BIM技術(shù)在園林景觀工程項目中的應(yīng)用
——以“百卉園”為例

陳凱 張黎 劉勇

(廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)大學，廣西 南寧 530000)

BIM應(yīng)用技術(shù)，即建筑信息模型，是指立足于三維數(shù)字技術(shù)之上，對建筑活動中從設(shè)計到施工建設(shè)以及運維管理各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型[1]。BIM技術(shù)在建筑行業(yè)項目中的應(yīng)用很多，但在園林行業(yè)的運用較少，應(yīng)用的成效不夠顯著，因而發(fā)展緩慢。BIM技術(shù)在園林行業(yè)發(fā)展緩慢的主要原因是業(yè)主方推動的意愿不大。在建設(shè)項目中，業(yè)主方最關(guān)注的是成本控制，建筑工程中復雜的綜合管線深化設(shè)計、建筑樓層高度、設(shè)備設(shè)施的運行維護費用才是業(yè)主最關(guān)心的內(nèi)容，園林工程項目在整個項目費用中所占比例較小，業(yè)主的關(guān)注度不高，因此BIM在園林工程項目的運用少、發(fā)展緩慢、成效不顯著是一個必然現(xiàn)象。但隨著人們對科技發(fā)展的追求，對項目質(zhì)量及精細度要求越來越高，對施工工期的要求越來越短。BIM在建筑行業(yè)的方便、快捷、直觀性、智能化的特性越來越受到設(shè)計方、施工方、業(yè)主的關(guān)注。BIM技術(shù)在園林工程項目中的三維可視化、工程質(zhì)量控制、工程成本控制、碰撞檢測、進度管理等方面具有很大的市場及發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1 BIM技術(shù)在園林工程項目中應(yīng)用的內(nèi)容

我國傳統(tǒng)園林結(jié)構(gòu)及形式較復雜，很難有統(tǒng)一標準的建筑模式，BIM技術(shù)應(yīng)用到園林工程項目中必須借鑒建筑工程項目的經(jīng)驗并結(jié)合園林工程項目的特點進行應(yīng)用。筆者經(jīng)過對BIM技術(shù)在建筑工程項目應(yīng)用的研究并結(jié)合廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)大學“百卉園”的園林工程項目，認為可以從三維可視化、工程質(zhì)量控制、工程成本控制、碰撞檢測、進度管理方面進行應(yīng)用。

1.1 BIM技術(shù)在園林項目三維可視化上的應(yīng)用

園林圖紙的傳統(tǒng)模式是用CAD繪制二維模型，物體的實際造型要依靠識圖者的三維想象能力進行轉(zhuǎn)化，需要具有一定的專業(yè)知識，非專業(yè)人士很難進行識圖。BIM技術(shù)可以把圖紙以三維及虛擬漫游的模式呈現(xiàn)給識圖者，在園林工程項目中應(yīng)用不僅可以直觀感受物體的造型、質(zhì)感、整體效果及區(qū)域的空間感，還可以了解各構(gòu)筑物的做法及材料信息，同時可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的不合理之處，及時整改，避免返工。

1.2 BIM技術(shù)在園林項目工程質(zhì)量控制上的應(yīng)用

隨著人們對居住環(huán)境要求的提高，粗放的施工技術(shù)已無法滿足人們的需求。園林工程項目中硬質(zhì)鋪裝的工藝效果能直觀地體現(xiàn)項目的工程質(zhì)量?，F(xiàn)場對施工材料進行切割是傳統(tǒng)施工員的做法。由于現(xiàn)場使用的小型切割機精度不高，兩種施工材料接口處會出現(xiàn)縫隙大、不圓滑等情況，而且材料浪費比較嚴重。隨著BIM技術(shù)的發(fā)展，在施工前可以利用BIM的核心軟件Revit對鋪裝材料進行排布，把每塊鋪裝材料進行參數(shù)化，把排布的圖紙按編號交予石材廠家進行預(yù)制加工，石材廠家使用的大型機器可以對石材進行精細加工，完成后到現(xiàn)場直接安裝，工程質(zhì)量會有較大提升，也會加快施工進度。

