BIM 技術(shù)的建模與施工過程分析

劉小惠，李亞飛，黃文君

（漳州科技職業(yè)學(xué)院，福建 漳州 363202）

1 引言

隨著建筑業(yè)信息化的發(fā)展，以及數(shù)字技術(shù)、綠色建筑在建筑業(yè)的應(yīng)用，BIM 技術(shù)也成了業(yè)主、設(shè)計(jì)院、施工企業(yè)進(jìn)行行業(yè)招標(biāo)投標(biāo)的核心條件。BIM 技術(shù)從最早建模設(shè)計(jì)階段到如今的施工階段、造價(jià)控制階段，其技術(shù)日趨成熟，但目前國內(nèi)在中小型項(xiàng)目中無法有效地應(yīng)用BIM 技術(shù)，大多數(shù)企業(yè)仍然應(yīng)用的是傳統(tǒng)的二維CAD 圖，歸結(jié)原因是企業(yè)缺乏與BIM 相關(guān)的專業(yè)團(tuán)隊(duì)。

2 BIM 在施工圖設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的二維施工圖紙，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工圖與建筑設(shè)計(jì)施工圖采取分開設(shè)計(jì)，二者類似于獨(dú)立個(gè)體，而Revit 在建模時(shí)可將二者進(jìn)行整合，能夠明確構(gòu)件位置的正確與否。利用Revit 中心文件的編輯權(quán)限的設(shè)置，可以避免他人對(duì)模型隨意編輯。對(duì)于建模效率，建模人員可以在建立模型之前創(chuàng)建好所需的族文件，在建立模型過程中創(chuàng)建工作集，Revit 中工作集的創(chuàng)建如同AutoCAD 中的圖層設(shè)置，合理劃分工作集以及工作集的編輯權(quán)限，將工作集細(xì)化，方便后期的修改，提高建模效率。BIM 技術(shù)的可視化可使建模人員直接對(duì)建材材質(zhì)進(jìn)行更改，相比傳統(tǒng)二維圖紙更直觀迅速，也能給予業(yè)主方對(duì)整個(gè)項(xiàng)目形體的直觀感受。

3 BIM 技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際工程案例

3.1 工程概況

3.2 本工程總體建模步驟

導(dǎo)入二維CAD 圖紙→Revit 軟件建立結(jié)構(gòu)模型→Revit 軟件建立建筑模型【1】。

3.3 模型構(gòu)建

3.3.1 結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建

Revit 建立結(jié)構(gòu)模型的具體步驟：建立項(xiàng)目樣板→導(dǎo)入CAD 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖→建立結(jié)構(gòu)標(biāo)高→結(jié)構(gòu)平面視圖→建立軸網(wǎng)→繪制結(jié)構(gòu)柱→繪制梁→繪制結(jié)構(gòu)板→繪制屋頂→建立基礎(chǔ)【2】。

3.3.2 建筑模型構(gòu)建

Revit 建立建筑模型的具體步驟：建立建筑標(biāo)高→樓層平面視圖→導(dǎo)入CAD 建筑設(shè)計(jì)圖→繪制墻體→繪制門窗→繪制建筑樓板→繪制屋頂→繪制附屬構(gòu)件。

3.4 建筑施工圖與結(jié)構(gòu)施工圖的整合

由于建筑模型在創(chuàng)建之前，考慮到裝飾裝修的厚度，因此需要根據(jù)建筑標(biāo)高來建立建筑模型，而且在創(chuàng)建建筑模型過程中，墻體的高度需要扣除結(jié)構(gòu)梁板的高度，為了保證建筑圖中結(jié)構(gòu)柱與結(jié)構(gòu)施工圖中無錯(cuò)漏、尺寸無偏差，也為了在創(chuàng)建模型時(shí)更簡(jiǎn)便、快捷，特將建筑施工圖與結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行整合。本項(xiàng)目在整合模型過程中發(fā)現(xiàn)建筑圖中個(gè)別柱子位置與結(jié)構(gòu)圖的定位尺寸出現(xiàn)了偏差，根據(jù)結(jié)構(gòu)安全性需求，本次建模在建筑圖中柱子位置全部按照結(jié)構(gòu)圖中柱子位置放置。從該項(xiàng)目看，Revit 軟件建模中模型整合有助于設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)時(shí)更精確。

