淺談BIM技術(shù)在施工階段解決圖紙問題的應(yīng)用

王亞杰，楊曉晶（太原理工大成工程有限公司， 山西 太原 030024）

0 引 言

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM），是1975年由美國佐治亞理工建筑學(xué)院教授Chuck Eastman提出的，具體定義為：“通過建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數(shù)字化技術(shù)，為這個模型提供完整的、與實際情況一致的建筑工程信息庫。通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息，并對后期的智能運維提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型?！弊》亢统青l(xiāng)建設(shè)部在《2016－2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中明確要求在建筑業(yè)中大力發(fā)展BIM技術(shù)，推動建筑行業(yè)信息化、數(shù)字化發(fā)展。自此，建筑行業(yè)的各個階段、各個領(lǐng)域都開始了對BIM技術(shù)的嘗試和探索。經(jīng)過幾年的發(fā)展，BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用點越來越多并日趨成熟。本文主要介紹目前BIM技術(shù)在施工階段解決圖紙問題的一些應(yīng)用和BIM技術(shù)帶來的相應(yīng)價值。

1 BIM技術(shù)解決建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)圖紙問題的應(yīng)用

在施工階段中，BIM模型搭設(shè)精度不小于LOD300。針對建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)圖紙需要搭設(shè)的模型包括結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)柱、結(jié)構(gòu)墻、結(jié)構(gòu)梁、結(jié)構(gòu)板、建筑填充墻、建筑門、建筑窗、樓梯、汽車坡道、自行車坡道、外立面、屋面等。在BIM建模過程中，查找出建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)圖紙中本專業(yè)之間、建筑與結(jié)構(gòu)專業(yè)之間的錯、漏、碰、缺、重等問題。將這些問題整理成問題報告發(fā)送給設(shè)計院設(shè)計師，將問題解決后的新的圖紙或變更再次搭設(shè)到BIM模型中，反復(fù)循環(huán)，直到建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)圖紙無錯、漏、碰、缺、重等問題。這樣既徹底解決了建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)圖紙問題，又為水、暖、電專業(yè)BIM模型提供了精細、準確的參考模型。

通過多個項目應(yīng)用BIM技術(shù)解決建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)圖紙問題的案例，發(fā)現(xiàn)圖紙問題出現(xiàn)集中的地方一般為：主樓地下部分、地庫人防口部、主樓和地庫的樓梯部分、坡道出口（尤其是汽車坡道出入口）、首層入口大堂、屋面造型、外立面造型、主樓與地庫交接部位等等。這些部位要么設(shè)計復(fù)雜，CAD二維畫圖表達困難，要么是設(shè)計師分工設(shè)計形成的交接部位，雙方很難實現(xiàn)完美交接，甚至?xí)纬稍O(shè)計盲區(qū)。如果應(yīng)用了BIM技術(shù)，建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)的所有圖紙都要融入到同一個BIM模型中，必須實現(xiàn)完美閉環(huán)。設(shè)計復(fù)雜的部位通過一次次完善圖紙最終達到CAD二維畫圖清晰表達，設(shè)計盲區(qū)處通過設(shè)計雙方反復(fù)調(diào)整圖紙最終達到完全一致。

通過幾十個項目應(yīng)用BIM技術(shù)解決建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)圖紙問題的情況來看，圖紙問題數(shù)量大概為每一萬平方米50～70個問題，這還不包括鋼筋錯誤問題統(tǒng)計?？梢夿IM技術(shù)在解決建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)圖紙問題方面的作用是非常大的。

由于BIM技術(shù)在中國發(fā)展的時間還不是很長，結(jié)構(gòu)專業(yè)中的鋼筋建模在主流軟件中應(yīng)用較少，這也是BIM技術(shù)將來的一個發(fā)展方向。

