BIM技術(shù)在某地鐵換乘車站的應(yīng)用研究

于 淼

(山東科技大學(xué)， 山東 青島 266590)

BIM技術(shù)在某地鐵換乘車站的應(yīng)用研究

于 淼

(山東科技大學(xué)， 山東 青島 266590)

建筑信息模型將建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電專業(yè)進(jìn)行了有機(jī)整合，并將信息化管理技術(shù)引入了建設(shè)項(xiàng)目管理的全過程。地鐵換乘車站在施工過程中常需下穿既有市政管線與建筑基礎(chǔ)，其涉及專業(yè)面廣、參與部門多?；贏utodesk公司開發(fā)的Revit與Navisworks兩款BIM應(yīng)用軟件可以有效避免由于周邊風(fēng)險(xiǎn)源對(duì)工程項(xiàng)目產(chǎn)生的施工風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)控制工程總體造價(jià)及實(shí)現(xiàn)全壽命周期的工程項(xiàng)目管理具有重要意義。

BIM技術(shù)；地鐵換乘車站；全壽命周期

1 研究背景

隨著國(guó)家對(duì)于建筑行業(yè)的不斷調(diào)控以及地產(chǎn)行業(yè)布局的不斷改變，建筑行業(yè)優(yōu)勝劣汰的整體轉(zhuǎn)型正日益凸顯：原本粗放的管理模式正逐漸被更為先進(jìn)的理念所取代，而作為在整個(gè)項(xiàng)目管理鏈條中各自起重要的施工方、設(shè)計(jì)方、投資方、業(yè)主，也同樣需做出相應(yīng)的改變，各方面合作的順利與否將直接影響整個(gè)鏈條的發(fā)展。

建筑信息模型是一種以三維數(shù)字模型為基礎(chǔ)，并借助數(shù)字信息仿真技術(shù)將建筑物全壽命周期（如規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)等）進(jìn)行統(tǒng)一的一種全新的數(shù)字化表達(dá)方式。地鐵換乘車站在施工過程中常需下穿既有市政管線與建筑基礎(chǔ)，其涉及專業(yè)面廣、參與部門多。因此，各專業(yè)相互之間的協(xié)調(diào)配合便顯得十分重要。使用BIM技術(shù)能夠?yàn)楸卷?xiàng)目帶來以下幾項(xiàng)顯著優(yōu)點(diǎn)：1）全方位展示車站與周邊風(fēng)險(xiǎn)源的沖突關(guān)系，盡量避免由于方案二次修改產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)損失；2）精確生成工程項(xiàng)目明細(xì)表，做到收支明細(xì)簡(jiǎn)單明了，防止由于數(shù)據(jù)管理混亂而導(dǎo)致貪污等腐敗事件發(fā)生；3）實(shí)現(xiàn)數(shù)字化施工與管理技術(shù)交底，便于后期的檔案資料管理；4）在模型建立時(shí)根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行材質(zhì)編輯與建筑模型的渲染，便于設(shè)計(jì)者在查看最終效果的同時(shí)確定最終報(bào)價(jià)。

2 工程概況

本換乘車站地處某市繁華地帶，地面用地緊張，且既有建筑地下室與市政管網(wǎng)分布十分密集。為滿足地面交通的運(yùn)行需要并適應(yīng)日益增長(zhǎng)的客流需求，本地鐵車站設(shè)計(jì)為T型島式車站，地下一層為站廳層，地下二層為站臺(tái)層，工程采用暗挖法進(jìn)行施工，以盡量減少對(duì)地面交通通行的影響。

T型島式車站中站臺(tái)往往被夾在中間，且兩線車站站臺(tái)通過短樓梯相連接，有著換乘距離與換乘時(shí)間短、投資運(yùn)營(yíng)成本低、易于監(jiān)控等特點(diǎn)。

3 BIM技術(shù)在本工程項(xiàng)目中的實(shí)施流程

第一步：依據(jù)合同文件中甲方對(duì)于本工程項(xiàng)目的實(shí)際需求以及設(shè)計(jì)方提供的建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、通風(fēng)、電氣等施工圖紙確定實(shí)施方案的編制工作，并完成樣板文件的制作；第二步：完成各專業(yè)模型的搭建，進(jìn)行模型整合與管線綜合優(yōu)化，通過集體協(xié)商導(dǎo)出綜合平面圖及剖面圖；第四步：提交竣工圖紙與施工技術(shù)交底文件。

