BIM技術(shù)在萬(wàn)科廣場(chǎng)項(xiàng)目的應(yīng)用研究

尹靈宇

（中鐵十九局集團(tuán)第五工程有限公司，遼寧大連 116100）

0 引言

BIM 技術(shù)的發(fā)源地是美國(guó)，在建筑設(shè)計(jì)上應(yīng)用十分廣泛，歐美地區(qū)較早在建筑行業(yè)中運(yùn)用現(xiàn)代化信息技術(shù)，BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。BIM 技術(shù)可以用于建筑工程的全生命周期管理，主要包括建筑信息模型（Building Information Modeling）與建筑信息管理（Building Information Management）兩個(gè)部分，它是以工程項(xiàng)目的各個(gè)關(guān)鍵信息數(shù)據(jù)為參數(shù)來(lái)建立建筑物的三維模型，而且還能對(duì)建筑工程項(xiàng)目的局部進(jìn)行模擬，然后利用仿真技術(shù)來(lái)模擬整個(gè)建筑物的真實(shí)信息，便于施工者有效的對(duì)整個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行比對(duì)，提高建筑施工的管理效率。通過(guò)BIM 技術(shù)還可以將不同的項(xiàng)目進(jìn)行全真模擬與整合，便于施工人員模擬建筑工程的施工行為過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)施工技術(shù)人員對(duì)項(xiàng)目施工的信息及時(shí)共享與溝通，及時(shí)對(duì)建筑施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題做出正確的理解與應(yīng)對(duì)，使得建筑施工的成本、效率與工期得到合理的控制。

1 BIM 技術(shù)在建設(shè)工程中的重要性

（1）建筑圖紙的深化設(shè)計(jì)。對(duì)空間布局復(fù)雜、系統(tǒng)繁多的建筑物內(nèi)部空間，采用BIM 技術(shù)可以對(duì)其進(jìn)行三維立體模擬與碰撞校核操作，便于施工管理人員對(duì)建筑施工的工況進(jìn)行模擬與校核，保證建筑施工的設(shè)計(jì)方案能夠正常的運(yùn)行與實(shí)施，并通過(guò)BIM 技術(shù)的三維建模來(lái)發(fā)現(xiàn)施工中可能存在的問(wèn)題，并及時(shí)進(jìn)行處理與提出改進(jìn)意見(jiàn)，減少后期施工中的變更與返工。

（2）多專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)。通過(guò)對(duì)整個(gè)建筑工程的施工全過(guò)程進(jìn)行模擬分析，可以便于對(duì)各個(gè)專(zhuān)業(yè)分包單位進(jìn)行組織協(xié)調(diào)，提高整體施工的效率。

（3）現(xiàn)場(chǎng)布置優(yōu)化。通過(guò)采用BIM 技術(shù)建立三維的施工現(xiàn)場(chǎng)模型，依據(jù)提前設(shè)計(jì)好的施工進(jìn)度計(jì)劃，可以形象的模擬各個(gè)施工階段與施工現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)狀，進(jìn)而達(dá)到對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)平面的靈活布置。

（4）進(jìn)度優(yōu)化。利用BIM 三維模型可以將施工的進(jìn)度計(jì)劃與工程構(gòu)件進(jìn)行動(dòng)態(tài)鏈接，將整個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)與施工計(jì)劃結(jié)合在一起，達(dá)到對(duì)施工過(guò)程精準(zhǔn)跟蹤、控制與管理，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目進(jìn)度過(guò)程的管理。

（5）現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理。利用BIM 技術(shù)除了可以對(duì)施工前的過(guò)程進(jìn)行模擬，還可以對(duì)BIM 模型與施工過(guò)程、作業(yè)的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，減少施工過(guò)程中出現(xiàn)的多種錯(cuò)誤，降低項(xiàng)目管理的成本。

（6）資源計(jì)劃及成本管理。通過(guò)建立BIM 技術(shù)建立建筑信息模型，將每一個(gè)過(guò)程都進(jìn)行詳細(xì)的控制，將施工的進(jìn)度信息、成本信息與三維模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)整合分析，可詳細(xì)的對(duì)每一個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行分析，達(dá)到對(duì)施工成本進(jìn)行控制的目的。

（7）形象展示。利用BIM 技術(shù)可以對(duì)整個(gè)施工模型進(jìn)行模擬，可配合企業(yè)宣傳要求，結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)施要求，制作項(xiàng)目的圖像及視頻格式文件，達(dá)到對(duì)整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行展示的目標(biāo)。

