BIM技術(shù)在大型商業(yè)綜合體項(xiàng)目中的應(yīng)用

(中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100048)

圖1 BIM應(yīng)用整體思路

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大型綜合體類建筑越來越多，涵蓋功能趨于多元化。此類建筑普遍具有投資金額大、工期緊張、工藝復(fù)雜、專業(yè)繁多等特點(diǎn)，對(duì)項(xiàng)目建造及管理提出了巨大挑戰(zhàn)。隨著建筑信息化程度不斷提升，BIM技術(shù)近些年取得了快速的發(fā)展，促進(jìn)了建筑業(yè)發(fā)展，其在各類建筑工程中的應(yīng)用也逐漸成為研究熱點(diǎn)。

2 工程概況

本項(xiàng)目位于北京市，建筑面積88 421m2，地上五層，地下三層。功能涵蓋購物、影院、餐飲、游樂、超市等，具有造型復(fù)雜、業(yè)態(tài)多、工期緊，品質(zhì)要求高等特點(diǎn)。

項(xiàng)目涵蓋專業(yè)齊全，分包單位較多，對(duì)項(xiàng)目管理及建造提出巨大挑戰(zhàn)，BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)及施工階段的應(yīng)用保證了項(xiàng)目順利實(shí)施。

3 BIM應(yīng)用路線

項(xiàng)目BIM應(yīng)用目標(biāo)為： 1)提高圖紙質(zhì)量，提前發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)計(jì)階段的圖紙問題，避免施工階段暴露問題造成返工； 2)優(yōu)化施工方案，實(shí)現(xiàn)可視化交底，避免拆改返工，提高工程質(zhì)量； 3)合理加快進(jìn)度，縮短項(xiàng)目工期，確保如期交付； 4)提高項(xiàng)目管理水平，加強(qiáng)項(xiàng)目各參與方的信息溝通效率； 5)把控工程造價(jià)，降低施工成本，杜絕材料浪費(fèi)。

圖2 設(shè)計(jì)階段BIM模型構(gòu)建流程

圖3 項(xiàng)目 BIM團(tuán)隊(duì)組織架構(gòu)

根據(jù)項(xiàng)目的應(yīng)用目標(biāo)，確定BIM的具體應(yīng)用項(xiàng)。隨后確定相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，制定配套的管理措施，具體應(yīng)用思路如圖1所示，設(shè)計(jì)階段模型構(gòu)建流程如圖2所示，項(xiàng)目BIM 團(tuán)隊(duì)組織架構(gòu)如圖3所示。

4 BIM在項(xiàng)目中的具體應(yīng)用

BIM在本項(xiàng)目中的應(yīng)用主要集中在設(shè)計(jì)與施工階段，并且在竣工模型的基礎(chǔ)上，添加和運(yùn)維管理相關(guān)的屬性參數(shù)，為將來項(xiàng)目運(yùn)維管理提供數(shù)據(jù)支持。具體應(yīng)用如下：

4.1 圖紙審查

對(duì)設(shè)計(jì)圖紙和變更信息進(jìn)行核對(duì)，對(duì) CAD 圖紙進(jìn)行全面、準(zhǔn)確地檢查，發(fā)現(xiàn)大量的錯(cuò)、漏、碰、缺問題，諸如：平面系統(tǒng)不符、缺少系統(tǒng)圖、上下層立管不對(duì)應(yīng)、專業(yè)間矛盾、建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)不一致、建筑結(jié)構(gòu)留洞不一致，缺少一次結(jié)構(gòu)留洞等。例如：樓梯間因結(jié)構(gòu)梁設(shè)計(jì)錯(cuò)漏導(dǎo)致疏散門洞口高度僅有1.5m高，不滿足規(guī)范要求； 汽車坡道處底板無支座，梁的位置高于板，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙不交圈等問題； 機(jī)房空間不足需修改建筑布局等問題。圖紙問題報(bào)告如圖4、5所示。

