BIM技術(shù)在施工企業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及價(jià)值分析

顧春鳴

上海建工一建集團(tuán)有限公司 上海 200120

1 BIM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

建筑信息模型（BIM）理念起源于20世紀(jì)70年代，它是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，建立起三維的建筑模型，通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。

建設(shè)項(xiàng)目的各參與方可以通過(guò)模型提取各自所需的數(shù)據(jù)信息作為工程決策的依據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)協(xié)同管理，提高項(xiàng)目管理的效率。

BIM理念于21世紀(jì)初傳入國(guó)內(nèi)，經(jīng)過(guò)10余年的發(fā)展，BIM技術(shù)經(jīng)歷了從概念認(rèn)識(shí)到快速發(fā)展的過(guò)程，但總的來(lái)說(shuō)，BIM技術(shù)應(yīng)用仍然處于初級(jí)階段，無(wú)論在BIM相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、BIM應(yīng)用模式、BIM人才儲(chǔ)備上都還有很多問(wèn)題需要不斷摸索。

目前，BIM技術(shù)應(yīng)用逐步從設(shè)計(jì)建模階段向施工應(yīng)用階段轉(zhuǎn)變，而施工過(guò)程中的業(yè)務(wù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比設(shè)計(jì)階段復(fù)雜，參與單位雜、業(yè)務(wù)工種多、管理范圍廣、施工周期長(zhǎng)、工程風(fēng)險(xiǎn)大等對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用提出了更高的要求，需要在更廣的范圍內(nèi)尋求統(tǒng)一方法，考慮更多因素的變化。

在過(guò)去幾年的發(fā)展過(guò)程中，BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用多體現(xiàn)在單點(diǎn)應(yīng)用，諸如碰撞檢查、工程量統(tǒng)計(jì)、施工模擬等，在項(xiàng)管部技術(shù)管理、成本管理、進(jìn)度管理等方面發(fā)揮了一定的作用，但隨著技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，BIM應(yīng)用的重心也從單點(diǎn)技術(shù)應(yīng)用向項(xiàng)目管理綜合應(yīng)用方向逐步拓展，BIM應(yīng)用領(lǐng)域也擴(kuò)充至質(zhì)量管理、安全管理、資源管理等[1-4]。

另外，隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)應(yīng)用等新型信息技術(shù)的迅速發(fā)展與普及，依托BIM與上述信息技術(shù)的集成應(yīng)用，可滿足施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和信息的實(shí)時(shí)采集、及時(shí)發(fā)布、隨時(shí)獲取，形成了對(duì)施工材料構(gòu)件全過(guò)程跟蹤管理，實(shí)現(xiàn)了施工階段構(gòu)件的多方協(xié)同管理，為裝配式工程項(xiàng)目提供了網(wǎng)絡(luò)化信息管理手段。

2 BIM應(yīng)用案例

2.1 工程概況

澳門湯臣主教山壹號(hào)住宅項(xiàng)目位于澳門主教山學(xué)校巷7號(hào)及灰爐斜巷2號(hào)，工程總覆蓋建筑樓面面積約24 410 m2，有4幢7～12層高住宅塔樓，地下4層停車場(chǎng)，會(huì)所位于B3層。

B5層層高3.20 m，B3層層高5 m，RC層層高3.40 m，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.10 m，天面層層高3.15 m，建筑總高度64.95 m，工程結(jié)構(gòu)為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，非承重結(jié)構(gòu)采用磚砌塊墻，外立面采用干掛石材及面磚貼面（圖1）。

圖1 項(xiàng)目BIM模型

2.2 工程特點(diǎn)

1）項(xiàng)目由臺(tái)灣建筑師設(shè)計(jì)，澳門工程師負(fù)責(zé)審核管理，由上海建筑公司承建，是一個(gè)典型的“邊設(shè)計(jì)、邊變更、邊施工”的“三邊”工程，各類變更指令層出不窮，統(tǒng)計(jì)約有1 500個(gè)工作指令。

2）項(xiàng)目空間位置關(guān)系復(fù)雜，管線種類繁多，排布密集，管綜布置要求高，設(shè)計(jì)變更頻繁，專業(yè)綜合深化協(xié)調(diào)工作量大，深化設(shè)計(jì)圖理解偏差大，不利于工程質(zhì)量和工期的控制。

3）本工程施工工期緊，工序間搭接較為緊湊，尤其是外墻金屬格柵構(gòu)件裝配工序較為復(fù)雜，需明確該專項(xiàng)工程的裝配條件和工藝流程，以確保工程實(shí)施順利進(jìn)行。

4）施工場(chǎng)地狹窄，材料堆場(chǎng)少，施工機(jī)械工作面緊張，且工程進(jìn)出場(chǎng)地正處學(xué)校巷，學(xué)校巷為一條狹窄的單行道，施工交通組織較為困難。

2.3 機(jī)電深化設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目通過(guò)Autodesk Revit創(chuàng)建給排水、暖通、消防以及電氣等專業(yè)模型，進(jìn)行三維可視化多專業(yè)協(xié)同深化設(shè)計(jì)，再基于BIM技術(shù)將機(jī)電專業(yè)模型與土建模型進(jìn)行整合，根據(jù)各專業(yè)及凈高要求，將綜合模型導(dǎo)入Navisworks進(jìn)行碰撞檢查，根據(jù)碰撞報(bào)告結(jié)果對(duì)管線進(jìn)行調(diào)整、避讓，對(duì)設(shè)備和管線進(jìn)行綜合布置，再進(jìn)一步進(jìn)行豎向管井檢查、結(jié)構(gòu)預(yù)留孔洞核查等，制訂優(yōu)化方案，確保管線綜合合理性，提高空間利用率（圖2～圖4）。

