基于BIM在項(xiàng)目中數(shù)據(jù)繼承的應(yīng)用探討

文｜江西省建筑設(shè)計(jì)研究總院集團(tuán)有限公司 劉曉林

1.引言

2.項(xiàng)目概況

項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)停工，且停工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)則需要考慮再重啟時(shí)的繼承成本，如遇到相關(guān)參與方人員流動(dòng)，使得參與人員的熟悉成本增加，本文以一個(gè)辦公樓為例（圖1）。

圖1 項(xiàng)目效果圖

該項(xiàng)目地處江西省南昌市九龍湖區(qū)域，建筑高度50.80m，地下1 層，地上12 層，總建筑面積：33219.6m2，地上總建筑面積24400m2，屬一類(lèi)高層公共建筑；地下室面積11343 m2，地下室層高3.6 m，局部4.5m、5.2m。項(xiàng)目機(jī)電管線錯(cuò)綜復(fù)雜，包括給水、消防、污廢水、雨水、通風(fēng)、防排煙、強(qiáng)弱電以及智能化等系統(tǒng)。根據(jù)需要，項(xiàng)目新加入如智慧消防、智慧安防、空間管理和智能樓宇等一系列弱電管網(wǎng)及綜合布線需求，對(duì)綜合管線排布帶來(lái)了挑戰(zhàn)。前期主體框架已于2016年建成，由于歷史遺留原因沒(méi)有繼續(xù)，直至2020年開(kāi)始重啟辦公樓建設(shè)工作。遇到的問(wèn)題有：

（1）幾年時(shí)間的空隙，參與的原班人員已無(wú)法聚齊，新組建的團(tuán)隊(duì)成員需要重新熟悉項(xiàng)目信息。

（2）由于消防規(guī)范的調(diào)整，部分設(shè)計(jì)需要調(diào)整。

（3）裝修設(shè)計(jì)也在2016年完成，現(xiàn)階段由于新的需求帶來(lái)了內(nèi)部空間的調(diào)整。

BIM 技術(shù)具備可視化和協(xié)同性的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，借助BIM 技術(shù)全面參與到項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程中，可以利用BIM 模型為數(shù)據(jù)載體，將信息與模型關(guān)聯(lián)整合。通過(guò)數(shù)字仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。為多個(gè)參與方提供協(xié)同工作的溝通平臺(tái)。提升建設(shè)實(shí)施階段的管理效率和資源利用率。

3.三維信息模型創(chuàng)建

3.1 BIM 模型創(chuàng)建

通過(guò)項(xiàng)目應(yīng)用特點(diǎn)分析，項(xiàng)目可以拆分為4 個(gè)模型文件，即建筑、幕墻、結(jié)構(gòu)以及機(jī)電4 個(gè)文件，通過(guò)Revit 軟件創(chuàng)建并利用鏈接、工作集模式（圖2）協(xié)同工作。

圖2 多種協(xié)同工作模式研究

（1）幕墻專(zhuān)業(yè)有清單量需求，且項(xiàng)目幕墻工作量大、細(xì)致化程度高，與其他專(zhuān)業(yè)協(xié)同需求不高，為便于細(xì)節(jié)化操作宜單獨(dú)創(chuàng)建為項(xiàng)目文件，

估價(jià)機(jī)構(gòu)應(yīng)積極轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念，強(qiáng)化數(shù)據(jù)建設(shè)和加快業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型。大數(shù)據(jù)離不開(kāi)數(shù)據(jù)建設(shè)，數(shù)據(jù)建設(shè)耗時(shí)耗資，估價(jià)機(jī)構(gòu)應(yīng)根據(jù)自身情況，決定獨(dú)立建設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)還是加入現(xiàn)有數(shù)據(jù)聯(lián)盟，數(shù)據(jù)建設(shè)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)把握數(shù)據(jù)的全面性、真實(shí)性和及時(shí)性。在此基礎(chǔ)上，強(qiáng)化數(shù)據(jù)的分析研究，提高對(duì)數(shù)據(jù)的“加工能力”，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的增值服務(wù)和業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)型，進(jìn)而朝智慧評(píng)估與智慧管理方向發(fā)展。