4 BIM技術(shù)在本工程項(xiàng)目中的實(shí)施方案

4.1 全方位展示車站與周邊風(fēng)險(xiǎn)源的沖突關(guān)系

地鐵車站的建設(shè)往往需要同時(shí)考慮地質(zhì)、地形、場(chǎng)地等多方面因素，因此，在正式施工前提前確定地鐵車站的具體位置十分關(guān)鍵。Navisworks軟件通過將各專業(yè)模型進(jìn)行簡(jiǎn)單的附加與合并，即可使用其中的Clash Detective模塊對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行碰撞分析，全方位展示車站與周邊風(fēng)險(xiǎn)源之間的沖突關(guān)系。在測(cè)試結(jié)果選項(xiàng)卡中，各專業(yè)技術(shù)人員可以隨時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)度對(duì)當(dāng)前“已核準(zhǔn)、已審閱、已解決”三個(gè)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)變更。此外，建模人員還可使用模塊中獨(dú)有的“分配碰撞”功能對(duì)碰撞責(zé)任進(jìn)行分配，軟件可通過互聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)將碰撞責(zé)任信息傳輸至各專業(yè)工程師的客戶端，以方便各專業(yè)人員協(xié)同對(duì)碰撞問題進(jìn)行處理，突破二維圖紙審閱速度慢、難度大的界限。

4.2 精確生成工程項(xiàng)目明細(xì)表

明細(xì)表是建筑圖紙的一部分。在Revit明細(xì)表創(chuàng)建功能中，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖元類型、數(shù)量及尺寸等方面的統(tǒng)計(jì)，還可以通過設(shè)置“計(jì)算值”，實(shí)現(xiàn)數(shù)量關(guān)系的計(jì)算。地鐵換乘車站具有施工不確定性高、設(shè)計(jì)方案修改頻繁等特點(diǎn)，而明細(xì)表功能可以實(shí)現(xiàn)明細(xì)表中的相關(guān)圖元參數(shù)與建筑信息模型中設(shè)計(jì)方案參數(shù)的同步變更，改寫了傳統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中需要重復(fù)修改明細(xì)表的缺陷，減輕了預(yù)算人員的工作量，使項(xiàng)目預(yù)算更精確、更透明，能夠有效防止貪污等腐敗事件發(fā)生。工程項(xiàng)目明確表的精確計(jì)算對(duì)于后期工程量、工程價(jià)款的統(tǒng)計(jì)、核算等有重要作用。

4.3 實(shí)現(xiàn)數(shù)字化施工技術(shù)交底

施工技術(shù)交底主要指在工程項(xiàng)目開工前，由相關(guān)技術(shù)人員制定的對(duì)于該項(xiàng)目重、難點(diǎn)問題的技術(shù)性交代。施工技術(shù)交底可以使施工人員對(duì)重要施工節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量要求、施工方法與安全保障措施等方面有一個(gè)更為詳細(xì)的了解，科學(xué)地組織施工，從而避免質(zhì)量等事故的發(fā)生。傳統(tǒng)的施工組織設(shè)計(jì)文件往往以紙質(zhì)為媒介，具有保存時(shí)間有限、占用空間多、翻閱不便等缺點(diǎn)。而在BIM技術(shù)時(shí)代，建模人員可以使用Navisworks軟件中的Animator模塊對(duì)施工過程中出現(xiàn)的重、難點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)畫模擬，在電腦屏幕中還原項(xiàng)目施工的整個(gè)過程，在設(shè)計(jì)階段提起預(yù)知施工階段可能會(huì)出現(xiàn)的技術(shù)難題，并及時(shí)加以解決，以避免由于方案重復(fù)修改所造成的工期延誤與經(jīng)濟(jì)損失。另外，各項(xiàng)技術(shù)交底記錄也是工程技術(shù)檔案資料中不可缺少的部分，軟件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于技術(shù)資料的數(shù)字化管理，具有查閱管理方便、簡(jiǎn)單易懂等紙質(zhì)技術(shù)交底資料所不具有的特點(diǎn)。

4.4 對(duì)建筑模型進(jìn)行初期渲染

Navisworks中提供的Rendering模塊可以通過設(shè)置項(xiàng)目元素材質(zhì)、項(xiàng)目區(qū)域照明等參數(shù)對(duì)建筑模型進(jìn)行初期渲染。模塊中提供了包括陶瓷、混凝土、玻璃、砌石、金屬等材質(zhì)的類型可供設(shè)計(jì)者直接選用；除此之外，該模塊還提供了“日光、人造光”兩種特殊光源，為白熾燈、聚光燈、以及經(jīng)特殊定制的光域網(wǎng)燈光提供渲染輸出依據(jù)，為建筑的初期渲染效果展示提供依據(jù)。