2 BIM 技術(shù)在萬(wàn)科廣場(chǎng)項(xiàng)目上的應(yīng)用分析

山西太原萬(wàn)科廣場(chǎng)項(xiàng)目位于火車(chē)南站對(duì)面，施工地區(qū)人口流量大，交通比較復(fù)雜，社會(huì)影響較大，項(xiàng)目的總建筑面積為156 982.69 m2，造型及設(shè)計(jì)工藝復(fù)雜，涉及人防、鋼結(jié)構(gòu)、勁性混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土等多種施工工藝，建筑圖紙發(fā)放相對(duì)滯后且工期要求緊張，導(dǎo)致各個(gè)部門(mén)之間的協(xié)作存在一定的困難，施工具有一定難度，迫切需要提高建筑施工的效率，需要對(duì)“利用BIM 技術(shù)以提高工程各項(xiàng)管理水平”進(jìn)行深入研究，通過(guò)進(jìn)行工程調(diào)研和資料調(diào)研，收集工程的地勘、設(shè)計(jì)、施工等資料以及國(guó)內(nèi)外相關(guān)BIM 技術(shù)研究、應(yīng)用成果并對(duì)資料進(jìn)行歸納、總結(jié)分析。針對(duì)山西太原萬(wàn)科廣場(chǎng)項(xiàng)目工程的設(shè)計(jì)、施工中突出的難點(diǎn)和各類(lèi)控制點(diǎn)制定詳細(xì)的BIM 技術(shù)應(yīng)用的大綱、計(jì)劃和實(shí)施方案，以提高項(xiàng)目的施工效率。

2.1 全信息多維模型建立與分析

（1）建筑全信息模型的建立。考慮到在施工過(guò)程中，需要對(duì)整個(gè)建筑的每一個(gè)部分都進(jìn)行分析，如何迅速高效建立符合施工使用要求的全信息模型，為后續(xù)施工提供數(shù)據(jù)支撐，在輸入相應(yīng)的參數(shù)之后，采用BIM 技術(shù)來(lái)構(gòu)建建筑三維信息模型，對(duì)主體結(jié)構(gòu)、細(xì)部構(gòu)件、施工重難點(diǎn)部位等建立三維可視化模型，清晰顯示項(xiàng)目的詳細(xì)構(gòu)造，便于施工人員查看。例如，在人防、鋼結(jié)構(gòu)、勁性混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土等難點(diǎn)部分施工之前，通過(guò)BIM 技術(shù)快速構(gòu)建各個(gè)部位的模型，便于施工人員能快速的掌握內(nèi)部信息，使之能順利的應(yīng)用于后續(xù)各項(xiàng)功能，進(jìn)行交底、施工、檢測(cè)等。

（2）優(yōu)化施工設(shè)計(jì)。在三維模型設(shè)計(jì)的過(guò)程中，充分運(yùn)用BIM 三維可視化的特點(diǎn)，降低識(shí)圖誤差，提高識(shí)圖效果，利用BIM 的三維技術(shù)構(gòu)建清晰的模型結(jié)構(gòu)部件，在前期進(jìn)行構(gòu)件碰撞檢查，直觀(guān)解決空間關(guān)系沖突，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)的各個(gè)邊角、細(xì)小的錯(cuò)誤，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)、具體的施工要求，減少在建筑施工階段可能存在的錯(cuò)誤和返工的概率，進(jìn)而也能夠降低建筑施工成本。

（3）利用模型指導(dǎo)后期施工。如何運(yùn)用已建BIM 模型有效指導(dǎo)后續(xù)施工也是建筑施工的關(guān)鍵，利用BIM 工具，輸入每一個(gè)建筑部位的參數(shù)，構(gòu)建清晰的建筑結(jié)構(gòu)模型圖，這樣施工人員就可以利用BIM 全信息模型圖與施工過(guò)程進(jìn)行比對(duì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中存在問(wèn)題，從而能夠提高施工的效率。例如，在工程的項(xiàng)目土建施工過(guò)程中，采用BIM 技術(shù)建模，將詳細(xì)的數(shù)據(jù)等都明確的標(biāo)注出來(lái)，有利用施工人員查看、施工，有利于對(duì)交底、施工、檢測(cè)等進(jìn)行分析。

