BIM技術(shù)在屋面施工當(dāng)中的應(yīng)用

孔祥利　李川　李曉雷　宋鍇笛 許劉晟

【摘要】復(fù)雜造型及功能多樣的屋面工程是整個(gè)建筑施工重要的一部分，要想高效準(zhǔn)確的完成施工設(shè)計(jì)、放線定位及各專業(yè)配合施工等要求，二維的傳統(tǒng)施工技術(shù)已經(jīng)難以達(dá)到建筑要求，必須進(jìn)行突破改變采用BIM技術(shù)來對(duì)工程實(shí)踐進(jìn)行指導(dǎo)。本文就長沙國金中心項(xiàng)目的屋面工程施工中BIM技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行介紹與研討。

【關(guān)鍵詞】屋面工程；BIM技術(shù)；施工模擬

1、前言

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑施工技術(shù)的不斷革新，現(xiàn)代化的建筑其復(fù)雜性不斷在向上提升。其中屋面工程造型的復(fù)雜性及屋面工程與其他施工項(xiàng)目的綜合管理難度表現(xiàn)尤為突出。如何在保證質(zhì)量的情況下用最優(yōu)的施工方案施工流程解決現(xiàn)場問題，將是施工中非常關(guān)鍵的一個(gè)部分，我們就此引出BIM技術(shù)來模擬現(xiàn)場的施工方式、規(guī)劃施工順序、檢測施工紕漏。

2、施工BIM技術(shù)應(yīng)用

2.1工程概況

2.1.1基本概況

長沙國金中心項(xiàng)目位于湖南省長沙市黃興路與解放路的交界，本工程集辦公、酒店、商業(yè)為一體的多功能綜合發(fā)展項(xiàng)目。建筑高度：塔樓T1屋面裝飾體最高點(diǎn)452m，主屋面高約452m；塔樓T2屋面裝飾體最高點(diǎn)315m，主屋面高約308m；建筑結(jié)構(gòu)形式：T1塔樓為核心筒+框架+伸臂桁架+環(huán)帶桁架結(jié)構(gòu)體系；T2塔樓為核心筒+框架+環(huán)帶桁架結(jié)構(gòu)體系；裙樓為混凝土框架結(jié)構(gòu)。

2.1.2工程重難點(diǎn)分析

本屋面工程的主要特點(diǎn)有：各專業(yè)間交接處的節(jié)點(diǎn)處理；屋面離地面距離大，材料轉(zhuǎn)運(yùn)及堆放場地較難規(guī)劃；屋面包括幕墻專業(yè)、機(jī)電管線專業(yè)、土建專業(yè)、鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)等交叉施工，工作面劃分及施工順序安排復(fù)雜。

傳統(tǒng)施工，難以做到對(duì)各專業(yè)交界處節(jié)點(diǎn)的高效率處理，只能通過二維圖紙以及對(duì)其他施工專業(yè)的了解來解決問題，對(duì)各專業(yè)人才的專業(yè)技能要求較高，難以完成幾套施工順序的優(yōu)劣點(diǎn)分析對(duì)比。針對(duì)以上工程特點(diǎn)，項(xiàng)目采取BIM技術(shù)對(duì)屋面工程進(jìn)行施工指導(dǎo)，順利完成屋面工程。

2.2 BIM技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)

2.2.1屋面層結(jié)構(gòu)施工BIM技術(shù)應(yīng)用

屋面結(jié)構(gòu)施工中的防水及屋面找坡是最關(guān)鍵的地方，防水不合格將對(duì)整個(gè)工程產(chǎn)生巨大影響。為保證施工質(zhì)量，在后期的建筑防水做法上，通過Revit軟件建立施工模塊模型，細(xì)致的構(gòu)建施工中需要涂刷的防水涂料及相關(guān)卷材模型，并輸出NWC文件以便導(dǎo)入Navisworks軟件進(jìn)行后期處理。在Navisworks軟件中模擬施工，通過三維動(dòng)畫的形式對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，保證施工不出現(xiàn)紕漏。其中通過精確的建模，Revit軟件將自動(dòng)計(jì)算需要的材料用量，生成的材料清單對(duì)項(xiàng)目物質(zhì)部采購材料有極大的幫助，可以達(dá)到降本增效的作用。

防水卷材施工各階段圖

2.2.2屋面各專業(yè)設(shè)備施工的BIM應(yīng)用

屋面工程包括通風(fēng)的風(fēng)管、風(fēng)機(jī)、支架；給排水的支架、管道等，其中的大部分管件機(jī)械安裝前都需要預(yù)留預(yù)埋，以保證其安裝固定的準(zhǔn)確穩(wěn)定性。