圖2 項(xiàng)目B5層風(fēng)管布置示意

圖3 項(xiàng)目B4層消防水喉與風(fēng)管布置檢查復(fù)核

圖4 項(xiàng)目B5層消防水喉與風(fēng)管布置檢查復(fù)核

2.4 BIM技術(shù)虛擬裝配

本項(xiàng)目通過(guò)使用BIM技術(shù)對(duì)外墻金屬格柵進(jìn)行施工模擬，在設(shè)計(jì)的BIM模型中進(jìn)行構(gòu)配件的虛擬裝配過(guò)程，從而提早發(fā)現(xiàn)制造、運(yùn)輸、安裝中的問(wèn)題，及時(shí)提交給設(shè)計(jì)方修改，避免因設(shè)計(jì)問(wèn)題造成的工期滯后及材料浪費(fèi)。在此基礎(chǔ)上，借助BIM模型的三維可視化，優(yōu)化施工方案和技術(shù)交底，確保工程的施工質(zhì)量和安全。

在對(duì)RC層和B3層外墻金屬格柵的深化設(shè)計(jì)和施工模擬過(guò)程中，BIM模型能較直觀地表現(xiàn)設(shè)計(jì)達(dá)到的效果，也能展示該部位施工的詳細(xì)過(guò)程。但在實(shí)際操作中，由于對(duì)BIM軟件操作尚不熟練，BIM工作模式尚屬探索階段，耗費(fèi)的時(shí)間和成本較多，因此在本項(xiàng)目的三維模型可視化工作中，采用BIM與CAD相結(jié)合的方式進(jìn)行，發(fā)揮各自所長(zhǎng)（圖5、圖6）。

圖5 項(xiàng)目RC層外墻格柵

圖6 項(xiàng)目B3層外墻格柵

2.5 BIM技術(shù)優(yōu)化場(chǎng)布

運(yùn)用BIM技術(shù)搭建現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地模型，將場(chǎng)地內(nèi)主體建筑、大臨、材料堆場(chǎng)、施工便道、施工圍墻、大門等施工設(shè)施通過(guò)三維模型的方式直觀反映出來(lái)，便于項(xiàng)目部對(duì)不同施工階段的場(chǎng)地布置方式進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。具體表現(xiàn)在利用原地基承包商搭設(shè)的臨時(shí)鋼平臺(tái)作為臨時(shí)施工、物料吊運(yùn)、材料周轉(zhuǎn)及混凝土泵車操作場(chǎng)地，施工至地面RC層后，拆除原有鋼平臺(tái)，利用RC層出入平臺(tái)作為臨時(shí)施工場(chǎng)地。

為確保工程車輛進(jìn)出順暢，項(xiàng)目部提前2個(gè)月向澳門治安警察局申請(qǐng)，提交具體操作時(shí)間，便于治安警察局安排警力控制社會(huì)車輛。

3 BIM技術(shù)價(jià)值

通過(guò)上述案例的BIM技術(shù)應(yīng)用，BIM的價(jià)值主要體現(xiàn)在：

1）以BIM模型為基礎(chǔ)的機(jī)電專業(yè)深化設(shè)計(jì)協(xié)同，使各專業(yè)設(shè)計(jì)人員協(xié)同配合更加緊密，形成了各專業(yè)協(xié)同交互的工作模式，提供了全面的信息溝通平臺(tái)。較傳統(tǒng)二維深化設(shè)計(jì)方法，更直觀地反映了管線綜合排布情況，有利于多專業(yè)管線綜合協(xié)調(diào)，提高了深化設(shè)計(jì)的工作效率，更能合理優(yōu)化管綜排布，提高空間使用舒適性。

2）利用BIM進(jìn)行施工工藝模擬，可以將重難點(diǎn)工藝直觀展現(xiàn)，從而使項(xiàng)目管理人員在三維環(huán)境中查看施工作業(yè)，能夠及時(shí)、有效地發(fā)現(xiàn)施工沖突以及潛在問(wèn)題，更好地優(yōu)化施工流程；同時(shí)，三維可視化交底可提前發(fā)現(xiàn)操作過(guò)程中重、難點(diǎn)和危險(xiǎn)源，做好應(yīng)對(duì)和防范措施，確保更精準(zhǔn)、安全地完成施工作業(yè)。

3）借助BIM的三維模型進(jìn)行場(chǎng)地布置調(diào)整，可清晰了解各施工階段重點(diǎn)施工資源的需求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況在模型中進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化大型機(jī)械、材料堆場(chǎng)、交通組織的布置，減少現(xiàn)場(chǎng)材料二次搬運(yùn)和不必要的場(chǎng)地硬化，減少施工投入，節(jié)約施工成本。

4 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)的應(yīng)用能提高工程項(xiàng)目的管理水平與生產(chǎn)效率，項(xiàng)目管理在溝通、協(xié)調(diào)、預(yù)控方面均有了顯著的提升。但目前BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)建筑業(yè)的發(fā)展還處于起步階段，仍存在著全生命周期統(tǒng)一應(yīng)用不足而導(dǎo)致BIM技術(shù)的價(jià)值發(fā)揮不足的問(wèn)題，相信隨著BIM技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)的成熟，會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)建筑業(yè)的技術(shù)升級(jí)和生產(chǎn)方式的改變，BIM技術(shù)在施工企業(yè)的應(yīng)用必將具有廣闊的前景。