圖4 圖紙問題報(bào)告

圖5 階段圖紙問題報(bào)告匯總

結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)與機(jī)電專業(yè)發(fā)現(xiàn)無壓管道設(shè)計(jì)預(yù)留套管高度無法出戶，B1層一區(qū)域六個(gè)成排出戶套管標(biāo)高為-1.30m，因污水管路由經(jīng)過1300mm高的梁下，建議設(shè)計(jì)修改出戶套管標(biāo)高。設(shè)計(jì)修改標(biāo)高為-1.60m，但因污水管路由較長，管線較大，我方建議套管不高于-1.80m，后經(jīng)排布驗(yàn)證出戶套管-1.80m滿足要求。

通過圖紙審查提出相關(guān)各專業(yè)的圖紙問題報(bào)告，經(jīng)由設(shè)計(jì)回復(fù)確認(rèn)將修改落實(shí)到圖紙上，提高了施工圖質(zhì)量。

4.2 機(jī)電管線綜合深化

各機(jī)電專業(yè)模型整合后，發(fā)現(xiàn)管線間碰撞問題1 400余個(gè)。根據(jù)施工原則和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)機(jī)電管線進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，方便直觀地查看管線的安裝效果并提出優(yōu)化方案，合理排布管線走向，確保凈高滿足要求，管線之間無硬碰撞及軟碰撞。

本項(xiàng)目地下三層有車庫、超市、設(shè)備用房等。因柱子較少，梁截面較大，導(dǎo)致管線排布空間不充足，部分車位為機(jī)械復(fù)式停車位，凈空高度需控制在3.60m，造成地下機(jī)電管道需沿通道布置，集中程度較高，管線排布難度增大。對(duì)有管線最低控高要求的區(qū)域進(jìn)行模擬測(cè)試，驗(yàn)證控高是否滿足，如圖6、7所示。個(gè)別區(qū)域因結(jié)構(gòu)問題無法滿足控高要求，我方結(jié)合實(shí)際情況提出修改方案。經(jīng)與建設(shè)方協(xié)商后，在控高圖紙中標(biāo)出如圖8所示。管線深化排布時(shí)發(fā)現(xiàn)局部梁下凈高2.80m，車道上空控高要求為2.40m，且風(fēng)管路由無法調(diào)整，最終調(diào)整方案為將經(jīng)由此區(qū)域線槽改為線管暗敷于頂板如9所示。

圖6 凈高漫游測(cè)試

圖7 車道凈高模擬

圖8 控高綜合圖

圖9 方案調(diào)整示例

地上五層業(yè)態(tài)為商場(chǎng)、影院、游樂、餐飲等，管線系統(tǒng)復(fù)雜，且公共區(qū)域?yàn)榍€造型，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，定位精度高。建設(shè)方對(duì)精裝效果要求高，管線的排布要結(jié)合精裝造型進(jìn)行深化。公區(qū)、店鋪的凈高要求較高、走廊空間狹小等難點(diǎn)對(duì)機(jī)電管線的排布提出很高要求。因此在滿足深化排布原則的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體情況進(jìn)行分析，如系統(tǒng)主管線集中布置在公共區(qū)域，不滿足凈空要求時(shí)將線槽、水管等移至店鋪內(nèi)。考慮系統(tǒng)檢修的要求，合理確定各種設(shè)備、閥門的位置。滿足各區(qū)域的凈空要求，并保證無吊頂區(qū)域管線排布美觀等。

綜合深化過程中發(fā)現(xiàn)F4層頂板結(jié)構(gòu)偏低導(dǎo)致層高不夠無法滿足需求，后將該層整體抬高280mm，如圖10所示。

圖13 管線綜合示例

圖10 結(jié)構(gòu)調(diào)整示例

在模型綜合深化過程中，隨著精裝、卷簾等資料的完善，進(jìn)行相應(yīng)專項(xiàng)配合，解決大量問題，極大程度地避免施工時(shí)出現(xiàn)返工。結(jié)合精裝方案發(fā)現(xiàn)F4層某處異層排水問題，此處精裝方案燈帶與污水管沖突，初步排布后發(fā)現(xiàn)無法修改路由或穿一次結(jié)構(gòu)，與設(shè)計(jì)溝通后改為同層排水。如圖11所示。

