淺談BIM應用

叢樂

摘 要 隨著BIM技術(shù)的逐漸成熟，各大設計院相繼成立了自己的BIM工作室，作為一個獨立的部門，指導施工過程中管道碰架的問題。本文基于沈陽萬科春河里項目，詳細闡述了BIM在整個項目中的作用，從項目建筑設計階段的模型到施工階段管道設備優(yōu)化階段，BIM都體現(xiàn)了獨到的價值。盡管如此，BIM依舊是各大設計院的附屬，并沒有建立自己的完整體系，即設計、成本、施工、運營全程BIM，本文在此基礎上提出了展望，并對BIM的未來發(fā)展給出了良好的預測。

關鍵詞 BIM；模型；施工技術(shù)

BIM（Building Information Modeling）技術(shù)是Autodesk公司在2002年率先提出，目前已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到業(yè)界的廣泛認可，它可以幫助實現(xiàn)建筑信息的集成，從建筑的設計、施工、運行直至建筑全壽命周期的終結(jié)，各種信息始終整合與一個三維模型信息數(shù)據(jù)庫中，設計團隊、施工單位、設施運營部門和業(yè)主等各方人員可以基于BIM進行協(xié)同工作，有效提高工作效率、節(jié)省資源、降低成本、以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[1]。

本文基于實際工程項目，詳細闡述了BIM在整個項目中的作用，從項目建筑設計階段的模型到施工階段管道設備優(yōu)化階段，BIM都體現(xiàn)了獨到的價值。

1 沈陽萬科春河里三期綜合樓項目

1.1 項目概況

萬科春河里三期綜合樓項目坐落于沈陽市沈河、和平區(qū)交界、彩電塔西北150米之處，建筑面積約11萬㎡，該建筑為辦公用樓兼酒店、商場、地下停車、設備用房等。主樓地下1層平面為地下車庫，地上1-5層平面為商場，6到37層為辦公樓和酒店；造型獨特，已成為當?shù)貥酥拘越ㄖ弧?/p>

1.2 項目重點難點分析

探索并研究Revit模型與各類BIM軟件在設計階段的交互方法，以及項目設計階段BIM應用點，基于BIM軟件進行設計交互式應用與研究，探索全BIM設計周期的完整流程，并研究如何將BIM模型應用推廣到更廣闊的空間。

1.3 BIM實施方案

本項目應用的軟件為Revit、廣聯(lián)達和Photoshop。具體步驟如下：①構(gòu)建地形圖，進行場地規(guī)劃。②分別建立建筑、結(jié)構(gòu)、機電模型。③動畫漫游，預覽建成后的建筑。④進行疏散模擬、火災煙霧模擬、結(jié)構(gòu)分析、風場分析、節(jié)點分析、凈高分析、碰撞檢查。⑤通過以上分析結(jié)果優(yōu)化各專業(yè)模型。⑥通過工程算量、施工場地布置、三維可視化交底、施工進度模擬等措施協(xié)助管理施工。

在建模階段，采用各專業(yè)分工協(xié)同建模。協(xié)同工作前，首先，在Revit中建立好共享工作集并賦予各自的權(quán)限，各組員在各自的工作集中協(xié)同建模完成各層的BIM模型；然后，利用Revit鏈接的方式，組裝好模型。通過碰撞檢查來排查各專業(yè)中“打架”的地方，利用可視化編程平臺Dynamo for Revit編制程序，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要開洞的地方進行一鍵開洞。

2 BIM在本項目中的應用

利用BIM的特點，本項目主要在出圖、仿真和施工協(xié)助方面體現(xiàn)了重大價值。

2.1 出圖性應用

在Revit中根據(jù)工程需要，進行了房間明細表、房間色彩方案、平法施工圖以及三維鋼筋等出圖性應用。

2.2 場地應用

在項目規(guī)劃階段，采用Civil3D+Infraworks完成建筑外部場地規(guī)劃設計。

2.3 仿真模擬

采用CFD技術(shù)分析建筑周圍風場情況以及建筑表面風壓分布等；人員疏散模擬和火災煙霧蔓延的可視化分析；整樓結(jié)構(gòu)分析以及局部節(jié)點有限元分析。

