超高層辦公樓建筑多專業(yè)協(xié)同BIM正向設(shè)計(jì)

(廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院，深圳 518000)

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目概況

民生互聯(lián)網(wǎng)大廈項(xiàng)目位于廣東省深圳市前海港深現(xiàn)代服務(wù)業(yè)合作區(qū)，桂灣片區(qū)開發(fā)二單元05街坊?？偨ㄖ娣e約25萬(wàn)m2，最大建筑高度180m，大樓集甲級(jí)寫字樓、會(huì)議及商業(yè)等多種配套服務(wù)為一體，項(xiàng)目整體效果如圖1所示。

圖1 項(xiàng)目整體效果圖

1.2 工程特點(diǎn)與難點(diǎn)

項(xiàng)目位于前海填海區(qū)，結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，構(gòu)造節(jié)點(diǎn)多且設(shè)計(jì)施工難度高。為了在限定的時(shí)間內(nèi)高質(zhì)量完成設(shè)計(jì)施工的全部工作，項(xiàng)目參建方需深度應(yīng)用BIM技術(shù)，充分發(fā)揮BIM的精確化[1]、可視化[2]、協(xié)同化[3]工作的優(yōu)勢(shì)，提高工作效率、降低開發(fā)成本、提升建筑品質(zhì)。實(shí)現(xiàn)提升工程協(xié)同效率的目標(biāo)。

2 BIM正向設(shè)計(jì)和協(xié)作流程

建筑信息模型(Building Information Modeling)是一個(gè)設(shè)施物理特征和功能特征的數(shù)字化表達(dá),是該工程相關(guān)方的共享資源,為工程全壽命期內(nèi)的所有決策提供可靠的信息支持。建筑信息管理(Building Information Management)是指利用數(shù)字原型信息支持工程全壽命期信息共享的業(yè)務(wù)流程組織和控制。建筑信息管理的效益包括集中和可視化溝通、更早進(jìn)行多方案比較、可持續(xù)分效設(shè)計(jì)、多專業(yè)集成、施工現(xiàn)場(chǎng)控制、竣工資料記錄等[4]。

2.1 BIM應(yīng)用目標(biāo)

目前在建筑行業(yè),BIM被認(rèn)為是可提高生產(chǎn)率、提高項(xiàng)目質(zhì)量和進(jìn)行持續(xù)性建設(shè)的重要方向。在許多國(guó)家,BIM都是強(qiáng)制實(shí)施的。早期的BIM用戶都已經(jīng)提高了效率和生產(chǎn)率,獲得了變革的收益,這使得他們?cè)谛袠I(yè)中獲得了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[5]。

民生互聯(lián)網(wǎng)大廈項(xiàng)目以打造全過(guò)程BIM應(yīng)用為目標(biāo)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)圖紙由Revit正向設(shè)計(jì)出圖，并通過(guò)BIM可視化優(yōu)勢(shì)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了數(shù)百個(gè)位置的設(shè)計(jì)優(yōu)化，有效提高了設(shè)計(jì)品質(zhì)[6]。BIM模型從設(shè)計(jì)階段至施工階段由不同的單位維護(hù)，即設(shè)計(jì)階段BIM模型由設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)和施工階段BIM模型由施工單位負(fù)責(zé)。每個(gè)階段結(jié)束后向下一個(gè)主體單位移交，保持主體模型的唯一性，減少重復(fù)建模，確保了模型信息的無(wú)損傳遞。設(shè)計(jì)模型在施工階段順利進(jìn)行了施工深化，并將進(jìn)度、技術(shù)參數(shù)、商務(wù)算量等信息與模型相互關(guān)聯(lián)，在施工階段設(shè)計(jì)BIM團(tuán)隊(duì)定期進(jìn)行施工BIM模型審核，幫助施工單位達(dá)成應(yīng)用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)施工管理的目標(biāo)。

