基于BIM的臨建三維正向設(shè)計(jì)研究

趙戈亞，郭林飛，邵 剛

（中國建筑一局（集團(tuán)）有限公司西南分公司，四川 成都 610023）

0 前 言

我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展推動(dòng)著我國建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的迅猛發(fā)展，在我國當(dāng)前建筑行業(yè)的發(fā)展態(tài)勢下，提升建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)質(zhì)效才能進(jìn)一步指導(dǎo)建筑項(xiàng)目施工，使建筑工程建設(shè)的質(zhì)量與成本控制更加高效。BIM技術(shù)通過對(duì)建筑項(xiàng)目進(jìn)行三維建模設(shè)計(jì)，它的應(yīng)用可以大大提升建筑項(xiàng)目主體設(shè)計(jì)的可視性與科學(xué)性，使建筑工程項(xiàng)目的建設(shè)高效推進(jìn)。主體工程是工程的靈魂，而臨建工程則是有組織施工的基礎(chǔ)保障，利用BIM技術(shù)輔助臨建設(shè)施設(shè)計(jì)，可以為后續(xù)主體工程打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的保障。

1 傳統(tǒng)臨建設(shè)計(jì)與BIM正向設(shè)計(jì)對(duì)比

臨建設(shè)施設(shè)計(jì)及布置是指根據(jù)現(xiàn)場勘查情況，考慮工作流程、進(jìn)度安排，按照文明施工、安全生產(chǎn)的要求，對(duì)現(xiàn)場情況施工布置總體安排的過程?，F(xiàn)場的平面布置需考慮施工區(qū)域工作面的劃分、施工通道流線設(shè)計(jì)、現(xiàn)場臨時(shí)水電的布置、現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)施、現(xiàn)場辦公以及生活區(qū)等內(nèi)容［1］。

現(xiàn)階段傳統(tǒng)臨建的設(shè)計(jì)依然停留在通過CAD二維平臺(tái)完成方案設(shè)計(jì)，即使過程中應(yīng)用了BIM，也只是以“翻?！睘樘卣魍ㄟ^BIM技術(shù)進(jìn)行可視化應(yīng)用輸出效果圖，BIM模型的使用程度較低，難以便捷和準(zhǔn)確地獲取支撐前期成本測算的數(shù)據(jù)信息，對(duì)臨建方案優(yōu)化和成本管控上的提升效果甚微。

通過研究基于BIM的臨建正向設(shè)計(jì)方法，直接在三維環(huán)境下進(jìn)行設(shè)計(jì)可以做到一模多用，即：模塊化參數(shù)化設(shè)計(jì)、方案優(yōu)化、自動(dòng)出圖、數(shù)據(jù)清單提取。具體設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

圖1 臨建正向設(shè)計(jì)流程

臨建BIM正向設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)如下目的。

（1）利用三維平臺(tái)建立臨建標(biāo)準(zhǔn)做法模型數(shù)據(jù)庫，在Revit中直接建模進(jìn)行臨建設(shè)計(jì)布置，實(shí)時(shí)查看方案效果并進(jìn)行優(yōu)化。

（2）利用三維模型生成臨建總平布置圖、臨建樓棟平面圖、臨建設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)做法大樣等，實(shí)現(xiàn)圖紙與模型同步更新。

（3）利用三維模型提取臨建設(shè)施數(shù)據(jù)及工程量清單，通過數(shù)據(jù)指引方案調(diào)整，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新，更有效管控臨建成本。

2 臨建BIM正向設(shè)計(jì)應(yīng)用

2.1 建立企業(yè)級(jí)臨建數(shù)據(jù)庫

通過對(duì)多個(gè)已竣工和在建項(xiàng)目的臨建主要組織部分和內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)研分析，確定臨建各內(nèi)容項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)做法，編制對(duì)應(yīng)臨建各內(nèi)容項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)化清單，建立符合企業(yè)CI（企業(yè)形象識(shí)別）標(biāo)準(zhǔn)、符合文明施工安全生產(chǎn)要求、滿足統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)提取要求的各類族文件，符合出圖標(biāo)準(zhǔn)的樣板文件。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫主要內(nèi)容分為：臨建內(nèi)容項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)做法庫、臨建內(nèi)容項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)工程量清單庫和臨建BIM構(gòu)件族庫［2］。其中臨建內(nèi)容項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)清單庫明確了構(gòu)件計(jì)量方式作為BIM族庫創(chuàng)建的基礎(chǔ)條件，而臨建內(nèi)容項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)做法庫作為BIM構(gòu)件族表達(dá)形式的基礎(chǔ)條件，BIM族庫作為載體來傳遞和表達(dá)數(shù)據(jù)信息。

通過數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)臨建做法標(biāo)準(zhǔn)化，族庫企業(yè)內(nèi)部資源共享，避免重復(fù)建模，提高建模效率，并在后續(xù)應(yīng)用中不斷完善優(yōu)化。

