BIM 技術(shù)在綠地花都項目中的應用

陳晶晶 郭紅軍 余芳

在信息化發(fā)展迅速的當下，建筑行業(yè)也在升級革新，BIM 技術(shù)的興起給建筑業(yè)的格局帶來了變化。通過revit 軟件創(chuàng)建綠地花都項目的結(jié)構(gòu)、建筑、給排水、電氣、暖通各專業(yè)的3D 模型并進行多專業(yè)的整合，將整合的模型結(jié)合BIM 項目管理軟件實現(xiàn)了BIM 技術(shù)在項目管理中的相關(guān)應用。其中包括：各專業(yè)模型間沖突檢測、施工進度模擬、項目場景渲染、施工進度模擬、室內(nèi)外場景漫游、BIM5D 施工現(xiàn)場布置等在實際項目上的應用及價值,對類似項目具有一定的指導意義。

1.工程概況

該項目位于徐州賈汪區(qū)206 國道以西，花苑小區(qū)以北，地塊總用地面積80862m2，總建筑面積241660.48m2，容積率2.48，建筑密度22.%，綠地率35%。

本次公示地塊總用地面積為：16102m2，建筑面積92375.70m2，容積率4.67，建筑密度41.79%，綠地率26.49%。

項目名稱：31#樓。

本工程總建筑面積：8860.44m2。

建筑層數(shù)及層高：地下1 層非機動車庫，層高3.3m；地上1 層～18 層為住宅，層高2.9m。

建筑高度：52.8m。

主要結(jié)構(gòu)類型：剪力墻結(jié)構(gòu)。

2.各專業(yè)模型的創(chuàng)建

2.1 結(jié)構(gòu)模型創(chuàng)建

依據(jù)專業(yè)特點，首先創(chuàng)建結(jié)構(gòu)模型，建模的前期準備工作包括：識讀CAD圖紙，對圖紙進行拆分，選取建模軟件，分步驟進行基礎、柱、梁、板構(gòu)件模型的創(chuàng)建。

本項目工程量較大、面積大，在基礎建立時較為復雜，本工程的基礎是多種基礎結(jié)合，分為筏板基礎，樁基礎，多種基礎結(jié)合能夠確保建筑物更加堅固，防止建筑物過度沉降保證建筑安全。

由于基礎結(jié)構(gòu)較復雜，板的建立不能一整塊整體繪制而成，需要一塊一塊的繪制，同時在衛(wèi)生間、廚房、連廊、電梯間還要考慮降板高度的計算以及不同材質(zhì)的要求。柱的建立過程，構(gòu)造柱的創(chuàng)建需要建立參數(shù)化族，滿足工程的要求。梁在創(chuàng)建的過程中主要需注意梁的位置和尺寸。在模型創(chuàng)建中，地下室、首層、機房層需要獨立繪制模型，其他層只需要建立標準層，采用復制的方法創(chuàng)建其他樓層即可。

2.2 建筑專業(yè)模型的創(chuàng)建

建筑建模是整個專業(yè)建模中最為重要的一項，零散構(gòu)件繁多建立工作量大。墻體繪制過程中，多種墻面內(nèi)外墻材質(zhì)都不同，每種房間用的墻體都不同，在繪制的時候要注意墻體材質(zhì)變化，要分清在哪個分界點是哪種材質(zhì)。畫柱時要一層一層按照標高繪制，不能直接到頂標高。在本工程中因有地下室，故有樓地面和地面之分，地下室樓板材質(zhì)分為7 種，消防泵房、消防電井、衛(wèi)生間、自行車庫，電梯房等。主體框架創(chuàng)建完成后，在繪制窗的時候要注意底標高的設置，每一層的標高都不一樣。本項目中，有裝飾的窗采用普通族類型不能滿足需要，需使用參數(shù)化的族，用族中公制常規(guī)模型進行百葉窗的建立[1]。本項目最大的特點是有連廊中空設計，使整個樓更加美觀。在連廊的墻體上有欄桿扶手，有很好的觀景效果。在小區(qū)樓門的建立中，采用了幕墻鉛板門增加其美觀性。在此項目中許多構(gòu)件采用內(nèi)建模型來建立，例如雨棚、臺階、屋頂裝飾條、散水等。屋頂采用平屋頂，建立了三個標高不同的屋頂。在建立模型標高軸網(wǎng)時要和結(jié)構(gòu)的軸網(wǎng)原點位置一致，以便為后期的各專業(yè)協(xié)同做準備。