2.2 虛擬動(dòng)態(tài)施工模擬分析

虛擬動(dòng)態(tài)施工模擬可以充分的了解整個(gè)項(xiàng)目的施工過(guò)程，便于在施工中發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目存在的問(wèn)題，并提出具體的調(diào)整措施，以土建細(xì)部構(gòu)造為例，對(duì)施工的過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬分析，在利用Revit 三維模型的基礎(chǔ)上，運(yùn)用NavisWorks 軟件加入時(shí)間維度，就可以進(jìn)行進(jìn)度模擬施工，在具體的施工中，應(yīng)考慮如下問(wèn)題。

（1）現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)景的構(gòu)建。在NavisWorks 軟件中，設(shè)置各項(xiàng)施工的參數(shù)以達(dá)到與實(shí)際施工過(guò)程高度吻合的目的，根據(jù)各項(xiàng)施工工序的參數(shù)，對(duì)各項(xiàng)目進(jìn)行拆分與BIM 模型的關(guān)聯(lián)，建立各個(gè)分解部分的模型，逼真地模擬現(xiàn)實(shí)施工中的工序場(chǎng)景，這樣就可以動(dòng)態(tài)對(duì)各個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行模擬。采用動(dòng)態(tài)施工模擬可查看施工進(jìn)度是否與預(yù)期規(guī)定的目標(biāo)一致，項(xiàng)目的施工安排是否合理有效。采用動(dòng)態(tài)模擬施工并對(duì)施工進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，可以減少施工中可能出現(xiàn)的沖突、返工等問(wèn)題，避免施工方案與施工順序不夠合理，從而造成的施工質(zhì)量與安全的問(wèn)題，同時(shí)有助于縮短工期并控制施工成本。

根據(jù)模擬現(xiàn)場(chǎng)施工方案，為施工方案的指定提供推敲依據(jù)，且方案成型后對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行交底，采用Revit 來(lái)完成基礎(chǔ)建模工作，NavisWorks 完成模型整合及項(xiàng)目方案演示工作。在具體的參數(shù)設(shè)置中，要嚴(yán)格的按照建筑圖紙的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置，如果虛擬模擬與實(shí)際工況、工序不符，則模擬將失去實(shí)際意義，甚至?xí)㈠e(cuò)誤信息反饋至施工技術(shù)人員，使得整個(gè)施工出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致施工出現(xiàn)重大問(wèn)題。因此，如何設(shè)置正確有效的模擬參數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)模擬非常重要，需要嚴(yán)格的按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置，在構(gòu)建出的部分模型時(shí)，需要與建筑設(shè)計(jì)的總體要求進(jìn)行認(rèn)真的比對(duì)。

（2）施工進(jìn)度與造價(jià)控制。通過(guò)前期資料的收集，制作完整的BIM 模型，并依據(jù)BIM 模型制定完整可行的施工方案，依托項(xiàng)目4D 模型隨時(shí)查看當(dāng)前日期、計(jì)劃、進(jìn)度與實(shí)際進(jìn)度進(jìn)行對(duì)比。運(yùn)用NavisWorks 構(gòu)建項(xiàng)目施工的全信息模型，對(duì)每一個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行分解，可以為項(xiàng)目管理提供施工計(jì)劃制訂，并對(duì)每一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)度的成本、造價(jià)進(jìn)行有效控制。①通過(guò)施工計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)展的對(duì)比，分析項(xiàng)目進(jìn)度中存在的問(wèn)題，制訂施工計(jì)劃，從而達(dá)到對(duì)項(xiàng)目施工進(jìn)度的實(shí)時(shí)控制；②通過(guò)全信息模型分析工程的施工量，依托項(xiàng)目4D 模型對(duì)模型構(gòu)件進(jìn)行定額的關(guān)聯(lián)工作，計(jì)算整個(gè)項(xiàng)目的資金需求計(jì)劃，結(jié)合工程量進(jìn)行造價(jià)控制，有利于控制項(xiàng)目的成本。