2.2 搭建臨建布置三維模型

采用傳統(tǒng)方式二維進(jìn)行臨建場地布置可以進(jìn)行宏觀的規(guī)劃，但后續(xù)需要再以CAD圖紙為資料搭建三維模型，且無法直接提取臨建設(shè)施數(shù)據(jù)生成材料清單。

利用航拍傾斜攝影+BIM技術(shù)，可以將航拍獲取的項(xiàng)目周邊情況直接轉(zhuǎn)入模型中（如圖2所示），作為基礎(chǔ)條件資料再行搭建臨建模型，使臨建布置有效結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況更具科學(xué)性。

圖2 無人機(jī)掃描生成地形模型

使用企業(yè)臨建數(shù)據(jù)庫資源進(jìn)行模型搭建可以保證各項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行臨建設(shè)計(jì)的過程中專注于設(shè)計(jì)建模工作。

完成模型后通過渲染可快速生成臨建效果圖（見圖3），為項(xiàng)目部提供基于三維可視化的方案評(píng)審形式，包含造價(jià)數(shù)據(jù)信息的模型可快速提取造價(jià)信息供決策參考，以提高臨建方案的評(píng)審效率。相較傳統(tǒng)方式要在完成臨建布置圖后再行“翻?！辈庞心Ｐ鸵怨彶?，這樣的操作提高了效率，流程上也更加科學(xué)。

圖3 臨建模型生成效果示意

2.3 臨建布置優(yōu)化及出圖

根據(jù)工程項(xiàng)目的類別和項(xiàng)目人員編制，在設(shè)計(jì)前便確定了該項(xiàng)目臨建設(shè)施的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)模，嚴(yán)格控制用地規(guī)模及辦公面積，并以此為依據(jù)對(duì)成果進(jìn)行復(fù)核。具體標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 房建項(xiàng)目各級(jí)管理人員辦公室使用面積標(biāo)準(zhǔn)（部分）

因前期已做好“具備施工細(xì)節(jié)及參數(shù)的臨建族”和“內(nèi)置數(shù)據(jù)表格及視圖的樣板文件”的準(zhǔn)備工作，在完成模型后即可快速對(duì)臨建的設(shè)計(jì)使用數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，如辦公區(qū)人均使用面積、生活區(qū)人均宿舍面積、淋浴便器數(shù)量、場地綠化面積、場地硬化面積等參數(shù)，檢查數(shù)據(jù)是否符合該項(xiàng)目臨建等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［3］，從而對(duì)現(xiàn)有方案進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。

在樣板中同時(shí)也已經(jīng)建立好與使用的臨建設(shè)施族所匹配的做法詳圖，可以直接調(diào)用，結(jié)合視圖樣板（如圖4所示）對(duì)平立剖視圖進(jìn)行標(biāo)注布圖，即可獲得可指導(dǎo)現(xiàn)場施工的臨建全套圖紙，包含場地宏觀規(guī)劃的總平面布置圖、指導(dǎo)廠家進(jìn)行加工生產(chǎn)的臨建設(shè)施子項(xiàng)圖紙、各設(shè)施細(xì)節(jié)做法大樣等。

圖4 臨建視圖樣板

2.4 臨建工程量數(shù)據(jù)提取與應(yīng)用

傳統(tǒng)臨建設(shè)計(jì)方式難以將內(nèi)容、做法和表現(xiàn)形式統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，所以對(duì)同一臨建內(nèi)容項(xiàng)目的計(jì)量方式及結(jié)算方法都不盡相同。但基于BIM技術(shù)，各項(xiàng)目不同的設(shè)計(jì)人員基于同一企業(yè)臨建數(shù)據(jù)庫完成的模型可以使臨建設(shè)計(jì)各項(xiàng)成果標(biāo)準(zhǔn)，從而獲得標(biāo)準(zhǔn)工程量清單，如表2所示。

表2 模型板房數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工程量

項(xiàng)目臨建方案設(shè)計(jì)完成就能自動(dòng)輸出匹配工程量清單的工程量數(shù)據(jù)信息，再錄入測算綜合單價(jià)，即可在臨建方案設(shè)計(jì)完成時(shí)得到內(nèi)控測算成本，有效控制臨建成本。

3 結(jié) 論

通過完成基于BIM的臨建正向設(shè)計(jì)，改善BIM技術(shù)在臨建設(shè)計(jì)中應(yīng)用的流程及方式，不僅能提升項(xiàng)目臨建設(shè)計(jì)、成本指標(biāo)管控能力，而且可以以此為切入點(diǎn)，快速推進(jìn)項(xiàng)目BIM深度應(yīng)用和全員參與的進(jìn)程，為下一階段BIM深度應(yīng)用內(nèi)容的創(chuàng)新開發(fā)和下一步項(xiàng)目信息化建設(shè)奠定基礎(chǔ)。