4.5 管線、設(shè)備機(jī)房?jī)舾叻治?/p>

地鐵車站、隧道對(duì)通風(fēng)、排水設(shè)施的布置要求嚴(yán)格。Navisworks軟件在審閱選項(xiàng)卡中提供的測(cè)量功能可以實(shí)現(xiàn)任意點(diǎn)、線、面間距離的測(cè)量，并可實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為紅線批注，便于深化應(yīng)用人員后期的查看與修改，為工程項(xiàng)目深化點(diǎn)的集中管理提供技術(shù)支持。此外，深化應(yīng)用人員還可通過修改第三人的身高，借助軟件提供的“碰撞、蹲伏、重力”功能，模擬后期運(yùn)管人員對(duì)機(jī)房設(shè)備管線進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)的可行性，防止凈高過低對(duì)管理人員的正常工作產(chǎn)生障礙。

5 本工程項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用總結(jié)

1）打破了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案與手段，尤其對(duì)于繁華街區(qū)的地鐵換乘車站，能更清晰、更準(zhǔn)確地展現(xiàn)車站周邊的復(fù)雜環(huán)境，借助建筑信息模型的場(chǎng)地模型提出安全可靠的風(fēng)險(xiǎn)源施工方案，展示車站復(fù)雜部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過全方位比較所有可能的設(shè)計(jì)方案，制定出最適合于該項(xiàng)目的解決方案；2）快速更新工程量統(tǒng)計(jì)情況，及時(shí)計(jì)算由于方案變更產(chǎn)生的材料、人工等費(fèi)用，便于辦理變更簽證手續(xù)，保證工程變更簽證的有效性；3）提高設(shè)計(jì)出圖等工作的效率；4）可用于服務(wù)的壽命周期長(zhǎng)：BIM模型包含數(shù)據(jù)信息多，①便于在日后管理人員調(diào)取材料及設(shè)備的價(jià)格、廠商信息，以供參考；②合理安排設(shè)備及易耗品的更新與維護(hù)計(jì)劃，通過開發(fā)特定接口建立機(jī)械設(shè)備與建筑信息模型之間的數(shù)據(jù)連接，將設(shè)備信息實(shí)時(shí)反映到模型上，根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)指標(biāo)了解設(shè)備的運(yùn)行情況，科學(xué)、合理制定維護(hù)計(jì)劃； 5）實(shí)現(xiàn)工程BIM應(yīng)用與管理工作的協(xié)同與控制，保證BIM技術(shù)貫穿項(xiàng)目建設(shè)的全過程；6）在土建BIM工作完成的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充各機(jī)電系統(tǒng)的BIM設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)管線綜合與碰撞檢查、裝修效果仿真、施工過程模擬、機(jī)電設(shè)備運(yùn)維管理等。

在未來逐步完善、研究施工階段的BIM運(yùn)用。

6 BIM技術(shù)發(fā)展展望

BIM技術(shù)的發(fā)展大趨正在被業(yè)界普遍關(guān)注，其精髓不僅僅體現(xiàn)在可視化與協(xié)調(diào)性，更體現(xiàn)在它的信息完備性與信息關(guān)聯(lián)性。BIM技術(shù)可以通過技術(shù)優(yōu)化為項(xiàng)目生命周期的各個(gè)階段服務(wù)，為大規(guī)模、自動(dòng)化的住宅產(chǎn)業(yè)化提供強(qiáng)大技術(shù)支撐。當(dāng)下，BIM技術(shù)由于硬件設(shè)備初期投入大、工程項(xiàng)目利益可見性差、軟件標(biāo)準(zhǔn)繁多雜亂、相關(guān)專業(yè)人才缺乏等多種因素，仍面臨著較大的發(fā)展瓶頸。BIM技術(shù)的普及應(yīng)用并不僅能單靠紙上談兵，因此，積極推動(dòng)BIM技術(shù)的研究與應(yīng)用，應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手： 1）政府方面：建立公平、公正的市場(chǎng)環(huán)境，對(duì)推動(dòng)BIM事業(yè)發(fā)展的企業(yè)或個(gè)人給予一定的獎(jiǎng)勵(lì)；2）企業(yè)方面：鼓勵(lì)員工積極地進(jìn)行BIM實(shí)踐，總結(jié)、制定企業(yè)的BIM技術(shù)規(guī)范，消除新事物為員工帶來的不確定感與恐懼感；3）軟件廠商方面：正確引導(dǎo)用戶，提供真正有價(jià)值的產(chǎn)品，把工作重點(diǎn)放在解決一些最核心、大家最關(guān)注的共性問題上；盡力探索不同建模軟件間的交互方式，實(shí)現(xiàn)不同建模軟件間、不同專業(yè)工程師間信息的溝通。隨著業(yè)界專業(yè)人士對(duì)BIM技術(shù)認(rèn)識(shí)能力的提高，我們堅(jiān)信：只要勇于嘗試挑戰(zhàn)不斷探索，BIM技術(shù)定能成為建筑行業(yè)的主流。

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1007-6344（2017）09-0122-02