2 BIM技術(shù)解決水、暖、電專業(yè)圖紙問題的應(yīng)用

在施工階段，BIM技術(shù)在水、暖、電專業(yè)的應(yīng)用主要為兩個方面：一是查找水、暖、電專業(yè)圖紙中本專業(yè)之間、各專業(yè)之間及與建筑專業(yè)、結(jié)構(gòu)專業(yè)之間的錯、漏、碰、缺、重等問題，將這些問題整理成問題報告發(fā)送給設(shè)計院設(shè)計師，將問題解決后的新的圖紙或變更再次搭設(shè)到BIM模型中，反復(fù)循環(huán)，直到水、暖、電專業(yè)圖紙無錯、漏、碰、缺、重等問題；二是把水、暖、電專業(yè)管線和設(shè)備按照實際尺寸對綜合管線進行優(yōu)化調(diào)整，分析和優(yōu)化凈高、空間關(guān)系，使管線排布最大程度合理，建筑空間得到最好的應(yīng)用，施工時不再出現(xiàn)返工情況，一次成活，以加快施工進度，而按照BIM模型優(yōu)化后的圖紙施工，施工效果基本都能達到建筑質(zhì)量省、市級獎項要求。

通過多個項目應(yīng)用BIM技術(shù)解決水、暖、電專業(yè)圖紙問題的案例，發(fā)現(xiàn)圖紙問題中圖面表達問題主要表現(xiàn)為系統(tǒng)圖與平面圖表達不一致、平面圖或系統(tǒng)圖信息表達不全等。分析和優(yōu)化凈高、空間關(guān)系的重點和難點主要在地庫車道處、主樓地下室過道處、主樓地下室電梯前室處、設(shè)備層、設(shè)備間、管道井和建筑中有吊頂或其他特殊空間要求的地方等。優(yōu)化凈高、空間關(guān)系時既要遵循設(shè)計規(guī)范，又要考慮施工組織方便，還要兼顧后期運維檢修管理等要求。通過對管線路由的不斷優(yōu)化調(diào)整，可以從多個方案中選擇出最優(yōu)秀的方案。模型真實度非常接近項目實際情況時，在三維模型中進行出圖處理，并轉(zhuǎn)化成二維圖紙。設(shè)計師使用這個圖紙或依據(jù)這個圖紙進行施工圖調(diào)整完善，后期施工的問題近乎為零。水、暖、電管線施工出來的效果非常自然、美觀，甚至達到市、省、國家級獎項要求。BIM技術(shù)在解決水、暖、電專業(yè)圖紙問題和優(yōu)化凈高、空間關(guān)系等方面的價值非常大，也是最先被行業(yè)認可的價值點。

由于BIM技術(shù)在中國發(fā)展時間還不是很長，BIM軟件在進行水、暖、電管線調(diào)整時的效率有待提高，目前，國內(nèi)的很多BIM軟件公司正在攻克這個難關(guān)，一旦解決，BIM技術(shù)在解決水、暖、電專業(yè)圖紙問題和優(yōu)化凈高、空間關(guān)系方面的應(yīng)用價值將得到更大的體現(xiàn)。

3 BIM技術(shù)解決裝修專業(yè)圖紙問題的應(yīng)用

在施工階段，通過搭設(shè)BIM裝修模型，查找精裝圖紙中空間關(guān)系與建筑圖紙中空間關(guān)系的錯、碰等問題，精裝吊頂與原設(shè)備管線的錯、碰等問題，精裝圖紙中水、暖、電點位與建筑圖紙中水、暖、電點位的錯、漏、碰、缺等問題。將這些問題整理成問題報告發(fā)送給設(shè)計院設(shè)計師，將解決問題后的新的圖紙或變更再次搭設(shè)到BIM模型中，反復(fù)循環(huán)，直到裝修圖紙中無錯、漏、碰、缺等問題為止。

因為裝修圖紙在設(shè)計時必須遵循原建筑、結(jié)構(gòu)、水、暖、電專業(yè)圖紙，所以裝修圖紙與原建筑、結(jié)構(gòu)、水、暖、電的碰撞程度較小。對于精裝設(shè)計比較簡單的部分，可以不用BIM技術(shù)模型進行碰撞檢查；對于比較復(fù)雜的部分，建議使用BIM技術(shù)模型進行檢查、糾正，把精裝修施工過程中的事中控制變成事前控制，管理事半功倍。

4 BIM技術(shù)解決室外綜合管網(wǎng)圖紙問題的應(yīng)用

室外綜合管網(wǎng)工程在項目上常被稱為“小市政工程”，BIM技術(shù)在小市政工程上的應(yīng)用主要是兩個方面：一是查找小市政工程水、暖、電專業(yè)圖紙中本專業(yè)之間、各專業(yè)之間及與建筑外圍護墻體之間的錯、碰等問題，將這些問題整理成問題報告發(fā)送給設(shè)計院設(shè)計師，將問題解決后的新的圖紙或變更再次搭設(shè)到BIM模型中，反復(fù)循環(huán)，直到小市政工程圖紙及相關(guān)圖紙無錯、碰等問題；二是把小市政工程圖紙水、暖、電管線和管井進行優(yōu)化和深化設(shè)計，把地下所有管線和各種管井全部梳理合理，滿足規(guī)范中的避讓間距和埋深等要求，施工時不再出現(xiàn)返工情況，一次成活，以加快施工進度。