為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的團(tuán)隊(duì)的BIM正向設(shè)計(jì)化，需在開展工作之前建立理論基礎(chǔ)。我院在多年的BIM應(yīng)用基礎(chǔ)上，總結(jié)出一個(gè)從未接觸正向設(shè)計(jì)的團(tuán)隊(duì)需要以下四個(gè)階段來(lái)實(shí)現(xiàn)BIM正向設(shè)計(jì)目標(biāo)(如圖2)，分別是建模能力，出圖能力，多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)能力和迭代提效能力。只有具備了上一個(gè)層級(jí)的能力后，才能向下一個(gè)層級(jí)突破[7]。

圖2 Revit設(shè)計(jì)技術(shù)門檻

我院相關(guān)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)經(jīng)多年積累已具備第一第二層級(jí)的能力，本項(xiàng)目在此基礎(chǔ)之上向第三個(gè)層級(jí)突破。因此本項(xiàng)目的BIM正向設(shè)計(jì)應(yīng)用目標(biāo)為多專業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)同[8]。

2.2 人員架構(gòu)

本項(xiàng)目組建了一支包含多專業(yè)、項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)豐富的施工圖設(shè)計(jì)和BIM團(tuán)隊(duì)(如圖3)，主要有兩個(gè)組，第一組主要負(fù)責(zé)施工圖設(shè)計(jì)，項(xiàng)目管控。另一組主要負(fù)責(zé)項(xiàng)目BIM正向設(shè)計(jì)技術(shù)層面的支持與管理。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在實(shí)施過(guò)程中，針對(duì)模型的創(chuàng)建流程，梳理了模型創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)和BIM正向設(shè)計(jì)實(shí)施流程，結(jié)合現(xiàn)有BIM構(gòu)件資源庫(kù)，模型樣板進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化。在實(shí)施過(guò)程中，以降本提效為價(jià)值應(yīng)用核心。結(jié)合設(shè)計(jì)過(guò)程，在不同設(shè)計(jì)深度繪制不同的設(shè)計(jì)模型，力求得到基于BIM的設(shè)計(jì)價(jià)值利用最大化。在設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)未完全掌握BIM設(shè)計(jì)出圖之前，由BIM團(tuán)隊(duì)在技術(shù)和協(xié)同層面對(duì)正向設(shè)計(jì)組進(jìn)行技術(shù)支持有利于項(xiàng)目推進(jìn)，避免設(shè)計(jì)返工。相較于施工圖設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的自己摸索，節(jié)約了研究成本。

2.3 協(xié)同流程

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式下各專業(yè)間相對(duì)獨(dú)立,信息溝通以人為主,溝通較少或溝通不暢,與業(yè)主、施工等的溝通也缺乏有效的可視化工具。往往造成設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、返工等問題。

基于BIM的協(xié)同設(shè)計(jì)是通過(guò)BIM軟件和環(huán)境,以BIM數(shù)據(jù)交換為核心的協(xié)作方式取代或部分取代了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式下低效的人工協(xié)同工作,使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)打破傳統(tǒng)信息傳遞的壁壘,實(shí)現(xiàn)信息之間的多向交流。減輕了設(shè)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)、提高了設(shè)計(jì)效率、減少了設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,為智慧設(shè)計(jì)、智慧施工奠定了基礎(chǔ),與智慧城市的宗旨是一致的。一般情況下可以把設(shè)計(jì)企業(yè)的協(xié)同工作分為基于數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)協(xié)同和基于流程的管理協(xié)同兩個(gè)層面,下文主要描述基于流程的協(xié)同[9]?！?/p>

本項(xiàng)目在施工圖設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行的多專業(yè)配合與協(xié)同，下表是各專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)過(guò)程中各專業(yè)提資及設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)會(huì)開展情況。(表1)本協(xié)作流是在原施工圖正向設(shè)計(jì)流程基礎(chǔ)上，結(jié)合BIM正向設(shè)計(jì)的特點(diǎn)總結(jié)而出[10]。

