某城市綜合體全過程BIM數(shù)字化應(yīng)用

王鳳存

（中交（廈門）投資有限公司）

1 引言

在BIM技術(shù)被引入建筑行業(yè)后，其應(yīng)用價(jià)值已被廣泛認(rèn)可，但在具體應(yīng)用中存在各階段BIM應(yīng)用目標(biāo)不明確、缺少統(tǒng)一規(guī)劃、缺乏有效管理、執(zhí)行力不強(qiáng)、應(yīng)用價(jià)值體現(xiàn)不充分等問題，使BIM在工程建設(shè)全壽命周期的應(yīng)用價(jià)值尚未充分發(fā)揮。

本課題的研究，致力于在業(yè)主主導(dǎo)下使BIM應(yīng)用價(jià)值最大化，包括規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營維護(hù)等全過程BIM應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)BIM在綜合體項(xiàng)目全壽命周期應(yīng)用價(jià)值最大化，將本項(xiàng)目打造成基于BIM應(yīng)用的精品工程，形成一套可復(fù)制的BIM應(yīng)用模式、BIM標(biāo)準(zhǔn)框架體系。

2 項(xiàng)目概況

綜合體項(xiàng)目位于廈門市集美區(qū)，項(xiàng)目總建筑面積約24.3萬㎡，功能區(qū)包括：地下車庫、大堂及酒店配套、50000㎡的商業(yè)、50000㎡的辦公區(qū)、40000㎡的酒店區(qū)、空中大堂及空中俱樂部等，將建成266 m超高層“A5綜合體”，建成島外第一高的地標(biāo)建筑。

3 BIM實(shí)施規(guī)劃

3.1 BIM應(yīng)用目標(biāo)

提升設(shè)計(jì)質(zhì)量和項(xiàng)目品質(zhì)；應(yīng)用BIM綠色節(jié)能分析，提升能源利用效率，提高建筑舒適度；應(yīng)用信息化協(xié)同平臺(tái)，加強(qiáng)各方協(xié)調(diào)，提升管理效率、縮短總周期，并在建設(shè)結(jié)束后使BIM模型可用于基于BIM的運(yùn)維[1]。

3.2 BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)框架體系

明確BIM實(shí)施組織方式，采用以業(yè)主主導(dǎo)的BIM應(yīng)用模式，將各參與方的BIM任務(wù)納入到各自的合同范圍內(nèi)，制定BIM標(biāo)準(zhǔn)框架體系，規(guī)范項(xiàng)目信息標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，溝通協(xié)作標(biāo)準(zhǔn)，交付成果等，以期達(dá)到最佳BIM應(yīng)用效果。

3.2.1 各參與方BIM技術(shù)要求

在招投標(biāo)階段將各參與方的BIM要求納入其中，合同條款也相應(yīng)約束，以便BIM實(shí)施管理。

3.2.2 BIM實(shí)施大綱

在前期準(zhǔn)備階段，制定BIM實(shí)施大綱，明確BIM實(shí)施的方向，為后續(xù)各階段BIM實(shí)施提供充分的基礎(chǔ)依據(jù)。

3.2.3 BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

制定統(tǒng)一的BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，保障BIM信息的無縫傳遞，保證BIM模型的可持續(xù)性[2]。

3.2.4各階段BIM實(shí)施細(xì)則和管理辦法

制定各階段BIM實(shí)施細(xì)則，包括《設(shè)計(jì)階段BIM實(shí)施細(xì)則》，《施工階段BIM實(shí)施細(xì)則》規(guī)范各項(xiàng)BIM應(yīng)用點(diǎn)、詳細(xì)流程、交付成果、管控措施等[2]。

3.3 BIM應(yīng)用成果

以下舉例說明本項(xiàng)目中一些BIM應(yīng)用成果。

3.3.1 設(shè)計(jì)階段BIM應(yīng)用成果

本項(xiàng)目中，BIM模型主要用于參數(shù)化設(shè)計(jì)、建筑性能分析、三維可視化設(shè)計(jì)、碰撞檢查、機(jī)電管線綜合設(shè)計(jì)、凈高控制、工程量統(tǒng)計(jì)等[3]。