在結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，通過機(jī)電暖通各專業(yè)的模型建立與導(dǎo)出，在Navisworks軟件中進(jìn)行碰撞檢測，對(duì)圖紙進(jìn)行審核，利用三維模型的協(xié)調(diào)性和可視化發(fā)現(xiàn)圖紙問題，找出設(shè)計(jì)中的不合理點(diǎn)，即時(shí)反饋設(shè)計(jì)部和設(shè)計(jì)院，改變布局，深化設(shè)計(jì)圖紙，提前解決了現(xiàn)場圖紙問題，減少變更和返工。

本工程在模型中關(guān)聯(lián)了現(xiàn)場的實(shí)際坐標(biāo)，在模型中建立的整體坐標(biāo)系與實(shí)際的是按照一定比例進(jìn)行縮放繪制的。實(shí)際屋面施工中需要對(duì)相關(guān)的設(shè)備基礎(chǔ)及電梯曳引機(jī)等機(jī)械安裝前的預(yù)埋件進(jìn)行定位，實(shí)際施工中難以完成對(duì)安裝相應(yīng)的設(shè)備的準(zhǔn)確性及施工效果進(jìn)行檢驗(yàn)；通過BIM技術(shù)建模的三維實(shí)體查看及測量，分析預(yù)埋件位置對(duì)后期的安裝設(shè)備的使用情況的影響，從而確定定位的有效性。

2.2.3屋面各專業(yè)構(gòu)件綜合管理的BIM應(yīng)用

屋面工程包括結(jié)構(gòu)施工、建筑施工、機(jī)電設(shè)備安裝、外幕墻布置等內(nèi)容；施工過程中需要對(duì)各個(gè)工種的協(xié)調(diào)配合合理安排，以保證施工過程安全有序的進(jìn)行。在完成所有模型建立之后，對(duì)施工順序的安排規(guī)劃尤為關(guān)鍵，沒有正確流暢的施工順序，將造成施工工期的延誤，材料的浪費(fèi)，達(dá)不到項(xiàng)目要求的降本增效要求。

通過三維實(shí)體的模型按照施工時(shí)間不斷生成，模擬現(xiàn)場施工順序，生動(dòng)形象的展示現(xiàn)場實(shí)際情況，通過Navisworks軟件進(jìn)行施工進(jìn)度模擬，為技術(shù)人員進(jìn)一步分析流程的可操作性提供了強(qiáng)有力的證據(jù)。

利用多個(gè)施工模擬的三維動(dòng)畫指導(dǎo)，從時(shí)間節(jié)點(diǎn)、流程分配、材料堆場的變化分析討論各個(gè)流程的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)比得出了最優(yōu)的施工方案，指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

2.3 BIM技術(shù)應(yīng)用效果

在傳統(tǒng)施工中，二維圖紙以及全文字性的計(jì)劃排布，各專業(yè)分包溝通效率較低，對(duì)施工計(jì)劃理解也有可能產(chǎn)生偏差，不能完全按照計(jì)劃進(jìn)行施工，導(dǎo)致各部位施工工序沖突。應(yīng)用BIM技術(shù)通過模擬施工，各專業(yè)分包之間可直觀的找出施工計(jì)劃的不足，并且不斷優(yōu)化調(diào)整。從而減少分包間的穿插施工沖突，以及工作面交接處的施工節(jié)點(diǎn)問題，保證了整個(gè)施工過程中無返工，無漏工，所有安裝構(gòu)件一次到位。

結(jié)語：

信息化程度更高、更加透明化是建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)目前的設(shè)計(jì)已經(jīng)開始由二維向三維轉(zhuǎn)化，施工也開始通過三維模型來指導(dǎo)施工，建筑業(yè)將達(dá)到一個(gè)新的階段。隨著我國建筑行業(yè)的日趨成熟以及人們對(duì)建筑美學(xué)的更高追求，BIM 技術(shù)的應(yīng)用將成為建筑業(yè)的主流，未來的行業(yè)模式。

參考文獻(xiàn)：

[1]張鵬.何東海.BIM技術(shù)在幕墻工程中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2013.

[2]陳鵬，湯佳文，張建封.BIM在復(fù)雜異形金屬屋面工程中的應(yīng)用[J].武漢勘察設(shè)計(jì)，2015.

[3]龔文曄，何東林，白飚.房屋建筑屋面工程的防水技術(shù)措施[J].涂料工業(yè)，2011.