3.5 相關(guān)構(gòu)件的創(chuàng)建

3.5.1 墻體的創(chuàng)建

考慮到模型精度要求以及后續(xù)模型在成本管理中應(yīng)用，建筑模型在創(chuàng)建墻體時(shí)，需要考慮墻體在實(shí)際工程項(xiàng)目中的高度，因此，墻體創(chuàng)建時(shí)應(yīng)扣除相應(yīng)梁板高度。

青少年階段的價(jià)值觀塑造會(huì)對(duì)人的一生產(chǎn)生很大的影響，但是當(dāng)前社會(huì)中有很多壓力影響著青少年價(jià)值觀的形成，教師必須要了解這些壓力的來源，從社會(huì)的角度分析其根源，并采取合理的措施，才能引導(dǎo)青少年樹立正確的價(jià)值觀。

3.5.2 門窗的創(chuàng)建

建模時(shí)圖中門窗可以采用Revit 軟件自帶族，也可以自己創(chuàng)建所需的門窗族，載入到項(xiàng)目中根據(jù)圖中位置插入。該項(xiàng)目中窗戶類型較多，尺寸不一，而且尺寸較大，大尺寸窗戶在繪制時(shí)需要建立窗族，然而在創(chuàng)建窗族時(shí)，由于窗梃之間距離的限制，需要每個(gè)尺寸各創(chuàng)一個(gè)窗族，影響繪制的進(jìn)度，因此，對(duì)于該項(xiàng)目大尺寸的窗戶，均采用幕墻法進(jìn)行繪制，再進(jìn)行窗戶洞口的開設(shè)。

針對(duì)項(xiàng)目中異形窗的建立，基于BIM 建模相關(guān)平臺(tái)上沒有異形窗族，因此對(duì)異形窗族進(jìn)行創(chuàng)建，其具體流程為：新建族→公制窗→參照標(biāo)高（設(shè)置參照平面）→立面（繪制窗框、橫豎梃、玻璃）→設(shè)置參數(shù)→設(shè)置族屬性。

3.5.3 樓板及屋頂?shù)膭?chuàng)建

建筑建模時(shí)樓板及屋頂?shù)慕⑹且罁?jù)建筑標(biāo)高的，因此，樓板及屋頂創(chuàng)建有多種方式，可以直接將建筑與結(jié)構(gòu)標(biāo)高之間差值當(dāng)作建筑樓板與屋頂屬性設(shè)置，也可以在屬性類型設(shè)置時(shí)包含結(jié)構(gòu)板的高度。

3.5.4 附屬設(shè)施的創(chuàng)建

建筑附屬設(shè)施創(chuàng)建，比如，欄桿扶手，在建立時(shí)需要先對(duì)欄桿扶手類型屬性進(jìn)行設(shè)置，在設(shè)置前需要進(jìn)行族的載入作為欄桿或扶欄。

綜上步驟創(chuàng)建模型，該項(xiàng)目建模完成效果如圖1 所示。

圖1 建筑模型效果圖

4 施工場(chǎng)地布置

施工場(chǎng)地布置是施工組織設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，是施工單位根據(jù)建設(shè)單位提供的施工場(chǎng)地【3】，圍繞擬建建筑物的位置，在周邊場(chǎng)地科學(xué)合理地安排好辦公區(qū)、生活區(qū)、加工區(qū)域、倉庫、材料堆場(chǎng)、機(jī)械設(shè)備以及臨時(shí)施工道路的布置，為后期有序施工進(jìn)行必要的準(zhǔn)備工作。隨著科技以及建筑行業(yè)的快速發(fā)展，施工現(xiàn)場(chǎng)布置的要求也隨之不斷提高，但由于其影響因素較多，內(nèi)容繁雜，因此施工現(xiàn)場(chǎng)布置是一項(xiàng)重要且復(fù)雜的工作。