圖3 設(shè)計(jì)組人員組成

BIM技術(shù)支持組人員構(gòu)成：

BIM技術(shù)負(fù)責(zé)人：鄭昊；設(shè)計(jì)人：荊娜，陳景川，沈曉琳。

多專業(yè)配合樣例：

表1 多專業(yè)協(xié)同流程

序號(hào)專業(yè)配合工作提出專業(yè)接收專業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容BIM工作施工圖設(shè)計(jì)啟動(dòng)會(huì)1施工圖設(shè)計(jì)啟動(dòng)會(huì)全專業(yè)全專業(yè)明確設(shè)計(jì)內(nèi)容及注意事項(xiàng),明確設(shè)計(jì)原則和統(tǒng)一技術(shù)條件準(zhǔn)備各專業(yè)基礎(chǔ)中心文件;統(tǒng)一原點(diǎn),軸網(wǎng);確定各專業(yè)模型間的鏈接關(guān)系;2結(jié)構(gòu)建立第一版模型結(jié)構(gòu)建筑確定結(jié)構(gòu)主體施工圖階段設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)會(huì)3建筑提第一版提資視圖,防火分區(qū)建筑各專業(yè)作為機(jī)電專業(yè)設(shè)計(jì)的參照底圖結(jié)構(gòu)專業(yè)配合依據(jù)建筑鏈接結(jié)構(gòu)配合視圖;建筑視圖分三層,建模視圖、配合底圖視圖、出圖視圖,其中配合底圖視圖與出圖視圖為關(guān)聯(lián)視圖;請(qǐng)注意這是底圖,非建筑出圖視圖;4設(shè)備專業(yè)給各專業(yè)提機(jī)房、管井機(jī)電專業(yè)建筑管井、機(jī)房定位、面積需求請(qǐng)注意在提資視圖5結(jié)構(gòu)提資,梁柱資料結(jié)構(gòu)專業(yè)各專業(yè)明確開洞情況,同時(shí)明確梁高,機(jī)電專業(yè)在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)規(guī)避大梁;及時(shí)更新鏈接6管線初步綜合設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)、機(jī)電建筑根據(jù)初步設(shè)計(jì)對(duì)凈高要求復(fù)核各專業(yè)現(xiàn)有設(shè)計(jì)成果是否能滿足需求;同時(shí)對(duì)建筑平面設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化;BIM負(fù)責(zé)人協(xié)助建筑專業(yè)解決發(fā)現(xiàn)的問題施工圖階段設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)會(huì)7建筑提第二版提資視圖(平、立、剖),材料做法、防火分區(qū)建筑各專業(yè)根據(jù)上一輪設(shè)計(jì)討論后設(shè)計(jì)優(yōu)化的機(jī)電出圖配套視圖階段性BIM模型/模型歸檔8水、暖提資給電(用電量)水、暖電氣在專用提資視圖并顯著標(biāo)注9機(jī)電專業(yè)提資大于800的洞口、集水井、排水溝給建筑、結(jié)構(gòu)機(jī)電建筑、結(jié)構(gòu)在專用提資視圖并顯著標(biāo)注施工圖階段出圖協(xié)調(diào)會(huì)10建筑大樣繪制(衛(wèi)生間詳圖、電梯詳圖、樓梯、墻身大樣)建筑建筑大樣在建筑視圖中表達(dá)11建筑復(fù)核凈高,并繪制墻身大樣建筑建筑大樣12結(jié)構(gòu)繪制模板圖結(jié)構(gòu)各專業(yè)各專業(yè)復(fù)核橫向、豎向管線位置13管線綜合各專業(yè)各專業(yè)建筑再次復(fù)核凈高是否能滿足需求BIM負(fù)責(zé)人統(tǒng)一解決各專業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問題;BIM負(fù)責(zé)人組織管線綜合協(xié)調(diào)會(huì);14各專業(yè)修改優(yōu)化施工圖各專業(yè)各專業(yè)機(jī)電專業(yè)完成管線末端調(diào)整、利用施工圖模型直接生成圖紙、并基于該圖紙進(jìn)行注釋、標(biāo)注等圖紙細(xì)致化工作;15洞口復(fù)核結(jié)構(gòu)機(jī)電復(fù)核洞口確保留洞準(zhǔn)確16校對(duì)各專業(yè)各專業(yè)17由三維導(dǎo)出二維滿足政府各部分的審圖要求的全套圖紙各專業(yè)各專業(yè)完善圖紙說(shuō)明、復(fù)核圖紙缺漏完善出圖成果