1.3 BIM技術(shù)在園林項目工程成本控制上的應(yīng)用

工程成本涉及到企業(yè)利潤，是業(yè)主和施工方最關(guān)注的版塊。傳統(tǒng)的成本計算是預(yù)算人員根據(jù)CAD二維圖紙，使用CAD相關(guān)測量命令對每塊區(qū)域工程量的長度和面積進行計算，再把多塊區(qū)域工程量進行人工整合計算。二維圖紙很容易讓預(yù)算人員出現(xiàn)漏項，造成預(yù)算不準確。在進行BIM模型建模時，如果設(shè)置了構(gòu)筑物的屬性，BIM軟件就能自動計算出構(gòu)筑物的工程量，不會出現(xiàn)漏項情況。模型更改后，工程量會同步更改，如果使用傳統(tǒng)的成本計算方法還需重新計算，浪費時間和人力；而利用BIM技術(shù)進行成本核算，大大提高了工作效率，節(jié)約了人工成本。

1.4 BIM技術(shù)在園林項目碰撞檢測上的應(yīng)用

在園林工程行業(yè)，也會存在專業(yè)之間的構(gòu)筑物交叉碰撞情況，如市政管網(wǎng)的水管、強電、弱電等管線與園林專業(yè)的道路、植物、水體之間空間上的碰撞。各專業(yè)把設(shè)計的內(nèi)容放在同一個BIM模型，在整個設(shè)計過程中，持續(xù)將不同專業(yè)的設(shè)計內(nèi)容同步更新并進行碰撞測試，各專業(yè)從業(yè)人員根據(jù)碰撞結(jié)果修改出現(xiàn)問題位置的BIM模型。把問題解決在設(shè)計階段，既可以避免施工過程的返工，也能節(jié)約成本，縮短工期，對園林工程項目施工與管理有著積極的作用。

1.5 BIM技術(shù)在園林項目進度管理上的應(yīng)用

園林工程相對整個建筑工程來說是最后進場的項目，極大可能會因為前期項目延遲完成，給予園林專業(yè)施工的時間減少。為了盡快完成項目，業(yè)主方往往要求園林施工方在短時間內(nèi)完成施工項目。傳統(tǒng)的園林施工進度計劃編制是采用2D文檔文件，漏項內(nèi)容及沖突不易發(fā)現(xiàn)，指導施工的作用不是很大。BIM技術(shù)可以使用Navisworks軟件把施工進度計劃和BIM模型進行綁定，形成立體的施工進度計劃。施工方可根據(jù)模型和施工進度計劃調(diào)整施工方案，對施工工序和施工方案進行優(yōu)化。Navisworks軟件可以演示施工進度，便于施工方實現(xiàn)施工進度管理，這對時間緊、要求高的園林工程項目具有積極的推廣作用。

2 BIM技術(shù)在百卉園的應(yīng)用

2.1 百卉園項目概況

百卉園位于廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)大學八桂田園東南面。園區(qū)西北至溫室大棚，東至廣西農(nóng)業(yè)科學院，南臨八桂田園游客服務(wù)中心，西抵八桂田園野菜館。整體地塊狹長，總用地面積3 400平方米。園內(nèi)有園林建筑、水體、植物、道路等園林設(shè)計要素。小路曲徑通幽，水系紅鯉閑游，小橋流水與各種植物相映成趣，是集教學、工種培訓、學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、科普、觀光于一體的室外教學場所。該項目已設(shè)計、施工完成，課題組人員按照百卉園施工圖進行BIM建模，并賦予各種施工材料以不同屬性，意在研究BIM技術(shù)在園林景觀工程項目中的應(yīng)用。

2.2 百卉園BIM模型的建立及應(yīng)用

百卉園景觀工程項目設(shè)計及施工內(nèi)容包括：道路及廣場鋪裝、園林植物、園林水體、園林建筑及小品、園區(qū)照明、給排水及滴水灌溉等。本項目中道路及廣場鋪裝是應(yīng)用及研究的重點。

使用BIM核心軟件Revit對百卉園進行建模。建模前需要選擇模板樣式，因為園林景觀構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)形式與建筑類似，所以選擇建筑模板最適合園林類專業(yè)。在項目樣板文件中，我們還需要設(shè)置項目的基點以及測量點，設(shè)置完成后保存項目樣板，在后續(xù)的道路、廣場、地形、水體、建筑、植物等模型建模時，均使用此項目模板文件。建立各種模型時應(yīng)選擇鏈接式協(xié)同模式，后續(xù)能夠自動捕捉項目原點，形成完整的景觀模型。