為了縮短工期，節(jié)約時間成本，現(xiàn)在工程建設(shè)行業(yè)內(nèi)提出了“永臨結(jié)合”的口號，即“某項工作是正式建筑中的一部分（屬于相對永久性質(zhì)的），同時在施工過程中也需要該項工作所具備的功能，為避免重復(fù)設(shè)置減小消耗，將此項工作提前完成，納入平面管理范疇，為施工生產(chǎn)服務(wù)”。室外綜合管網(wǎng)工程經(jīng)常是“永臨結(jié)合”的一個重點應(yīng)用點。然而，因為室外綜合管網(wǎng)圖紙經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)計深度不夠和與現(xiàn)場實際情況不符的情況，有些項目中“永臨結(jié)合”并不能很好地被應(yīng)用，后期施工時發(fā)現(xiàn)之前施工的“永臨結(jié)合”室外綜合管網(wǎng)出現(xiàn)了錯誤，需要重新施工的情況比比皆是。如果使用BIM技術(shù)，這些問題都能徹底的解決。通過前期在電腦中應(yīng)用BIM軟件，把室外綜合管網(wǎng)圖紙在整個項目模型中真實模擬建設(shè)一遍，把所有的、各種各樣的問題全部解決掉，完全避免后期因為前期錯誤重新施工的情況。因此，BIM技術(shù)是“永臨結(jié)合”能夠成功落地的可靠保障。

5 BIM技術(shù)解決園林圖紙問題的應(yīng)用

在施工階段，搭設(shè)BIM園林模型，查找園林圖紙中本專業(yè)之間、各專業(yè)之間及與建筑外圍護墻體之間的錯、碰等問題，尤其是覆土中管線與園林構(gòu)筑物的基礎(chǔ)的碰撞、大樹樹根與覆土中管線、管井的碰撞。將這些問題整理成問題報告發(fā)送給設(shè)計院設(shè)計師，將解決問題后的新的圖紙或變更再次搭設(shè)到BIM模型中，反復(fù)循環(huán)，直到園林圖紙及相關(guān)圖紙中無錯、碰等問題。施工時不再出現(xiàn)返工情況，一次成活，以加快施工進度。在施工企業(yè)日益強調(diào)精細化施工、精細化管理的背景下，在園林施工之前，把園林圖紙搭設(shè)到項目BIM模型中也是大勢所趨。

BIM技術(shù)可以解決施工階段多個專業(yè)的圖紙問題。事實上，只要是組成項目的內(nèi)容，都可以先用BIM技術(shù)進行建模、查找錯誤、優(yōu)化設(shè)計。應(yīng)用BIM技術(shù)一定會給項目帶來許多價值，具體表現(xiàn)為：解決圖紙問題、提高圖紙質(zhì)量和現(xiàn)場施工質(zhì)量，使工程質(zhì)量更容易從及格到優(yōu)秀；使施工組織更為順暢，節(jié)約工期，便于流水和穿插施工；現(xiàn)場返工明顯減少，降低成本，減少各方費用索賠；把項目的事中控制變成事前控制，降低了建設(shè)單位、施工單位、設(shè)計院、監(jiān)理單位的技術(shù)管理壓力，降低了項目各參與方的溝通成本。

6 結(jié) 語

BIM技術(shù)在中國發(fā)展時間較短，BIM軟件有些功能還有待開發(fā)，但BIM技術(shù)應(yīng)用價值已經(jīng)嶄露頭角。隨著建筑行業(yè)管理要求越來越高及BIM技術(shù)的繼續(xù)開發(fā)、發(fā)展，BIM技術(shù)的應(yīng)用點將不斷增加，例如BIM技術(shù)與工程量的結(jié)合，即“BIM施工，BIM結(jié)算”。在不久的將來，BIM技術(shù)一定會改變建筑行業(yè)的管理模式，成為行業(yè)提升的必備工具。