2.3 給排水專業(yè)模型的創(chuàng)建

給排水的繪制選用“品茗軟件”繪制，建立系統(tǒng)。本項目中繪制的管道有生活給水管道、消防給水管道、噴淋給水管道、壓力廢水管道、污水管道、廢水管道、空調(diào)冷凝水管道、雨水管道八種管道類型。管道屬性如下：給水管道為綠色J-DN20、消防給水管道為紅色XH-DN100、噴淋給水管道為紅色ZP-DN100、廢水管為青色YFDN75/100、污水管為W-DN50/100、冷凝水管黃色N-DN50/75、雨水管道為黃色Y-DN50/100。

給水系統(tǒng)的繪制先完成水平管，之后再繪制立管，立管繪制之前要先明確它的標高并計算出每種管道到樓層之間的距離，連接衛(wèi)生器具的高度也需要進行計算。在繪制消防管道時要在本項目中車庫梁底下繪制。消防管道與消防箱的連接用三通進行連接要保證消防箱與管道是實際相連的。

2.4 電氣專業(yè)模型的創(chuàng)建

電氣專業(yè)主要繪制了線管、照明設備以及開關(guān)，電分強電及弱電，繪制時接的配電箱也不同。繪制電氣時要在天花板平面畫線管，照明設備的放置高度要根據(jù)圖例中給出的高度進行明配或者暗配。在繪制立管時高度到照明設備的高度即可，在連接插座時線管要從地面連接到插座的高度。由于電氣管線較多，每根管線走的線路在繪制時就要提前在CAD 圖中模擬繪制一遍，確保每根管線不出現(xiàn)交叉，每一層均需要根據(jù)層高更改[2]。

2.5 暖通專業(yè)模型的創(chuàng)建

暖通專業(yè)模型中主要創(chuàng)建風管、排煙口、風機等構(gòu)件。該項目中設計了地暖系統(tǒng)，故繪制了供暖回水管和供暖供水管。供暖回水管為黃色DN80、供暖供水管為綠色DN80。供暖水管繪制完成之后每層都要安裝分集水器，供暖水管分為低區(qū)、高區(qū)，故標高也不同，在繪制時要注意高低區(qū)水管的區(qū)分。風機的布置會因為管徑不同不能自動連接，需要手動修改變管徑讓其連接。風機與風管的連接方式是“天圓地方”[3]。

3.BIM 技術(shù)在實際項目中的具體應用

3.1 碰撞檢測

整個項目的各專業(yè)模型建立完成之后，在軟件Navisworks 中進行模型的整合，將建筑模型導入之后用常用命令中的附加工具將其他專業(yè)模型導入。各專業(yè)模型整合完成后可通過剖切來觀察。剖切功能在視點選項卡，啟用剖切即可，剖切時選擇的面不同，看到的建筑位置和角度也不相同，可以根據(jù)自己的需要選擇相應的剖切面進行剖切。

施工準備前期首先要做的是各專業(yè)間的碰撞檢查。在建模過程中要注意各專業(yè)模型的建立需要采用統(tǒng)一的坐標原點及軸網(wǎng)，模型創(chuàng)建完成之后，將各模型導入Navisworks 中，進行各專業(yè)的碰撞檢測。項目中主要進行了各專業(yè)的硬碰撞檢測，公差值設置為0.050。碰撞檢測主要包括建筑與暖通專業(yè)、建筑與水專業(yè)、建筑與電專業(yè)、結(jié)構(gòu)與暖通專業(yè)、結(jié)構(gòu)與水專業(yè)、結(jié)構(gòu)與電專業(yè)、暖通與電專業(yè)、暖通與水專業(yè)、水與電專業(yè)。碰撞檢測的意義在于能夠直接地將建筑中存在的問題暴露出來，管線的交叉出錯能夠提前知曉，在出現(xiàn)碰撞之后，設計師可根據(jù)報告研究區(qū)分有效碰撞和無效碰撞，進行相對專業(yè)的修改，提高設計方案的優(yōu)化，消除實際工作的變更以及返工。

