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

BIM團隊將為監(jiān)理方及時提供因設計、施工引起變更的最新BIM模型，并將變更處通知監(jiān)理方，保證信息的及時性，使監(jiān)理方能基于最新的設計和施工信息對監(jiān)理工作作出計劃和安排。

A

1673-0038（2015）24-0025-02

2015-5-14

彭柱（1972-），男，中級，本科，主要從事結構設計工作。