（2）項(xiàng)目后期需要做管線深化設(shè)計(jì)，為便于多專(zhuān)業(yè)協(xié)同應(yīng)用，將機(jī)電專(zhuān)業(yè)采用一個(gè)項(xiàng)目文件工作模式。

Revit 提供了“鏈接”和“工作集”兩種工作模式進(jìn)行多專(zhuān)業(yè)協(xié)同工作，這兩種方式各有特點(diǎn)。

3.1.1 鏈接模式

也稱(chēng)為外部參照（與AutoCAD 的外部參照相似），可以依據(jù)需要隨時(shí)加載模型文件，各模型文件之間的調(diào)整相對(duì)獨(dú)立，尤其是對(duì)于大型或特大型項(xiàng)目，以及構(gòu)件數(shù)量較多的項(xiàng)目模型在協(xié)同工作時(shí)，通過(guò)合理拆分文件，通過(guò)鏈接模式協(xié)作，表現(xiàn)較好。但由于被鏈接的模型不能直接進(jìn)行修改，因此需要回到原始模型進(jìn)行編輯。

3.1.2 工作集模式

也稱(chēng)為中心文件方式，通過(guò)中心文件啟用工作集后另存為本地形成副本文件的方式，本地副本文件與服務(wù)器中心文件是處于連通、映射狀態(tài)，即本地的修改可以同步到中心文件，并保持統(tǒng)一，中心文件通常存放在服務(wù)器上。

本項(xiàng)目采用“鏈接”和“工作集”，即建筑、結(jié)構(gòu)、幕墻、機(jī)電各專(zhuān)業(yè)之間采用鏈接模式，且只鏈接中心文件，工作在本地副本文件操作。各專(zhuān)業(yè)內(nèi)均采用中心文件協(xié)同模式（機(jī)電專(zhuān)業(yè)采用專(zhuān)業(yè)間工作集協(xié)同模式），確定好拆分和協(xié)作模式后，搭建項(xiàng)目必備工作環(huán)境：網(wǎng)絡(luò)軟、硬件；項(xiàng)目資料、Revit 樣板等等（圖3）。

圖3 各專(zhuān)業(yè)BIM 模型

3.2 BIM 模型復(fù)核

根據(jù)圖紙創(chuàng)建的主體框架模型應(yīng)與實(shí)際建成部分進(jìn)行尺寸內(nèi)容復(fù)核，確保后續(xù)工作數(shù)據(jù)一致性。由于辦公樓項(xiàng)目，內(nèi)部均為大跨度尺寸，且主體結(jié)構(gòu)完成僅為梁、板、柱以及剪力墻，物理模型與數(shù)字模型的復(fù)核從技術(shù)層面上可以采用借助人工根據(jù)關(guān)鍵點(diǎn)控制復(fù)核方式，即選取關(guān)鍵部位和管控的區(qū)域做比對(duì)（圖4）。在項(xiàng)目選擇一個(gè)基點(diǎn)，以基點(diǎn)對(duì)每層選取的十幾個(gè)關(guān)鍵位置復(fù)核，對(duì)特定構(gòu)件尺寸復(fù)核，這樣既滿(mǎn)足項(xiàng)目需求又節(jié)省大量時(shí)間、費(fèi)用，從而達(dá)到相對(duì)最優(yōu)化的方案。