本次施工場(chǎng)地布置運(yùn)用軟件采用“廣聯(lián)達(dá)BIM 施工現(xiàn)場(chǎng)布置軟件V7.9”【4】，該款軟件針對(duì)場(chǎng)地布置操作較為方便，不需要依托其他平臺(tái)，場(chǎng)地中的設(shè)施模型可以直接采用軟件自帶的族庫進(jìn)行建立。

具體流程為：導(dǎo)入二維圖紙（現(xiàn)場(chǎng)平面布置圖）→施工場(chǎng)地地形創(chuàng)建→施工圍擋布置→劃分功能區(qū)域→導(dǎo)入擬建建筑模型→場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸?shù)缆凡贾谩R時(shí)及附屬設(shè)施布置。

4.1 現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)道路的布置

施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)道路的布置應(yīng)滿足后期施工方便和綠色工程施工的要求，根據(jù)擬建建筑的位置進(jìn)行合理的布置，施工場(chǎng)地內(nèi)臨時(shí)道路在主體工程完工后，進(jìn)行整修可作為永久性道路，可以有效地節(jié)約部分成本。

本工程項(xiàng)目由于場(chǎng)地面積的限制，擬在施工范圍內(nèi)設(shè)置直行道路，道路寬5m，道路盡頭設(shè)置消防回車場(chǎng)地，場(chǎng)地面積為12m×12m，道路設(shè)置滿足消防道路要求。

4.2 材料堆場(chǎng)的布置

對(duì)于材料堆放區(qū)的設(shè)置，應(yīng)靠近臨時(shí)道路，并在起重機(jī)起吊范圍內(nèi)，盡量避免二次搬運(yùn)，攪拌站在布置時(shí)也需要在起吊范圍內(nèi)，砂、石子堆場(chǎng)布置在攪拌站周邊。本項(xiàng)目由于場(chǎng)地限制，混凝土采用商品混凝土，不設(shè)置混凝土攪拌站。其他材料及加工棚布置在辦公區(qū)右側(cè)并用鐵皮與辦公區(qū)隔開。

4.3 臨時(shí)設(shè)施的布置

施工現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)GB/T 50640—2010《建筑工程綠色施工評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，辦公區(qū)與生活區(qū)應(yīng)與作業(yè)區(qū)分開布置，辦公區(qū)和生活區(qū)的布置應(yīng)落于塔式起重機(jī)起吊半徑外，并有一定的安全距離。本項(xiàng)目辦公區(qū)與生活區(qū)均采用活動(dòng)板房，生活區(qū)周邊用鐵皮圍擋與辦公區(qū)隔開。

5 結(jié)語

本文通過實(shí)際工程案例，利用BIM 技術(shù)對(duì)小型工程項(xiàng)目進(jìn)行建模，以及BIM 技術(shù)與施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置相結(jié)合的建模過程，對(duì)比傳統(tǒng)二維圖紙，分析其在工程項(xiàng)目上的建模效果，為BIM 技術(shù)在小型工程項(xiàng)目的應(yīng)用提供一定的參考，給初學(xué)者以及相關(guān)人員提供一定的思路，給民營(yíng)建筑企業(yè)提供一些啟迪。其次，將BIM 建模以及BIM 施工模擬技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)，幫助學(xué)生認(rèn)知建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)新常態(tài)，提高學(xué)生的實(shí)際工作能力。但是，本工程項(xiàng)目中異形窗族創(chuàng)建還存在不足，創(chuàng)建時(shí)窗框以及橫豎梃的參數(shù)變化較大，相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)較少，缺乏一定數(shù)據(jù)作為支撐，需要進(jìn)行多次設(shè)置模擬才能保證窗戶尺寸變換時(shí)不變形。