BIM技術(shù)在新建教學(xué)樓項(xiàng)目中的應(yīng)用研究

司子輝，柴 苗，葉旭華

（廣州華夏職業(yè)學(xué)院 廣州510935）

0 引言

BIM技術(shù)在建筑行業(yè)越來越重要，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，國(guó)家政策的鼓勵(lì)推動(dòng)，如“十三五”規(guī)劃中明確提出要全面提高建筑行業(yè)信息化水平，加強(qiáng)建筑業(yè)數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化、智能化的應(yīng)用能力。將BIM 應(yīng)用于工程造價(jià)管理相結(jié)合，為推動(dòng)BIM技術(shù)在工程造價(jià)中的發(fā)展創(chuàng)造良好的條件［1-3］。BIM技術(shù)在項(xiàng)目管理過程中的應(yīng)用，逐漸由各個(gè)階段擴(kuò)大到全生命周期全過程應(yīng)用。設(shè)計(jì)階段的方案設(shè)計(jì)到全專業(yè)、全過程的協(xié)同設(shè)計(jì)；施工階段的進(jìn)度控制、安全控制、質(zhì)量控制等方面的應(yīng)用。建筑行業(yè)中的設(shè)計(jì)階段和施工階段是非常重要的兩個(gè)階段，通常項(xiàng)目都會(huì)存在工期緊張，經(jīng)費(fèi)不足等問題。傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)在施工過程中也常常存在設(shè)計(jì)不合理，施工進(jìn)度不能合理的安排，設(shè)計(jì)圖紙和實(shí)際工程不符，造成不斷返工。這樣會(huì)造成效率低，造價(jià)成本升高的現(xiàn)象。由于建筑產(chǎn)品的單一性、大額性，迫切需要提高建筑設(shè)計(jì)階段和施工階段的效率和質(zhì)量。如何利用BIM 技術(shù)，完美的把二維設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)化成三維設(shè)計(jì)圖紙，并且結(jié)合BIM 技術(shù)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)BIM 數(shù)據(jù)庫(kù)的共享性和動(dòng)態(tài)性，成為建筑工程設(shè)計(jì)相關(guān)工作人員面臨的一大難題。

1 BIM 技術(shù)概述

建筑信息模型（Building Information Modeling）簡(jiǎn)稱BIM，是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具，通過對(duì)建筑的數(shù)據(jù)化、信息化模型整合，在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過程中進(jìn)行共享和傳遞，使工程技術(shù)人員對(duì)各種建筑信息作出正確理解和高效應(yīng)對(duì)，為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及包括建筑、運(yùn)營(yíng)單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用。Autodesk公司在2002年提出BIM 技術(shù)的概念得到業(yè)界的廣泛認(rèn)可，BIM 技術(shù)的出現(xiàn)幫助實(shí)現(xiàn)建筑信息的共享，從建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行直至建筑全壽命周期的終結(jié)，各種信息整合在一個(gè)三維模型信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、施工單位、設(shè)施運(yùn)營(yíng)部門和業(yè)主等各方人員可以基于BIM 進(jìn)行協(xié)同管理，有效提高工作效率、節(jié)省資源、降低成本、以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。BIM 技術(shù)越來越受建筑行業(yè)的青睞，因?yàn)锽IM 技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)建筑行業(yè)來說，也是一場(chǎng)革命［4-6］。國(guó)家政策也大力鼓勵(lì)和發(fā)展BIM 技術(shù)，一些知名企業(yè)也先后成立BIM 研究中心，鼓勵(lì)工程師或工程技術(shù)人員參考BIM 培訓(xùn)考試，特別是造價(jià)工程師，BIM 技術(shù)的應(yīng)用顯得更為重要。

BIM 技術(shù)的應(yīng)用，不僅受到科研學(xué)術(shù)的推動(dòng)，也受到行業(yè)發(fā)展需求的影響。有計(jì)算機(jī)軟硬件的影響，也有軟件公司大力推廣的作用。Autodesk 公司、比特力公司等陸續(xù)推出了BIM 軟件，并在全球取得顯著性的成果?，F(xiàn)在BIM 技術(shù)已經(jīng)成為建筑行業(yè)中不可或缺的工具。