2.3 項(xiàng)目施工的優(yōu)化

采用BIM 技術(shù)對(duì)整個(gè)施工項(xiàng)目的優(yōu)化管理，就是對(duì)整個(gè)建筑施工項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工的過(guò)程進(jìn)行不斷優(yōu)化，BIM 模型提供了建筑物的實(shí)際存在的信息，包括幾何信息、物理信息、規(guī)則信息等各項(xiàng)信息，在BIM 可視化的基礎(chǔ)上對(duì)萬(wàn)科廣場(chǎng)項(xiàng)目中施工難度比較大和施工問(wèn)題比較多的地方進(jìn)行模擬分析，不斷的對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化，縮短施工的進(jìn)度，從而帶來(lái)工期和造價(jià)上的效益。而且，運(yùn)用NavisWorks 還可以進(jìn)行第三人漫游的方式，對(duì)整個(gè)建筑項(xiàng)目的周?chē)踩雷o(hù)部署問(wèn)題進(jìn)行檢查，以提高項(xiàng)目安全管理效率。例如，利用第三人漫游的方式可以對(duì)建筑設(shè)計(jì)的圖紙、參數(shù)等進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其中的問(wèn)題，例如對(duì)商業(yè)走道的管道密集度進(jìn)行檢測(cè)，分析其高度是否滿(mǎn)足要求，并且結(jié)合具體的施工背景進(jìn)行處理，從而能夠提高建筑施工的效果。

2.4 三維模型渲染技術(shù)

在山西太原萬(wàn)科廣場(chǎng)項(xiàng)目進(jìn)行宣傳時(shí)，為了提高項(xiàng)目的宣傳效果，在BIM 模型基礎(chǔ)上對(duì)項(xiàng)目模型進(jìn)行三維渲染處理，模擬真實(shí)環(huán)境，以提升宣傳力度，采用虛擬現(xiàn)實(shí)渲染技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作具有真實(shí)感的宣傳畫(huà)面，給用戶(hù)以真實(shí)感和直接的視覺(jué)沖擊，增強(qiáng)用戶(hù)的體驗(yàn)感。依照勘察設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工等工程文件資料，創(chuàng)建具有建筑信息的BIM 多維模型，然后通過(guò)模型的動(dòng)態(tài)構(gòu)建來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際施工流程的仿真模擬，創(chuàng)建好的BIM 模型可以作為二次渲染開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，大大提高了三維渲染效果的精度與效率，給業(yè)主更為直觀(guān)的宣傳、介紹與分享，提升承包單位的投標(biāo)競(jìng)爭(zhēng)力。

2.5 實(shí)時(shí)信息管理應(yīng)用

運(yùn)用BIM 技術(shù)可以增加項(xiàng)目施工信息傳遞和分發(fā)效率，使得建筑施工項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)管理、風(fēng)險(xiǎn)管理的數(shù)據(jù)源收集更高效、便捷，通過(guò)集中的信息處理方法，詳細(xì)地對(duì)施工的每一個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行分解，便于施工人員對(duì)整個(gè)項(xiàng)目施工過(guò)程進(jìn)行分析與管理，使得部分施工過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化后實(shí)現(xiàn)“電算化”，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，實(shí)時(shí)掌握工程動(dòng)態(tài)，跟蹤BIM 應(yīng)用控制點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整研究方案和研究進(jìn)度，指導(dǎo)復(fù)雜工況條件下的工程施工，注重BIM 技術(shù)負(fù)責(zé)人員與施工技術(shù)人員及時(shí)溝通、協(xié)調(diào)，針對(duì)典型復(fù)雜施工工況及時(shí)反饋，提高決策效率。

3 結(jié)束語(yǔ)

BIM 技術(shù)具有信息完備性、信息關(guān)聯(lián)性、信息一致性、可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、可優(yōu)化性的優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)用BIM 技術(shù)對(duì)項(xiàng)目施工過(guò)程模擬和質(zhì)量控制、成本控制的可視化施工模型，可將傳統(tǒng)的線(xiàn)條式的構(gòu)件連接在一起，形成三維立體實(shí)物模型，給人以真實(shí)的體驗(yàn)。在山西太原萬(wàn)科廣場(chǎng)項(xiàng)目利用BIM 技術(shù)構(gòu)建建筑物的幾何模型和施工過(guò)程模型，可以對(duì)項(xiàng)目的施工方案進(jìn)行實(shí)時(shí)、逼真的模擬，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)在實(shí)際施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)已有的施工方案進(jìn)行驗(yàn)證。經(jīng)過(guò)優(yōu)化操作，提前避免和減少返工以及資源浪費(fèi)現(xiàn)象，保證了項(xiàng)目的施工進(jìn)度，并節(jié)省了施工成本。