2.4 漫游展示

建筑內(nèi)部漫游動畫以及項目展示視點動畫制作。

本項目中利用風場分析可得建筑周圍流場特性以及建筑表面風壓；局部有限元分析可評估節(jié)點抗震性能；人員疏散模擬可評估疏散通道合理性并優(yōu)化進行優(yōu)化；利用火災煙霧蔓延模擬可優(yōu)化排煙管道。

利用BIM技術(shù)可對各專業(yè)整合模型中已知碰撞進行提前規(guī)避及優(yōu)化，并在機電及暖通專業(yè)中結(jié)合碰撞檢查以及凈高分析結(jié)果進行管綜優(yōu)化，進一步對現(xiàn)場施行有效管理。

3 結(jié)束語

3.1 BIM應用創(chuàng)新點

（1）探索并總結(jié)不同BIM軟件與Revit模型的交互方法。

（2）平法施工圖。由于Revit中無法直接出結(jié)構(gòu)平法施工圖，對此進行了相關的探索研究，在Revit中直接導出平法施工圖。

（3）有限元分析。將BIM模型導入通用有限元程序中，數(shù)據(jù)位置信息會被保留，因此在Abaqus中不用調(diào)整構(gòu)件裝配的位置，降低了有限元建模工作量。

（4）流場分析。當遇到建筑造型獨特或者建筑對風敏感時，通常要進行風洞試驗，流場分析得出的風壓系數(shù)可以用來復核風洞試驗的結(jié)果。

3.2 BIM實施的經(jīng)驗教訓

（1）平法施工圖。因為平法數(shù)據(jù)均需要手動輸入，工作量也相應的增大，后續(xù)可考慮做二次開發(fā)，自動識別在Revit中配置好的鋼筋并生成平法施工圖。

（2）規(guī)劃設計。在匹配衛(wèi)星圖和曲面地形圖時，人工操作可能出現(xiàn)誤差；Revit模型在交互式放置的過程中也存在一定的誤差；谷歌衛(wèi)星地圖的分辨率有限，在分辨率要求較高時，建議采用無人機航拍的方法來獲取待建區(qū)域的照片。

（3）結(jié)構(gòu)分析。在交互的過程中會遇到節(jié)點不對齊、節(jié)點贅余等情況，需要進行模型調(diào)整。

（4）局部有限元分析。鋼筋采用桁架單元模擬，在Revit中導出鋼筋模型時鋼筋不能開啟實體顯示。

（5）CFD流場分析。Revit模型在導出時需要對模型進行簡化，例如刪除建筑外墻上的門窗或者飾條等構(gòu)件，因為這些構(gòu)件不僅會影響網(wǎng)格質(zhì)量，也與求得建筑表面風壓無關。另外，CFD計算對計算機性能要求較高，通常計算足尺模型需要借助計算站來完成。

（6）火災煙霧模擬。在仿真模擬過程中，網(wǎng)格的劃分對計算精度有一定影響，因此在分析模擬前，應做網(wǎng)格無關性驗證。

（7）人員疏散模擬。模型導入后需要手動識別樓板和添加樓梯、門等疏散通道；在樓板的識別中，可能出現(xiàn)邊緣識別不準確的情況，需要手動來調(diào)整其邊界。

3.3 BIM應用的商業(yè)價值評估

（1）一模多用，避免在設計、分析時重復建模，大大提高了設計分析效率。

（2）利用Dynamo for Revit可視化編程平臺進行二次開發(fā)可完成煩瑣的重復工作，提高BIM工程師的工作效率。

（3）通過碰撞檢查在施工前發(fā)現(xiàn)各專業(yè)模型沖突的地方并做出調(diào)整，減少返工，降低施工成本。

（4）通過施工進度模擬，在進度延誤時能及時發(fā)現(xiàn)并找出原因，提升管理效率。

參考文獻

[1] 劉波，劉薇.BIM在國內(nèi)建筑領域的應用現(xiàn)狀及障礙研究[J].行業(yè)發(fā)展研究，2015，36（09）：20-23.