3.2 項目進度計劃編制

項目進度計劃的編制選用Project 2010 軟件進行。施工進度計劃的編制是按流水作業(yè)原理的網(wǎng)絡計劃方法進行的，這是在分工協(xié)作和批量生產(chǎn)的基礎上形成的一種科學有效的生產(chǎn)組織方法，能夠確保各施工隊組之間工作的連續(xù)性，又能使后一道工序提前插入施工，充分地利用空間，縮短了工期，使施工進程能夠穩(wěn)速的進行。

本項目中編制的內(nèi)容包括建筑結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)的編制，一共分為20 層，基礎層到地上19 層。在基礎層編制了樁基礎，一層編制了框架柱、框架梁、門窗、墻體、樓梯等構(gòu)件施工。二層到18層的標準層施工編制了現(xiàn)澆板，框架梁、柱、門窗、樓梯、欄桿扶手等。該項目中有三個標高不同的屋頂要進行編制。項目進度計劃的編制是為了后期導入進行施工模擬，實現(xiàn)項目的動態(tài)管理，在后期施工過程中也能夠?qū)ΜF(xiàn)場實現(xiàn)更好的管控，使資源利用實現(xiàn)最大化。在人力資源的控制上能夠更加的動態(tài)，不容易出現(xiàn)窩工的現(xiàn)象也是該應用點的一大特點[4]。

3.3 項目施工進度模擬

在做施工模擬時選用Navisworks 軟件，將之前做好的進度計劃導入，導入進度計劃要在數(shù)據(jù)源中添加進度計劃，添加的選項是Project2007-2013，之后的界面選擇要注意選擇唯一ID、計劃開始、計劃結(jié)束、實際開始、實際結(jié)束。Navisworks 中的施工模擬需要自行在選擇樹中建立選擇集。選擇集建好之后每一層的任務都要附著，附著時任務名稱要與選擇樹的名稱一致，這樣才能保證動畫模擬的準確性。

施工模擬在當今建筑業(yè)中應用廣泛，建立相應的BIM4D 施工模擬，通過時間及空間的呈現(xiàn)能給人更加直觀的感受。模型配合預定的施工計劃可將工地現(xiàn)況在計算機中進行仿真，找出施工中會產(chǎn)生的空間設計及時間沖突，在開工前召集各承包商對預先模擬出的沖突問題進行討論，在正式開工前進行設計的變更或是施工計劃的調(diào)整，提早發(fā)現(xiàn)并排除沖突，讓擬定的施工計劃更具有效率、整合性及完整性。大幅度提高施工管理的效率，改善了施工的環(huán)境，為施工方有效地控制了成本并帶來了便利[5]。

3.4 項目的可視化漫游

BIM 技術(shù)的一大特點就是能夠?qū)崿F(xiàn)項目的可視化，讓施工方及業(yè)主方能直觀地看到這個項目的問題及效果，在綜合平臺進行管理。生動的可視化效果漫游能夠減輕大量工作。例如在項目中進行可視化漫游，能夠直觀地看到管線的綜合、碰撞點，有利于后期更加便利地更改，提高工作效率。通過進入房間主體漫游，業(yè)主能夠更加清晰地看出房間的布局以及整個建筑的整體實際效果，提高經(jīng)濟效益。

BIM 虛擬漫游技術(shù)是對該項目的進一步深化和開發(fā)，利用該技術(shù)得到的虛擬仿真動畫展現(xiàn)了該建筑物的使用功能及表達設計理念，能為人們展現(xiàn)建筑物最真實，最自然的一面。