圖12-15依次為深化模型整合、三維管線綜合、制冷機(jī)房模型及剖面展示。

圖11 排水方式修改示例

圖12 建筑機(jī)電模型整合

4.3 三維交底

利用BIM最直接的優(yōu)勢(shì)，將傳統(tǒng)的二維圖紙信息轉(zhuǎn)變?yōu)槿S立體信息模型，使復(fù)雜的結(jié)構(gòu)清楚地呈現(xiàn)出來，對(duì)于管線密集區(qū)域和隱蔽工程的展示效果較好。本項(xiàng)目中三維交底3次，著重強(qiáng)調(diào)路由調(diào)整較大的管線、空間狹小管線排布緊湊的區(qū)域，施工次序需提前明確的區(qū)域等。結(jié)合模型對(duì)施工方進(jìn)行技術(shù)交底，較大程度地提高了施工質(zhì)量和效率。對(duì)重點(diǎn)部位的施工情況進(jìn)行模擬，生成演示動(dòng)畫，提高交底的有效性，如圖16所示。

圖14 制冷機(jī)房模型

圖15 管線及吊架剖面

圖16 三維交底

4.4 總平面布置

應(yīng)用BIM技術(shù)，對(duì)施工場(chǎng)地和外圍環(huán)境進(jìn)行建模，展示現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，立體展現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的布置情況、交通情況和各作業(yè)平面的組織，為交通規(guī)劃提供依據(jù)。通過可視化的總平面管理，減少現(xiàn)場(chǎng)材料轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，提升施工現(xiàn)場(chǎng)物料的運(yùn)輸效率，減少運(yùn)輸成本，同時(shí)方便物料的取用和存放，促進(jìn)施工現(xiàn)場(chǎng)材料管理規(guī)范有序。如圖17所示。

圖17 平面布置模擬

4.5 施工模擬

BIM應(yīng)用可減少對(duì)圖紙的誤讀和信息傳遞失真所造成的損失，提升工程技術(shù)人員對(duì)工程的認(rèn)識(shí)能力。同時(shí)在施工過程中，可以將施工進(jìn)度計(jì)劃與搭建好的BIM模型鏈接，將空間和時(shí)間信息反映到模型中，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工進(jìn)度計(jì)劃的直觀掌控。當(dāng)實(shí)際施工進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度不符合時(shí)，可以直觀分析診斷原因，改變傳統(tǒng)的施工進(jìn)度管理模式。

圖18 項(xiàng)目施工模擬

4.6 工程量統(tǒng)計(jì)

應(yīng)用BIM技術(shù)通過預(yù)先規(guī)劃合理的模型及輸入相應(yīng)的構(gòu)件屬性信息，自動(dòng)算量，方便團(tuán)隊(duì)高效、精確的獲取各種類型材料、設(shè)備的數(shù)量，避免傳統(tǒng)算量由于信息不完整導(dǎo)致的工程量不準(zhǔn)確。通過對(duì)模型的操作，即可獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，方便物資招標(biāo)及物資材料采購計(jì)劃的制定，提高施工管理效率和成本管理水平。

5 結(jié)語

BIM 技術(shù)在本項(xiàng)目中的應(yīng)用證明，通過圖紙檢查避免了錯(cuò)漏碰缺等問題的發(fā)生； 通過機(jī)電管線深化解決了管線排布及凈高問題； 通過三維交底及工藝模擬，解決了圖紙交底不直觀，復(fù)雜節(jié)點(diǎn)不清晰的問題； 通過項(xiàng)目模擬及進(jìn)度管理，解決了多專業(yè)施工次序及工序穿插等問題。BIM的應(yīng)用帶來了直接效益，例如節(jié)約材料消耗、節(jié)約人力、縮短工期等，也提升了管理能力，例如可視化交底、溝通效率提升等。本項(xiàng)目中通過提前發(fā)現(xiàn)圖紙問題、檢測(cè)碰撞及優(yōu)化不滿足凈高要求的區(qū)域等為項(xiàng)目節(jié)約成本約430萬元，減少返工窩工等工期損失約50天，可見BIM技術(shù)的應(yīng)用成果顯著。BIM具有直觀可視化的特點(diǎn)，BIM 模型集成工程項(xiàng)目自始至終的全部相關(guān)數(shù)據(jù)，避免信息錯(cuò)漏，增強(qiáng)信息統(tǒng)一性，項(xiàng)目人員可以隨時(shí)調(diào)用所需信息，為整個(gè)項(xiàng)目順利實(shí)施提供有利的支持。

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