圖4 步驟2、3：結(jié)構(gòu)提資建筑的配合視圖

圖5 步驟7：建筑的防火分區(qū)明確圖紙

圖6 步驟12：結(jié)構(gòu)繪制的模板圖

圖7 步驟14：各專業(yè)修改優(yōu)化施工圖

圖8 步驟14：各專業(yè)修改優(yōu)化施工圖(局部)

圖9 步驟10:繪制大樣

2.4 應(yīng)用軟件

結(jié)合該項(xiàng)目實(shí)際情況，本項(xiàng)目以Autodesk Revit 建模為主，在需要時(shí)應(yīng)用其他軟件加以輔助[11-12](表3)。

表2 BIM正向設(shè)計(jì)所需相關(guān)軟件

軟件工具設(shè)計(jì)階段公司軟件專業(yè)功能方案設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)施工圖設(shè)計(jì)TrimbleSketchup造型●●AutodeskRevit建筑結(jié)構(gòu)機(jī)電●●●Navisworks協(xié)調(diào)管理●●天正天正BIM建筑●●●鴻業(yè)HYBIMSPACE機(jī)電●●廣廈GSRevit結(jié)構(gòu)●●互聯(lián)立方Isbim機(jī)電●●

其中建筑設(shè)計(jì)主要應(yīng)用天正BIM軟件，在結(jié)構(gòu)出圖主要依托廣廈GSRevit軟件，在機(jī)電建模及管線綜合中主要應(yīng)用了鴻業(yè)BIMspace軟件，部分應(yīng)用了互聯(lián)立方的isbim插件。

配套族庫(kù)主要應(yīng)用于天正BIM和鴻業(yè)BIMSpace配套族庫(kù)，以上兩款軟件的配套族庫(kù)基本滿足70%設(shè)計(jì)需求，剩余30%族庫(kù)來(lái)自于我院歷年積累的項(xiàng)目族庫(kù)。

2.5 模型深度與標(biāo)準(zhǔn)

2.5.1 模型深度等級(jí)建立原則[13]

階段適用性原則：采用BIM進(jìn)行正向設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中的各個(gè)實(shí)施階段中，滿足當(dāng)前實(shí)施階段的設(shè)計(jì)深度表達(dá)和BIM應(yīng)用需求即可。

階段可繼承性原則：模型建立過(guò)程中，需要考慮到下一實(shí)施階段的可繼承性問題，預(yù)防設(shè)計(jì)工作的重復(fù)勞動(dòng)，提高工作效率。

階段成果滿足工程標(biāo)準(zhǔn)原則：模型建立后的形成的成果文件，需滿足現(xiàn)行有關(guān)工程文件的表達(dá)深度要求。

2.5.2 模型深度等級(jí)劃分概念

各專業(yè)工程對(duì)象單元設(shè)計(jì)深度由幾何圖形深度等級(jí)(LOD)[14]定義如下：

(1)LOD100等級(jí)：工程對(duì)象概念體量、符號(hào)模型建模，包含基本占位輪廓、粗略尺寸、方位、總體高度或線條、面積、體積區(qū)域。

(2)LOD200等級(jí)：工程對(duì)象單元近似形狀建模，具有關(guān)鍵輪廓控制尺寸，包含其最大尺寸和最大活動(dòng)范圍。

(3)LOD300等級(jí)：工程對(duì)象單元基本組成部件形狀建模，具有確定的尺寸，可識(shí)別的通用類型形狀特征，包含專業(yè)接口(或連接件)、尺寸、位置和色彩。能反映關(guān)鍵性的設(shè)計(jì)需求或施工要求。