漫游動畫功能在建筑方案的優(yōu)化上也發(fā)揮著重大的作用，在模擬動畫時可以制作一條緊急疏散路線，突發(fā)狀況時能夠順利地逃生。在建筑方案優(yōu)化的時候?qū)⑻由窂街谱鞒梢粋€逃生路徑動畫，在保證人們安全的方面也得到了很大的體現(xiàn)及應用，該項目中的漫游動畫是基于內(nèi)部構(gòu)造的漫游，讓人們可以看到其中的管線綜合以及相應的房屋構(gòu)造。

3.5 項目場景渲染

該項目的渲染圖分別用兩個軟件進行優(yōu)化設計，首先在Navisworks 中進行簡單的材質(zhì)渲染，對墻體的材質(zhì)以及門窗的材質(zhì)進行更改，幕墻的豎挺改成了相對堅固的材質(zhì)，之后導入lumion 進行渲染。Lumion 是一款專門針對建筑表現(xiàn)而制作的軟件，操作簡單，不用通過專業(yè)的培訓就可作出精良的動畫。其記錄方式是以關(guān)鍵幀的方式記錄一系列的視點，連接成動畫。

設計渲染能夠?qū)㈨椖砍尸F(xiàn)出不一樣的效果，美化建筑。高質(zhì)量的效果圖在前期的投標過程中能夠發(fā)揮很大的作用，給人帶來更好的視覺效果，更加的逼真生動[6]。

3.6 項目的場地布置

本項目場地布置使用廣聯(lián)達的場布，該項目沒有得到具體的場布布置圖，故在場地布置的時候直接用總圖的CAD導入進行簡單的場地布置，讓整個施工場地規(guī)劃更加合理。施工區(qū)域主要布置了施工現(xiàn)場大門及圍墻，同時在圍墻上布置了安全標語，圍墻的高度設置為3.2m。施工道路的布置方式為環(huán)形布置，方便車輛進入運送貨物。布置了機械設備包括塔吊，電梯，輸送泵。在塔吊能夠覆蓋的地方布置了鋼筋棚、攪拌站等。在施工電梯附近布置了材料的堆場。在生活區(qū)布置了宿舍，籃球場和花草樹木。合適的位置布置了食堂，消防設備以及相關(guān)宣傳欄。

文明綠色施工至關(guān)重要，如何合理地進行施工場地的布置體現(xiàn)了項目的安全文明施工，同時對企業(yè)形象也有一定的影響。進行三維場地布置解決了設備安置，材料堆放，設備進場、生活區(qū)布置等一些二維圖紙難以解決的問題。

4.小結(jié)

通過將BIM 技術(shù)應用在綠地花都項目中，體現(xiàn)了新技術(shù)在建筑領域的多項應用價值，提升了建設項目的精細化管理的效率，有效地降低了成本，加快了施工進度。

（1）將各個專業(yè)的模型在Navisworks 進行整合并進行碰撞檢查得出碰撞報告，碰撞報告的意義在于能夠直接將建筑中存在的問題暴露出來，提高設計方案的優(yōu)化，提高設計質(zhì)量，消除實際工作的變更以及返工。

（2）用Project 編制進度計劃，將項目的時間、人材機利用最大化，合理安排施工節(jié)約了成本。

（3）在Navisworks 中與進度計劃相關(guān)聯(lián)進行施工模擬，通過對時間以及空間的管控能夠更加直接看出施工過程中遇到的問題，提前解決施工中可能出現(xiàn)的問題。

（4）通過保存視點的方式制作漫游動畫，能更加直觀地看到建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，管線的情況，實現(xiàn)了模型的可視化。

（5）利用Lumion 進行渲染，使建筑成圖更加美觀，在前期競標環(huán)節(jié)起很大的作用。

（6）利用廣聯(lián)達的BIM5D 作出場地布置，合理的場地布置能夠使施工環(huán)境更加安全，各加工棚安置更加合理，實現(xiàn)綠色施工。在這些應用點上各個專業(yè)之間實現(xiàn)了信息交互，體現(xiàn)了BIM 技術(shù)在不斷發(fā)展的建筑業(yè)中的價值。