2.2.1 百卉園模型建立

百卉園地形整體較平整，部分為起伏比較平緩的地形，在Revit軟件中導入CAD現(xiàn)狀圖，使用軟件的“地形設(shè)計—地形點賦值”命令，利用現(xiàn)狀圖的高程點對地形進行建模。使用樓板命令為園區(qū)的道路和廣場建模，給樓板的每一層賦予材質(zhì)，如頂層為花崗巖鋪裝、中間層為水泥砂漿、下層有碎石墊層等。為每層建筑材料賦予材質(zhì)是為了方便后續(xù)各類材料數(shù)量的統(tǒng)計，還可與其他軟件協(xié)同直接生成預(yù)算清單。百卉園的臺階可使用軟件中的樓梯命令建模，同樣設(shè)置好臺階的每層材質(zhì)屬性。百卉園水池池底使用軟件的樓板命令建模，設(shè)置樓板每層材料屬性，池壁使用墻體命令建模并設(shè)置每種材料屬性。所有模型完成后，把獨立建模的園林建筑、園林小品等構(gòu)筑物合并到地形模型中，在模型中放置園林植物，BIM模型就建設(shè)完成了。

2.2.2 百卉園模型在園林景觀工程中的應(yīng)用

2.2.2.1 三維可視化的應(yīng)用

百卉園模型在建設(shè)過程中或建設(shè)完成后都能對園區(qū)的空間設(shè)計給予展示，根據(jù)可視化效果對設(shè)計進行及時更改。在建模過程中發(fā)現(xiàn)邀月亭相對視線交集觀賞點效果不夠理想，及時對邀月亭的位置進行調(diào)整，優(yōu)化了設(shè)計效果。把植物放入BIM模型后發(fā)現(xiàn)個別植物配置景觀層次不夠豐富，對部分植物進行調(diào)整后，植物群落感增強。BIM建模過程中對各構(gòu)筑物之間隱蔽工程的空間關(guān)系可視化后，及時發(fā)現(xiàn)了存在的問題，在施工前進行調(diào)整，為施工節(jié)約了時間和成本。

圖1 百卉園三維可視化模型(作者自繪)

2.2.2.2 工程質(zhì)量控制的應(yīng)用

利用BIM軟件對百卉園園區(qū)的鋪裝材料進行排布，材料排布圖發(fā)給廠家進行定做，廠家精密的儀器增加了切割的精確度，減少了材料浪費。百卉園項目中的圓形廣場使用300mm×300 mm×20mm自然面黃銹石花崗巖鋪裝材料，排鋪至圓形邊緣時，現(xiàn)場使用切割工具很難把圓形邊緣切割圓滑，影響景觀效果。廠家根據(jù)鋪裝排布圖進行切割，并對材料進行編號，完成后直接運送至施工現(xiàn)場，鋪裝材料完美接縫，既美觀又避免了材料浪費。

2.2.2.3 工程成本控制的應(yīng)用

百卉園進行建模時，根據(jù)實際工程做法對各種構(gòu)筑物都賦予了材料屬性，如道路、廣場、水池、臺階、園林建筑，設(shè)計過程中隨時可以了解工程量，也可以對構(gòu)筑物的數(shù)量進行統(tǒng)計，對成本控制和企業(yè)管理發(fā)揮了良好的作用。

圖2 百卉園工程量統(tǒng)計(軟件截圖)

圖3 百卉園構(gòu)件數(shù)量統(tǒng)計(軟件截圖)

2.2.2.4 碰撞檢測的應(yīng)用

百卉園園林景觀項目中有各種管道、樹池、水體等設(shè)施。在百卉園景觀工程項目中最容易發(fā)生沖突的是隱蔽工程的管道與樹池、水體、植物根系的沖突，利用BIM軟件對百卉園模型進行碰撞測試，在碰撞結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)存在的問題，及時對圖紙進行修改，消除存在的問題，為后續(xù)的施工鋪平道路。

2.2.2.5 園林項目進度管理的應(yīng)用

本次百卉園園林景觀項目利用BIM的Navisworks軟件把施工進度計劃和BIM模型進行整合，按照實際情況安排施工進度，提供比較精確的施工方案，為以園林BIM為載體的園林類項目施工進度管理提供了很好的參考案例。