圖4 BIM 模型與現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核

4.BIM 技術(shù)應(yīng)用研究

4.1 幕墻BIM 應(yīng)用

項(xiàng)目整體外圍為幕墻（圖5），涉及到材料主要有25mm 花崗巖石材、2.5mm 鋁單板和龍骨等附加件，首先將25mm 花崗巖石材、2.5mm 鋁單板拆分為標(biāo)準(zhǔn)件與非標(biāo)準(zhǔn)件（圖6），將龍骨等附加件拆分為圓形鋼管、矩形鋼管、L 型角鋼、鋁角碼。在Revit 中利用嵌套族功能，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件制作成通用族。利用Revit 對(duì)構(gòu)件明細(xì)統(tǒng)計(jì)，即可統(tǒng)計(jì)出各種材料的用量。

圖5 幕墻BIM 模型

圖6 幕墻零部件BIM 模型與明細(xì)清單

4.2 優(yōu)化與管綜設(shè)計(jì)

借助BIM 軟件，通過(guò)運(yùn)行三維信息模型的碰撞檢查功能，查詢(xún)處理碰撞沖突，同時(shí)合理排布各專(zhuān)業(yè)管線位置，可以最大化地提升建筑利用空間、減少由于管線沖突而造成項(xiàng)目返工等。特別是在機(jī)房、各樓層走廊以及電梯廳區(qū)域內(nèi)的路由。在CAD時(shí)代，管綜方式主要是將各個(gè)專(zhuān)業(yè)的圖紙疊加，由設(shè)計(jì)師在一起開(kāi)會(huì)討論確定，或有些單位直接由機(jī)電專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)師參照土建專(zhuān)業(yè)圖紙調(diào)整。由于二維圖紙可能帶來(lái)信息缺失以及不直觀的交流平臺(tái)或方式，導(dǎo)致碰撞常有，成為業(yè)主方和施工方一直念茲在茲的事。（圖7）。

圖7 優(yōu)化管網(wǎng)設(shè)計(jì)

通過(guò)利用BIM 軟件，搭建各專(zhuān)業(yè)的三維信息模型，設(shè)計(jì)師能夠在虛擬的三維環(huán)境中及時(shí)確定碰撞以及排除可能遇到的沖突問(wèn)題，顯著減少由此產(chǎn)生的變更，基于BIM 特性，確定內(nèi)部功能區(qū)調(diào)整、管線排布、施工原則，優(yōu)化和管線排布設(shè)計(jì)，并出具相應(yīng)的施工輔助圖紙。大大提高施工交底和溝通效率，降低了由于協(xié)調(diào)工作造成的成本增加與工期延誤（圖8）。

圖8 管線綜合施工指導(dǎo)圖

5.BIM 模型數(shù)據(jù)繼承應(yīng)用研究

5.1 一模多用——BIM 模型數(shù)據(jù)繼承應(yīng)用

傳統(tǒng)的室內(nèi)裝修設(shè)計(jì)、施工主要體現(xiàn)為：基于建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電等圖紙進(jìn)行裝修設(shè)計(jì)，更多時(shí)候使用二維CAD 設(shè)計(jì)軟件出裝修設(shè)計(jì)圖和三維效果表達(dá)的軟件輔助出設(shè)計(jì)成果。設(shè)計(jì)圖紙不可避免的錯(cuò)漏碰缺、裝飾吊頂?shù)母叨瓤刂?，裝修構(gòu)件和原有土建、機(jī)電之間的沖突等等問(wèn)題，這些種種問(wèn)題的出現(xiàn)與積累，最后使得對(duì)裝修公司的滿(mǎn)意度和信任感產(chǎn)生嚴(yán)重影響。運(yùn)用BIM 技術(shù)輔助室內(nèi)裝修設(shè)計(jì)是現(xiàn)階段的一種趨勢(shì)，已經(jīng)越來(lái)越多的裝修公司嘗試去使用（圖9）?；贐IM 技術(shù)的最大特點(diǎn)就是：精細(xì)化，從設(shè)計(jì)開(kāi)始就進(jìn)行裝修所需的每一項(xiàng)構(gòu)件精細(xì)、準(zhǔn)確呈現(xiàn)。出裝修模型，即出裝修實(shí)景量，讓客戶(hù)真正的做到“所見(jiàn)即所得”。

