BIM技術(shù)在水泥工程建設(shè)中的應(yīng)用

劉昊

（中國中材國際工程股份有限公司，江蘇 南京 211100）

0 引言

“十三五”期間，隨著中國建筑材料聯(lián)合會(huì)《第二代新型干法水泥技術(shù)與裝備驗(yàn)收規(guī)程》的提出，我國水泥工業(yè)貫徹落實(shí)“創(chuàng)新提升，超越引領(lǐng)”的發(fā)展戰(zhàn)略，在產(chǎn)量、質(zhì)量、環(huán)保、資源能源利用率以及智能化方面取得了輝煌成就。水泥工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域踐行“設(shè)計(jì)前沿、立足長遠(yuǎn)與注重現(xiàn)在并舉”的要求，不斷探索前沿科技，BIM技術(shù)在水泥工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到有效應(yīng)用，并開始探索其在水泥工程建設(shè)中的應(yīng)用。

1 BIM技術(shù)基本介紹

BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)建筑信息的集成，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)，所有信息始終整合于一個(gè)三維模型信息數(shù)據(jù)庫中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、施工單位、設(shè)施運(yùn)營部門和業(yè)主等各方均可以基于BIM技術(shù)進(jìn)行工藝、暖通、土建、自動(dòng)化等各專業(yè)的協(xié)同工作，并在模型中優(yōu)化設(shè)計(jì)，對有效提高工作效率、節(jié)省資源、降低成本。

BIM技術(shù)具有以下五個(gè)特點(diǎn)：

（1）可視化?？梢暬础八娂此谩钡男问剑瑢⒊Ｒ?guī)二維圖紙信息在BIM中創(chuàng)建三維模型并參數(shù)化，使得以往平面線條式構(gòu)件轉(zhuǎn)變成三維立體實(shí)物，直觀形象地將設(shè)計(jì)產(chǎn)品展現(xiàn)在人們面前。

（2）協(xié)調(diào)性。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，由于溝通不到位，易出現(xiàn)各種專業(yè)之間不匹配的問題。水泥工廠的設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)建筑業(yè)相比，涉及的專業(yè)更多、部件結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，BIM可以將各專業(yè)整合在一個(gè)模型中，通過漫游巡視、碰撞檢查等技術(shù)手段，發(fā)現(xiàn)各專業(yè)間存在的問題，在設(shè)計(jì)階段予以協(xié)調(diào)解決，避免了現(xiàn)場碰撞和返工，進(jìn)而保證施工工期。

（3）模擬性。水泥工廠中有許多復(fù)雜的設(shè)備，且設(shè)備及設(shè)備間的連接處存在著較多的異形結(jié)構(gòu)，二維設(shè)計(jì)圖紙不容易表達(dá)清楚。采用BIM虛擬仿真模型手段，可通過拖動(dòng)構(gòu)件、變換空間位置等方式，從不同角度、不同切斷面觀察設(shè)備的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，直觀形象、準(zhǔn)確便捷。

另外，BIM技術(shù)不僅僅可以模擬建筑物模型，還可以模擬不能夠在真實(shí)世界中進(jìn)行操作的事物。如時(shí)間參數(shù)，在招投標(biāo)和施工階段可以進(jìn)行4D模擬，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度控制；再如工程造價(jià)，可以進(jìn)行5D模擬，從而實(shí)現(xiàn)成本控制。

（4）優(yōu)化性。在工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營的全過程是一個(gè)不斷優(yōu)化的過程?，F(xiàn)代建筑物大多構(gòu)造復(fù)雜，想要優(yōu)化設(shè)計(jì)，僅靠參與人員自身能力已不現(xiàn)實(shí)。BIM技術(shù)因其可視化強(qiáng)、模型準(zhǔn)確等優(yōu)勢，可以迅速發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，協(xié)調(diào)相關(guān)專業(yè)進(jìn)行深度優(yōu)化設(shè)計(jì)。BIM模型涵蓋了建筑物原始設(shè)計(jì)信息及設(shè)計(jì)更改的幾何、物理、規(guī)則等實(shí)際存在的信息，為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)支撐。

（5）可出圖性。BIM技術(shù)不僅能繪制出常規(guī)的建筑設(shè)計(jì)圖紙及構(gòu)件加工圖紙，還能通過可視化展示、剖面圖、斷面圖、局部放大圖等手段[1]，出具各專業(yè)所需的圖紙及各部位詳細(xì)圖紙，尤其是復(fù)雜異形部位，與常規(guī)二維圖相比，更加詳細(xì)、準(zhǔn)確。