(4)LOD400等級(jí)：工程對(duì)象單元安裝組成部件特征建模，具有準(zhǔn)確的尺寸，可識(shí)別的具體選用產(chǎn)品形狀特征，包含準(zhǔn)確的專業(yè)接口(或連接件)、尺寸、位置、色彩和紋理。

2.5.3 模型深度等級(jí)深度要求

模型信息內(nèi)容包括幾何信息和非幾何信息。

模型信息滿足階段性的需求，即工程設(shè)計(jì)的表達(dá)需求，BIM應(yīng)用需求、和圖紙文件所需要表達(dá)的工程文件編制深度需求等。

本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段滿足LOD300深度等級(jí)，在施工階段將設(shè)計(jì)院傳遞下來(lái)的模型深化至LOD400深度。

2.5.4 Revit出圖標(biāo)準(zhǔn)制定

是否有個(gè)好用的Revit樣板是項(xiàng)目能否順利實(shí)施的前置條件(圖10)。為保證項(xiàng)目的順利出圖，我們針對(duì)單位、文字樣式，尺寸樣式等基礎(chǔ)設(shè)置內(nèi)容，以及線樣式、對(duì)象樣式、 圖層顏色、出圖設(shè)置等內(nèi)容統(tǒng)一設(shè)置(圖11)，形成符合本項(xiàng)目特點(diǎn)的出圖樣板。

圖10 Revit出圖模板

圖11 revit線型線寬設(shè)置

3 BIM輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用

3.1 建筑專業(yè)BIM應(yīng)用

3.1.1 雙曲幕墻建筑邊線定位

本項(xiàng)目立面為優(yōu)美的雙曲幕墻 ，每層樓板邊緣都不一致，邊緣定位困難[15]。如采用傳統(tǒng)CAD方式，根據(jù)立面確定逐層收分，不僅效率低下而且不準(zhǔn)確。本項(xiàng)目通過(guò)外方提供的幕墻模型與圖紙[16]，經(jīng)模型深化，逐層定位樓板邊緣，確保樓板邊緣的準(zhǔn)確性，成果如圖12。

圖12 雙曲幕墻的建筑樓板邊線定位

3.1.2 室外景觀模擬與幕墻優(yōu)化

本項(xiàng)目地上建筑為三棟超高層辦公樓，設(shè)計(jì)人員利用BIM模型對(duì)該樓幕墻觀感性進(jìn)行評(píng)估。制作了室內(nèi)VR 360全景制作，力求真實(shí)反映從從B棟看A棟和C棟的景觀與立面效果。實(shí)施效果如圖13。

圖13 室內(nèi)外幕墻效果觀感模擬

3.1.3 坡道、夾層施工圖BIM協(xié)同設(shè)計(jì)與復(fù)核

圖14 坡道夾層協(xié)同設(shè)計(jì)

該位置夾層非常復(fù)雜(如圖14), 通過(guò)搭建三維模型，發(fā)現(xiàn)凈高不滿足要求的地方，在模型推敲多種解決方案，直至徹底解決問題。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式只能通過(guò)畫剖面來(lái)解決，不直觀且設(shè)計(jì)效率低下，無(wú)法全面真實(shí)反饋實(shí)際問題。通過(guò)BIM模型協(xié)同的方式能夠暴露設(shè)計(jì)缺陷，幫助設(shè)計(jì)師綜合權(quán)衡找到一條較好的解決方案[3]。

3.2 結(jié)構(gòu)專業(yè)BIM應(yīng)用

3.2.1 斜柱定位

本項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)柱全部為斜柱，定位困難。如何有效定位斜柱、確保結(jié)構(gòu)計(jì)算的正確性和結(jié)構(gòu)體系的安全性是本項(xiàng)目的一大難題。因此我們采用BIM技術(shù)輔助結(jié)構(gòu)豎向定位，確保計(jì)算模型中斜柱位置與雙曲幕墻保持一致性(圖15)。