2010年，韓國(guó)公共采購(gòu)服務(wù)中心發(fā)布BIM 技術(shù)應(yīng)用路線圖，以擴(kuò)大BIM的應(yīng)用范圍，做好市場(chǎng)推廣作為短期目標(biāo)；在500 億韓元以上的公共建筑項(xiàng)目中構(gòu)建BIM 系統(tǒng)，以提高造價(jià)管理水平作為中期目標(biāo)；以在全部公共項(xiàng)目中運(yùn)用BIM 進(jìn)行施工、造價(jià)、合同等協(xié)同管理，實(shí)現(xiàn)行業(yè)的革新作為長(zhǎng)期目標(biāo)。日本建筑學(xué)會(huì)在2012年也發(fā)布了建筑行業(yè)的BIM 應(yīng)用指南，對(duì)設(shè)計(jì)單位和施工單位全過程管理給出了詳盡的指導(dǎo)，包括設(shè)計(jì)流程、數(shù)據(jù)處理、工程預(yù)算、BIM 團(tuán)隊(duì)建設(shè)等方面［7-10］。BIM 技術(shù)的迅速崛起，給工程造價(jià)行業(yè)造成了很大影響，特別是推動(dòng)了造價(jià)咨詢行業(yè)的發(fā)展，一個(gè)高級(jí)造價(jià)工程師利用BIM 技術(shù)，解決了工程量的核對(duì)不準(zhǔn)確的難題。

2 研究方法

廣州華夏職業(yè)學(xué)院B1 教學(xué)綜合樓及創(chuàng)業(yè)大廈作為新建工程，針對(duì)此2 棟建筑物在工程建設(shè)主要階段中如何應(yīng)用BIM 技術(shù)進(jìn)行研究。

研究方法流程如圖1 所示。

圖1 研究方法流程Fig.1 Research Method Flow Chart

3 BIM 技術(shù)應(yīng)用案例分析

廣州華夏職業(yè)學(xué)院B1 教學(xué)樓，位于廣州市從化區(qū)，屬于多層民用建筑，建筑總面積：3 041.93 m2，基底面積772.66 m2，地上3 041.93 m2，建筑層數(shù)為5 層，建筑高度為0.3+18.8 m，該建筑采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。利用BIM 技術(shù)對(duì)B1 教學(xué)樓搭建了建筑模型如圖2 所示，機(jī)電模型如圖3 所示，并對(duì)門窗工程量做了準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)（見表1、表2）。

運(yùn)用碰撞檢查，對(duì)機(jī)電給排水管道，即衛(wèi)生間各種管道進(jìn)行了檢查，如圖4 所示。

通過對(duì)B1 教學(xué)樓BIM 模型構(gòu)建和施工進(jìn)度的模擬，為以后新建項(xiàng)目提供參考依據(jù)。同時(shí)通過對(duì)工程量的準(zhǔn)確計(jì)算，可以避免工程造價(jià)人員投入大量的精力計(jì)算工程量。減少了改圖核對(duì)工程量的工作，提高了工作效率。同時(shí)也由于采用三維可視化建模，讓模型更直觀，避免了工程人員的偷工減料行為。為建設(shè)優(yōu)質(zhì)工程項(xiàng)目提供了保障。

圖2 建筑模型Fig.2 Architectural Model

圖3 機(jī)電模型Fig.3 Electromechanical Model

表1 門明細(xì)表Tab.1 Door List

表2 窗明細(xì)表Tab.2 Window List

在B1 教學(xué)綜合樓項(xiàng)目中，在給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通信及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等安裝工程中應(yīng)用BIM 技術(shù)，解決了安裝過程中難以理解的復(fù)雜圖紙和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工程不匹配的問題。

在B1 教學(xué)綜合樓項(xiàng)目中，利用Revit 等軟件建立三維模型，以建筑模型為載體，構(gòu)建機(jī)電模型，搭建BIM 施工平臺(tái)，結(jié)合施工圖紙，對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行模擬，保證了信息的關(guān)聯(lián)性和共享性。