圖9 設(shè)計(jì)階段模型傳遞到裝修階段的數(shù)據(jù)繼承應(yīng)用

借助BIM 可視化特性，我們可以很容易發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)方式出現(xiàn)的問(wèn)題：梁底標(biāo)高考慮不足。由于每層每個(gè)房間因?yàn)槠涔δ芴匦砸约敖蛋宓忍厥庑枰獣?huì)對(duì)結(jié)構(gòu)梁構(gòu)件有影響，又因?yàn)榱旱讟?biāo)高會(huì)直接影響裝飾裝修的設(shè)計(jì)，所以這部分也是我們很容易遇到的問(wèn)題（圖10）。

圖10 裝修問(wèn)題報(bào)告

BIM 的優(yōu)勢(shì)在于可以將數(shù)據(jù)延伸使用，真正體現(xiàn)的信息模型的價(jià)值所在，在建設(shè)過(guò)程中根據(jù)優(yōu)化后的設(shè)計(jì)模型建立裝飾裝修BIM 模型（圖11），通過(guò)完善族庫(kù)和材質(zhì)庫(kù)，最終實(shí)現(xiàn)了BIM 模型的一模多用，且達(dá)到了BIM 數(shù)據(jù)的唯一性與延續(xù)性（圖12）。

圖11 精裝修的BIM 模型

圖12 基于BIM 模型的精裝修渲染照片

5.2 輕量化模型——云端多方協(xié)作應(yīng)用

輕量化并不難理解，由于BIM 模型精準(zhǔn)、詳盡地展示了建筑物外部、內(nèi)部以及構(gòu)件的物理模型和幾何信息，其數(shù)據(jù)量驚人，從而導(dǎo)致BIM 數(shù)據(jù)在三維場(chǎng)景中的性能有待提高。而模型的輕量化主要是對(duì)模型的骨架進(jìn)行簡(jiǎn)化或者刪除，使其模型壓縮。輕量化主要是在移動(dòng)端和互聯(lián)網(wǎng)云端使用，通過(guò)減少顯示文件信息，達(dá)到加快模型運(yùn)行顯示。

考慮到疫情等原因，本項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中除了采取傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程聯(lián)絡(luò)方式，還采用了云端BIM 協(xié)同作業(yè)模式，各參與方基于BIM 輕量化模型在線溝通反饋和基于數(shù)據(jù)模型的應(yīng)用，大大的提高的溝通效率（圖13）。

圖13 基于云端輕量化平臺(tái)的協(xié)作溝通

6.結(jié)語(yǔ)

作為建筑行業(yè)的十項(xiàng)新技術(shù)之一，BIM 的提出及發(fā)展，都對(duì)工程建設(shè)行業(yè)的科技進(jìn)步產(chǎn)生了重大及其深遠(yuǎn)的影響。BIM技術(shù)的應(yīng)用可大幅度提高工程建設(shè)的集成化程度。從建筑的全壽命周期來(lái)看，BIM的應(yīng)用提高了建筑行業(yè)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等的科學(xué)技術(shù)水平，促進(jìn)建筑業(yè)信息化和現(xiàn)代化發(fā)展，有著巨大的應(yīng)用價(jià)值與前景。在全球進(jìn)入信息化時(shí)代的今天，信息技術(shù)及其應(yīng)用已經(jīng)成為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的杠桿。BIM 作為創(chuàng)建并且利用數(shù)字化模型對(duì)建設(shè)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維全過(guò)程進(jìn)行管理和優(yōu)化的過(guò)程、方法和技術(shù)，就是建筑行業(yè)信息化與數(shù)字化融合的技術(shù)手段，也必將推動(dòng)建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)與高質(zhì)量發(fā)展。