圖15 結(jié)構(gòu)斜柱定位流程

3.2.2 結(jié)構(gòu)正向設(shè)計(jì)示意圖

本項(xiàng)目嘗試了廣東省院與廣廈科技聯(lián)合開發(fā)的GSRevit結(jié)構(gòu)正向設(shè)計(jì)軟件，實(shí)現(xiàn)了部分模型出圖。結(jié)構(gòu)正向設(shè)計(jì)流程如圖16。使用GSRevit之前，我們只能采用設(shè)計(jì)師出圖+建模的方式滿足BIM對(duì)結(jié)構(gòu)的需求，在應(yīng)用GSRevit軟件之后，我們?cè)O(shè)計(jì)模型與計(jì)算模型融為一體，減少了后期建模與模型調(diào)整的時(shí)間，進(jìn)一步釋放設(shè)計(jì)人員的工作量。

圖16 結(jié)構(gòu)正向設(shè)計(jì)流程

3.2.3 精確預(yù)留結(jié)構(gòu)孔洞設(shè)計(jì)流程

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式中預(yù)留預(yù)埋是由機(jī)電安裝單位與土建總包團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)的，易出現(xiàn)洞口留錯(cuò)、留漏的問題。本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行基于BIM的管線綜合和預(yù)留孔洞設(shè)計(jì)，所留洞口經(jīng)結(jié)構(gòu)專業(yè)復(fù)核，開洞大小及不會(huì)影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度后出留洞圖給施工單位(如圖17)。施工單位僅需按模型位置留洞，避免洞口留錯(cuò)留漏的問題。

圖17 項(xiàng)目留洞流程

3.3.4 專項(xiàng)報(bào)告-重點(diǎn)管控位置復(fù)核

通過(guò)對(duì)復(fù)雜位置的模型復(fù)核與重點(diǎn)審查(圖18)，可以幫助設(shè)計(jì)人員和業(yè)主掌握該處的凈高、空間情況。減少設(shè)計(jì)出錯(cuò)的可能、同時(shí)幫助施工人員理解設(shè)計(jì)意圖。該項(xiàng)工作極大減少了發(fā)生設(shè)計(jì)變更的可能性，也是確保設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要支撐。

圖18 復(fù)雜設(shè)計(jì)部位的BIM驗(yàn)證

3.3.5 地質(zhì)模型的建立以及樁基礎(chǔ)復(fù)核

通過(guò)搭建地質(zhì)模型(圖19)，幫助設(shè)計(jì)人員評(píng)估樁基樁長(zhǎng)情況，確保每根樁都打入地基持力層[16]。本項(xiàng)目位于前海填海區(qū)，地質(zhì)情況復(fù)雜，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求高。通過(guò)該項(xiàng)復(fù)核工作，我們可以了解本項(xiàng)目的樁基設(shè)計(jì)是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范，端承樁是否打入持力層。

圖19 樁長(zhǎng)樁基礎(chǔ)復(fù)核

3.3 施工階段應(yīng)用

3.3.1 BIM施工場(chǎng)地布置

BIM平面布置直觀、用于前期場(chǎng)地策劃，可有效利用現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地，對(duì)施工前期準(zhǔn)備幫助很大。成果如圖20。該項(xiàng)應(yīng)用顯著提升了施工人員對(duì)項(xiàng)目的了解程度，較平面更直觀方便[17]。

圖20 項(xiàng)目施工場(chǎng)地布置

3.3.2 BIM施工塔吊模擬

通過(guò)模擬塔吊爬升情況，合理安排塔吊爬升進(jìn)度，避免塔吊搖臂碰撞風(fēng)險(xiǎn)(圖21)。

圖21 塔吊模擬

3.4 VR、AR技術(shù)輔助設(shè)計(jì)與定位

3.4.1 VR應(yīng)用

根據(jù)室內(nèi)精裝方案，分院利用BIM模型快速拉出室內(nèi)精裝模型，導(dǎo)入VR軟件進(jìn)行瀏覽，該技術(shù)成本低，效果較好，具有一定的新穎性(圖22)。