3 BIM技術(shù)在園林景觀工程項目中的應(yīng)用趨勢分析

3.1 BIM技術(shù)應(yīng)用在施工企業(yè)管理上的趨勢分析

BIM軟件可以給構(gòu)筑物賦予屬性，當它與相關(guān)數(shù)據(jù)庫鏈接后，可以提供準確的工程量給造價管理系統(tǒng)，真正實現(xiàn)建筑業(yè)的信息化[2]。本技術(shù)可以用于計劃及實際造價的動態(tài)對比，全方位地對造價進行管控。此項功能對于園林工程施工企業(yè)非常有應(yīng)用價值，可以改變施工企業(yè)的管理方法，在此方向的應(yīng)用趨勢比較明顯。

圖4 百卉園碰撞測試報告(軟件截圖)

3.2 BIM技術(shù)應(yīng)用在材料管理上的趨勢分析

園林工程項目上所用材料通過BIM軟件精確計算，經(jīng)過廠家加工、編號后運送至施工場地，可以很大程度上避免施工材料的二次運輸，可以對項目進行精細化管理，解決現(xiàn)場場地有限、場地內(nèi)運輸困難、施工質(zhì)量不好控制等難題，保證了工作效率的提高、項目成本的降低、現(xiàn)場施工的順利進行。隨著社會的發(fā)展，社會對施工時間及施工效果要求越來越高，BIM技術(shù)應(yīng)用在材料管理上的趨勢越來越強烈。

3.3 BIM技術(shù)應(yīng)用在綠色工程上的趨勢分析

我國對園林工程行業(yè)在環(huán)境友好型社會中所扮演角色的重視程度日趨上升[3]，綠色建筑已成為全人類共同追求的目標。BIM技術(shù)在綠色工程施工中具有很大的發(fā)展空間，它可在提取相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)用到園林工程中發(fā)揮巨大作用。如利用BIM模型可以進行日照采光與照明分析，在規(guī)劃設(shè)計中可以分析植物每天的日照時間，再結(jié)合設(shè)計時賦予植物的屬性，分析此品種植物在園區(qū)內(nèi)適合種植的范圍。隨著綠色環(huán)保概念的加強，BIM技術(shù)應(yīng)用在綠色工程上的趨勢是向上的。

3.4 BIM技術(shù)應(yīng)用在裝配式園林工程項目上的趨勢分析

將復雜的園林構(gòu)件經(jīng)BIM建模參數(shù)化后進行構(gòu)件預(yù)制加工，然后到施工現(xiàn)場進行組裝，可提高施工標準及施工速度。如園林中的亭、廊、榭的斗拱、榫頭等復雜構(gòu)件可建立BIM構(gòu)件庫，利用BIM技術(shù)優(yōu)化組件，解決構(gòu)件的不合理性。裝配式建筑應(yīng)用越來越廣泛，在質(zhì)量標準和速度要求越來越高的情況下，BIM技術(shù)應(yīng)用在裝配式園林工程項目上越來越迫切。

4 結(jié)語

BIM技術(shù)在園林景觀工程行業(yè)發(fā)展緩慢，主要原因還在于專業(yè)的特性。中國傳統(tǒng)園林講究自然，而BIM講究裝配式、參數(shù)化[4]，而且要求精確。自然式的構(gòu)件在裝配式及參數(shù)化上沒有優(yōu)勢，應(yīng)用有一定的難度。在過去的十年里，BIM技術(shù)對業(yè)主、設(shè)計單位、施工單位都沒有明顯的利益驅(qū)動，這也是其發(fā)展緩慢的原因之一。隨著社會的進步、技術(shù)的發(fā)展，園林景觀工程競爭越來越激烈，園林行業(yè)也需要精度高、進度快、成本低的施工計算，因此，BIM在園林行業(yè)的快速發(fā)展具有很強的必要性。除了前面所述BIM在園林工程項目上的應(yīng)用外，BIM模式下的園區(qū)運維管理也是今后的發(fā)展方向。這就需要用到前期設(shè)計單位建立的模型，以及施工單位整個施工過程的數(shù)據(jù)。將所有數(shù)據(jù)輸入到業(yè)主的運維管理數(shù)據(jù)庫，就能實現(xiàn)BIM技術(shù)貫穿園林項目生命全周期的應(yīng)用，所以只有政府、業(yè)主、設(shè)計單位、施工單位共同努力才能讓BIM技術(shù)在園林行業(yè)快速發(fā)展。