圖4 衛(wèi)生間管道Fig.4 Bathroom Pipe

在B1 教學(xué)綜合樓項(xiàng)目中，利用BIM 技術(shù)的特點(diǎn)，校核了工程量，優(yōu)化了管道的路由和尺寸，還進(jìn)行碰撞檢查，使機(jī)電各專業(yè)都能達(dá)到最優(yōu)匹配，安裝方便，減少了返工，節(jié)約了時(shí)間，提高了效率，節(jié)約了成本。

在B1 教學(xué)綜合樓項(xiàng)目中，利用BIM 技術(shù)，結(jié)合施工進(jìn)度，對(duì)數(shù)據(jù)集成整理，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景模擬和進(jìn)度模擬，預(yù)演施工過程不同方案以及在施工過程存在的安全隱患。同時(shí)還能結(jié)合不同施工方案優(yōu)化進(jìn)度施工。模擬設(shè)備工作破壞強(qiáng)度，完善設(shè)備的安全管理制度提供依據(jù)。

在B1 教學(xué)綜合樓項(xiàng)目中，創(chuàng)建了基于BIM的實(shí)際成本數(shù)據(jù)庫(kù)，建立了5D（3D 實(shí)體，時(shí)間、工作分解結(jié)構(gòu)，WBS（Work Breakdown Structure））關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，通過利用時(shí)間、空間、工序的關(guān)系，降低實(shí)際成本。這些數(shù)據(jù)庫(kù)可以根據(jù)市場(chǎng)變化，對(duì)每月的實(shí)際支出做出合理調(diào)整，BIM 技術(shù)的應(yīng)用使動(dòng)態(tài)成本準(zhǔn)確性大幅提高。

4 應(yīng)用價(jià)值

通過對(duì)華夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院BI 教學(xué)綜合樓的研究，提高工程施工管理效益，并為創(chuàng)業(yè)大廈建設(shè)提供相應(yīng)經(jīng)驗(yàn)。

為實(shí)訓(xùn)教學(xué)提供資料，改進(jìn)教學(xué)環(huán)境，讓學(xué)生親臨現(xiàn)場(chǎng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。也為以后新建項(xiàng)目提供參考依據(jù)。

通過BIM 技術(shù)應(yīng)用，構(gòu)建三維可視化模型，讓現(xiàn)場(chǎng)工程師對(duì)圖紙的理解更加精準(zhǔn)，為施工人員提供更直觀的技術(shù)指導(dǎo)。

5 社會(huì)影響

BIM 技術(shù)對(duì)工程造價(jià)產(chǎn)生極大的推動(dòng)作用，能將大量的重復(fù)機(jī)械的算量工作融合到構(gòu)建模型過程中，把復(fù)雜的算量問題徹底地從工程造價(jià)工作中分離。

利用BIM 技術(shù)統(tǒng)計(jì)工程量準(zhǔn)確無(wú)誤，構(gòu)建模型采用的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，也為招投標(biāo)預(yù)算、材料采購(gòu)計(jì)劃，成本分析管控，施工進(jìn)度模擬優(yōu)化、節(jié)能分析優(yōu)化提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

BIM 技術(shù)構(gòu)建模型是全生命周期通用的、唯一的，所有參建單位可以時(shí)時(shí)互動(dòng)，共享BIM 信息。

6 存在問題及改進(jìn)措施

由于創(chuàng)業(yè)大廈還正在施工方案論證階段，沒有準(zhǔn)確完整的圖紙，還需進(jìn)一步和基建處溝通，拿到最新圖紙，為建設(shè)新的項(xiàng)目做好同步管理，時(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)信息共享。

今后會(huì)投入更多的時(shí)間，對(duì)項(xiàng)目時(shí)時(shí)跟進(jìn)，和基建處做好溝通，保證創(chuàng)業(yè)大廈和研究同步進(jìn)行，加強(qiáng)BIM技術(shù)在施工過程中的重要作用。