圖22 VR模擬

3.4.2 管線綜合圖——AR顯示

AR顯示解決了管線綜合圖過(guò)于凌亂的痛點(diǎn)，解決了施工人員不方便查看模型的問題，方便在施工過(guò)程中使用模型(圖23)。

圖23 通過(guò)圖紙掃描即可實(shí)現(xiàn)AR呈現(xiàn)

3.4.3 球圖應(yīng)用

通過(guò)搭建重點(diǎn)部位的球圖(圖24)，可以幫助設(shè)計(jì)人員評(píng)估該位置360°空間觀感。

圖24 球圖應(yīng)用

3.5 4D施工模擬技術(shù)

圍繞同一個(gè)模型和同一個(gè)計(jì)劃可以方便展開設(shè)計(jì)、計(jì)劃、成本、質(zhì)量信息業(yè)務(wù)。通過(guò)施工模擬復(fù)核施工單位的施工進(jìn)度計(jì)劃，從而有效降低施工過(guò)程中的返工。利用BIM技術(shù)模擬施工總控計(jì)劃，結(jié)合BIM模型上負(fù)載的時(shí)間、進(jìn)度、工程量信息，對(duì)施工過(guò)程中需要投入的資源、總體施工節(jié)奏進(jìn)行更加直觀的呈現(xiàn)，既可以為施工資源投入進(jìn)行均衡性評(píng)估，也為計(jì)劃和調(diào)整提供數(shù)據(jù)支持，還可以針對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)制定應(yīng)急預(yù)案，最終提高計(jì)劃的可實(shí)施性(圖25)。

圖25 4D施工模擬

3.6 質(zhì)量安全管理

基于BIM的項(xiàng)目管理軟件可以提升項(xiàng)目的精細(xì)化管理水平(圖26)，通過(guò)該平臺(tái)，可將現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的或問題與模型對(duì)接，通過(guò)收集等設(shè)備實(shí)時(shí)發(fā)送上傳，基于云實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，并通過(guò)多種表現(xiàn)形式在模型中顯示現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，協(xié)助管理人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問題進(jìn)行直觀管理。平臺(tái)支持追蹤問題的處理過(guò)程，直至歸檔結(jié)束，既起到了問題的督促作用，又有效防止管理中的遺漏現(xiàn)象，提高了質(zhì)量安全管理的靈活性和可靠性[18]。

圖26 質(zhì)量安全管理手機(jī)端

4 應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

(1) 從設(shè)計(jì)質(zhì)量層面來(lái)說(shuō)，本項(xiàng)目采用 BIM 正向設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，兼顧造型、節(jié)能、環(huán)保等多方優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)業(yè)主需求。通過(guò)BIM可視化特點(diǎn)累計(jì)發(fā)現(xiàn)超過(guò)100條問題意見，在施工過(guò)程中設(shè)計(jì)變更顯著少于同類項(xiàng)目30%以上，有效減少現(xiàn)場(chǎng)的返工與浪費(fèi)。

(2) 從設(shè)計(jì)效率層面來(lái)說(shuō)，從正向設(shè)計(jì)中獲得效益不簡(jiǎn)單地是從單專業(yè)或者個(gè)人設(shè)計(jì)效率中獲得效益，而是從多專業(yè)協(xié)同中獲得更高的效率。從而在整個(gè)設(shè)計(jì)周期中做到比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式更快更好。

(3) 基于高細(xì)度的BIM模型，設(shè)計(jì)、施工團(tuán)隊(duì)共同協(xié)同與優(yōu)化，目前全樓平均凈高提升200mm以上?？紤]項(xiàng)目位于深圳前海核心區(qū)的地理位置，創(chuàng)造了設(shè)計(jì)口碑。