1）BIM模型創(chuàng)建

在設(shè)計(jì)開始階段，開展BIM協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和幕墻系統(tǒng)極其復(fù)雜，BIM技術(shù)解決了大量傳統(tǒng)設(shè)計(jì)無法克服的問題（見圖1）。

圖1 全專業(yè)的BIM模型創(chuàng)建

2）參數(shù)化設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目外輪廓形狀復(fù)雜，通過Rhino+Grasshop‐per進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，通過雙曲轉(zhuǎn)單曲，確保板塊分割合理（見圖2）。

圖2 Rhino+Grasshopper參數(shù)化應(yīng)用

3）三維可視化設(shè)計(jì)

基于BIM的三維可視化設(shè)計(jì)，可即時(shí)體驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)字化建造過程，快速做出設(shè)計(jì)決策提供充分的依據(jù)（見圖3）。

圖3 三維可視化技術(shù)應(yīng)用

4）碰撞檢查

檢查各專業(yè)之間的碰撞問題，并提出合理優(yōu)化建議，進(jìn)而減少施工過程中潛在的大量變更。

5）機(jī)電管線綜合設(shè)計(jì)

基于BIM模型進(jìn)行機(jī)電管線綜合協(xié)調(diào)，滿足規(guī)范及施工可行性，合理利用空間提高設(shè)計(jì)質(zhì)量（見圖4）。

圖4 基于BIM模型的管線綜合協(xié)調(diào)

6）建筑性能化分析

基于BIM進(jìn)行建筑性能化分析（見圖5）。

圖5 基于BIM的建筑性能的有限元分析

3.3.2施工階段BIM應(yīng)用成果

1）施工場地布置

基于BIM模型，進(jìn)行施工場地平面布置，根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙，布置和搭建各種臨時(shí)設(shè)施，并結(jié)合文明施工、臨時(shí)用水、用電、道路、塔吊等進(jìn)行優(yōu)化布置方案。

2）鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)

基于BIM的鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)，將BIM模型發(fā)展為詳細(xì)程度LOD400的施工模型，詳細(xì)表達(dá)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造、節(jié)點(diǎn)板、螺栓等。BIM深化后的模型，可以直接用于加工制造，做到數(shù)字化加工。

3）機(jī)電深化設(shè)計(jì)

基于BIM的機(jī)電深化設(shè)計(jì)，機(jī)電各專業(yè)之間充分及機(jī)電和土建專業(yè)之間協(xié)調(diào)，在施工之前充分考慮施工可實(shí)施性，減少了現(xiàn)場拆改的問題，節(jié)約了工期。

3.3.3 BIM協(xié)同管理平臺(tái)應(yīng)用

基于云端的BIM協(xié)同管理平臺(tái)，在項(xiàng)目初期建立，通過BIM協(xié)同平臺(tái)共享資料、瀏覽模型、問題溝通、數(shù)據(jù)協(xié)同分析、運(yùn)維信息采集等保證了信息高效傳遞[4]。

4 結(jié)語

基于BIM的建設(shè)全壽命周期數(shù)字化應(yīng)用，可發(fā)掘BIM在各階段的價(jià)值，全面解決設(shè)計(jì)上存在的問題，優(yōu)化設(shè)計(jì)品質(zhì)。在施工階段，能充分發(fā)揮BIM模型的模擬性，縮短工期，降低造價(jià)。在竣工階段，利用BIM模型做好輔助竣工驗(yàn)收管理，最終形成可用于運(yùn)營維護(hù)的竣工模型[5]。

在項(xiàng)目中的BIM應(yīng)用，解決了碰撞問題1200多處，凈高優(yōu)化400余處，深化設(shè)計(jì)優(yōu)化600余處，綜合減少設(shè)計(jì)周期90天，擬節(jié)約造價(jià)7000余萬元。

通過項(xiàng)目的BIM應(yīng)用實(shí)踐，充分體現(xiàn)了BIM的應(yīng)用價(jià)值，為將本項(xiàng)目打造成為建筑業(yè)信息化應(yīng)用的樣板，建設(shè)全過程BIM應(yīng)用的標(biāo)桿，智慧建設(shè)和智慧運(yùn)營的高科技產(chǎn)品提供了充分的保障。BIM在本項(xiàng)目中的應(yīng)用實(shí)踐，可作為其他類似項(xiàng)目的BIM應(yīng)用參考。