2 BIM技術(shù)在水泥工程建設(shè)中的應(yīng)用

中國中材國際工程股份有限公司以研發(fā)和設(shè)計(jì)為技術(shù)基礎(chǔ)，憑借高效的管理團(tuán)隊(duì)、優(yōu)秀的員工團(tuán)隊(duì)和豐富的國際工程總承包經(jīng)驗(yàn)，先后完成了世界各地水泥生產(chǎn)線總承包工程一百多個(gè)、設(shè)計(jì)工程一千多個(gè)，贏得了國內(nèi)外業(yè)主的高度認(rèn)可和贊譽(yù)，已經(jīng)成為國際水泥技術(shù)裝備、工程市場的主要服務(wù)商。公司從2013年開始在水泥工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域嘗試BIM設(shè)計(jì)，經(jīng)過近幾年的努力與發(fā)展，目前已經(jīng)在西藏日喀則、緬甸仰光粉磨站、堯柏銅川萬噸線以及玉山南方等多個(gè)水泥生產(chǎn)線建設(shè)項(xiàng)目各環(huán)節(jié)進(jìn)行了BIM數(shù)字化應(yīng)用，并取得了良好的應(yīng)用效果。

2.1 在前期階段中的應(yīng)用

BIM技術(shù)應(yīng)用在投標(biāo)、報(bào)價(jià)、初步設(shè)計(jì)等前期階段，可通過構(gòu)建立體概念模型，直觀形象地向業(yè)主展示設(shè)計(jì)方案[2]。方案確定后，通過模型參數(shù)化分析，可以準(zhǔn)確、快速地做好工程預(yù)算工作，避免了傳統(tǒng)手工計(jì)算工程量的誤差，提高了工作效率，更有利于控制投標(biāo)報(bào)價(jià)。

2.2 在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

BIM技術(shù)應(yīng)用于水泥工程設(shè)計(jì)階段，可實(shí)現(xiàn)可視化設(shè)計(jì)。能夠展示工程的三維立體模型，呈現(xiàn)確切的設(shè)計(jì)效果，易于優(yōu)化。并且BIM技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計(jì)階段，能夠優(yōu)化圖紙校審，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程圖紙存在的問題并加以完善，確保工程圖紙質(zhì)量。

2.3 在造價(jià)中的應(yīng)用

水泥工程是涉及民生的工程，工程造價(jià)具有大額性、差異性、動(dòng)態(tài)性等特點(diǎn)。BIM技術(shù)在造價(jià)方面具有不可比擬的優(yōu)勢，它可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程的動(dòng)態(tài)變化，快速計(jì)算工程量，有效避免計(jì)算上的錯(cuò)誤，提高造價(jià)工作的準(zhǔn)確率和效率。BIM的協(xié)同性優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)造價(jià)工程師與設(shè)計(jì)人員協(xié)同工作，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，更好地控制工程成本。

2.4 在施工過程中的應(yīng)用

在水泥工程施工過程中，BIM技術(shù)可幫助現(xiàn)場施工人員制定科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕び?jì)劃，確保施工方向不偏離進(jìn)度計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度與項(xiàng)目計(jì)劃進(jìn)度的一致。在施工過程中，當(dāng)出現(xiàn)進(jìn)度偏差時(shí)，BIM技術(shù)可協(xié)助尋找解決方案，及時(shí)做出調(diào)整，以確保工程項(xiàng)目能夠如期完成。

3 結(jié)語

隨著時(shí)代的快速發(fā)展，信息化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越寬廣，BIM技術(shù)在工程領(lǐng)域的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)工程行業(yè)的工作方式，提高了工作效率和工程效益。新型干法水泥生產(chǎn)線發(fā)展至今，對技術(shù)革新提出了更高的要求，BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營等各階段的眾多優(yōu)勢，將逐步取代傳統(tǒng)的CAD二維設(shè)計(jì)。工程技術(shù)人員應(yīng)緊跟時(shí)代潮流，不斷提高自身綜合素養(yǎng)，熟練掌握BIM應(yīng)用技術(shù)，并積極關(guān)注BIM技術(shù)的發(fā)展與革新。