(4) 在深化設(shè)計(jì)階段協(xié)調(diào)各專業(yè)排布、全面考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的不利因素，提前修改、提前規(guī)避返工或拆改，確?，F(xiàn)場(chǎng)能按圖施工，保證了工期進(jìn)度。

(5) 綜合效益層面，本項(xiàng)目秉承 BIM 落地實(shí)施的理念，通過(guò)全參與方分共同努力，形成了可實(shí)施、可推廣、可創(chuàng)效的高品質(zhì)設(shè)計(jì)-施工BIM協(xié)同之路。

BIM使更多的信息被儲(chǔ)存在同一地方。擁有一個(gè)能夠自動(dòng)更新所有圖紙的動(dòng)態(tài)模型可以為建筑師節(jié)約更多時(shí)間,減少倉(cāng)促的變更也使他們有更多時(shí)間去考慮其他問題。BIM不僅是個(gè)創(chuàng)建文檔的軟件,也是一個(gè)可以在設(shè)計(jì)的不同階段輔助設(shè)計(jì)的工具。它支持渲染以加強(qiáng)與客戶的交流,也支持可視化來(lái)完成設(shè)計(jì)工程團(tuán)隊(duì)內(nèi)的決策。任務(wù)間的流動(dòng)性可以節(jié)約成本和精力,而且對(duì)施工期間的協(xié)調(diào)也有幫助[19]。

5 總結(jié)

5.1 創(chuàng)新

本工程站在設(shè)計(jì)施工的角度實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目全生命周期的BIM技術(shù)應(yīng)用，BIM技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)眾多，實(shí)現(xiàn)了全專業(yè)的應(yīng)用。本項(xiàng)目從BIM正向設(shè)計(jì)、BIM輔助設(shè)計(jì)等角度全面推進(jìn)工程應(yīng)用，降低了損耗，取得了不錯(cuò)的效益。

應(yīng)用BM技術(shù),可大幅度提高建筑工程的集成化程度,促進(jìn)建筑業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變,提高投資、設(shè)計(jì)、施工乃至整個(gè)工程生命期的質(zhì)量和效率,提升科學(xué)決策和管理水平。對(duì)于投資,有助于業(yè)主提升對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的掌控能力和科學(xué)管理水平、提高效率縮短工期、降低投資風(fēng)險(xiǎn);對(duì)于設(shè)計(jì),支撐可持續(xù)設(shè)計(jì)、強(qiáng)化設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)、減少因“錯(cuò)缺、漏、碰”導(dǎo)致的設(shè)計(jì)變更,促進(jìn)設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升;對(duì)于施工,支撐工業(yè)化建造和綠色施工、優(yōu)化施工方案,促進(jìn)工程項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理、提高工程質(zhì)量、降低成本和安全風(fēng)險(xiǎn);對(duì)于運(yùn)維,有助于提高資產(chǎn)管理以及物業(yè)使用和應(yīng)急管理水平[20]。

本項(xiàng)目期望通過(guò)建筑信息模型(BIM)與建設(shè)管理模式的協(xié)同和融合過(guò)程,并結(jié)合大型復(fù)雜群體項(xiàng)目的特點(diǎn)和難點(diǎn),梳理和建立一系列的流程,找出一種有效集成的管理方式改變傳統(tǒng)模式種種弊端,推進(jìn)傳統(tǒng)建設(shè)管理模式的變革[21]。

5.2 展望

盡管本項(xiàng)目的BIM應(yīng)用覆蓋建設(shè)階段全生命周期和全專業(yè)，但在項(xiàng)目級(jí)BIM應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化、大數(shù)據(jù)的分析匯總、與其他行業(yè)的數(shù)據(jù)交換方面還有進(jìn)一步的研究空間，希望本項(xiàng)目的BIM及時(shí)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)転槿蘸驜IM技術(shù)的發(fā)展起到推動(dòng)作用。