馬洪娟 姚守儼

(中國建筑第八工程局有限公司，上海 200120)

1 前言

建筑信息模型BIM(Building Information Modeling)，是以建筑物三維數(shù)字化為載體、以建筑物全生命周期為主線，將建筑產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)所需要的信息關(guān)聯(lián)起來，而形成的建筑物信息集。BIM具有三維可視化、協(xié)同性和信息可提取性的特點(diǎn)，作為引領(lǐng)建筑業(yè)信息化走向更高層次的一種新技術(shù)，可使整個建筑工程的質(zhì)量和效率顯著提高，成本降低，為建筑業(yè)的發(fā)展帶來巨大的效益。我們一般從建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃階段引入BIM概念，形成BIM模型，并應(yīng)用于建筑全生命周期。但是推動BIM技術(shù)在施工階段的探索應(yīng)用也非常必要。原因如下:

(1)施工階段占據(jù)了建筑的絕大部分投資，充分利用BIM技術(shù)，合理組織施工流程，進(jìn)行精細(xì)化項(xiàng)目管理，避免不必要變更、返工、浪費(fèi)，有效節(jié)約資源，提高效率，降低成本，是非常值得探索的問題;

(2)在建造階段，是將BIM虛擬的建筑模型實(shí)體化的過程，是最終交付給業(yè)主使用、維護(hù)的產(chǎn)品，在這個過程中形成的BIM數(shù)據(jù)對建筑運(yùn)營維護(hù)作用重大。

(3)目前設(shè)計(jì)院90%的圖紙還是二維平面圖，而且即使設(shè)計(jì)院給BIM模型，施工建造階段有其特殊性，如分樓層、分階段建造，提取材料數(shù)據(jù)等需求，導(dǎo)致所需BIM數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)階段不一致。

基于以上原因，我們以廣西體育中心二期項(xiàng)目網(wǎng)球館為例，進(jìn)行了BIM技術(shù)的建模及應(yīng)用探索。考慮到施工企業(yè)對Autodesk的CAD軟件應(yīng)用廣泛，我們選用了該公司的Revit系列軟件作為BIM建模軟件，組織有經(jīng)驗(yàn)的項(xiàng)目施工管理人員，對網(wǎng)球館的建筑、結(jié)構(gòu)以及機(jī)電安裝部分進(jìn)行了建模，并進(jìn)行了從BIM模型提取數(shù)據(jù)的應(yīng)用探討。

2 廣西體育中心網(wǎng)球館簡介

廣西體育中心二期項(xiàng)目包括主體育場、體育館、游泳館、網(wǎng)球館等設(shè)施。我們選擇了造型比較規(guī)整的網(wǎng)球館做為試點(diǎn)實(shí)例。網(wǎng)球館采用了正圓形的平面布局，整個外觀形態(tài)飄逸自然、剛勁有力，仿佛一個跳動的網(wǎng)球，在接觸地面瞬間的形態(tài)。網(wǎng)球館建筑面積10 000多平方米，座位數(shù)5 000余個，最高為3層，最高點(diǎn)為24m，看臺及房間是框架混凝土結(jié)構(gòu)，屋蓋罩棚是鋼結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)型式為樁基。該場館雖然不大，但由于為獨(dú)立場館，涉及所有相關(guān)建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電安裝等專業(yè)，比較有代表性。網(wǎng)球館BIM模型效果圖如圖1所示:

圖1 廣西體育中心網(wǎng)球館效果圖

3 網(wǎng)球館BIM建模體會

在對項(xiàng)目管理人員進(jìn)行軟件培訓(xùn)的基礎(chǔ)上，通過利用 Revit的 Architecture、Structure、MEP 軟件，分別搭建了網(wǎng)球館的建筑、結(jié)構(gòu)以及機(jī)電安裝部分模型(給水、廢水、污水、雨水、噴淋、水炮、消防栓、暖通、消防管道、部分電氣等)。圖2為網(wǎng)球館建筑模型，圖3為網(wǎng)球館結(jié)構(gòu)模型，圖4為網(wǎng)球館給排水模型局部。

通過建模，我們有如下體會:

(1)模型創(chuàng)建時機(jī)

圖4 網(wǎng)球館給排水模型部分效果

對建筑施工企業(yè)來說，施工準(zhǔn)備期間，項(xiàng)目具體施工開始前，進(jìn)行BIM模型創(chuàng)建，非常有利。此時，工程圖紙基本出齊、項(xiàng)目人員配備到位、工程處在基礎(chǔ)處理階段，建?？梢云鸬绞煜D紙，了解工程的作用，可為下一步施工過程管理做好充分準(zhǔn)備。

(2)模型創(chuàng)建要有重點(diǎn)

建模應(yīng)以建筑、結(jié)構(gòu)模型創(chuàng)建、應(yīng)用為主，重點(diǎn)是進(jìn)行模型疏漏檢查，并可提取其中指定區(qū)域的混凝土用量、砌體用量、鋼筋用量等信息，從而方便材料采購安排、施工進(jìn)度控制等相應(yīng)工作，也能將建模中發(fā)現(xiàn)的問題用于圖紙會審等工作。

對于機(jī)電安裝建模，用Revit MEP建模過程相對繁瑣，涉及專業(yè)眾多，管道復(fù)雜，設(shè)備類型繁雜，建模速度相對較慢。除非時間非常充裕，或業(yè)主有明確要求，不宜建立完整MEP模型，可以結(jié)合機(jī)電安裝的二次深化設(shè)計(jì)，依據(jù)現(xiàn)場施工人員的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行指定部位、特殊區(qū)域建模，從而進(jìn)行管道綜合等工作。

(3)模型創(chuàng)建人員

由于我們所建BIM模型，其數(shù)據(jù)主要用于施工管理，所以建模人員不能只包含對建筑施工本身不熟悉，對施工流程本身復(fù)雜性及多變性缺乏相應(yīng)認(rèn)識的計(jì)算機(jī)操作人員，需要相關(guān)專業(yè)施工管理人員的參與，把相應(yīng)的管理數(shù)據(jù)建立在模型中。

理想的BIM團(tuán)隊(duì)，應(yīng)該有熟悉施工過程的土建、安裝施工人員組成，包含工民建、水暖、電氣等專業(yè)，年齡比較輕，學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，經(jīng)過軟件培訓(xùn)，形成相對穩(wěn)定的團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過幾個項(xiàng)目實(shí)踐后，能迅速建立模型，并包含相關(guān)管理數(shù)據(jù)，以便模型可以提供管道綜合，項(xiàng)目精細(xì)管理所需數(shù)據(jù)，能夠提供給領(lǐng)導(dǎo)作為決策依據(jù)。

(4)Revit軟件本身存在問題

BIM解決方案目前國內(nèi)外有很多系列軟件，像應(yīng)用比較普遍的建模軟件有以下幾種，而其他相關(guān)的系列分析軟件、計(jì)算軟件等還有很多。例如:

·Autodesk公司的Revit系列軟件

·Bentley公司的Bentley Architecture系列

·Graphisoft公司的ArchiCAD

·Gehry Technologies公司的Digital Project等等

通過選用Autodesk公司的Revit 2011系列軟件搭建BIM模型，我們感覺該軟件和目前施工企業(yè)常用的繪圖、算量、工程展示軟件相比，還不太成熟。具體比較情況見表1:

表1 施工企業(yè)常用軟件和Revit系列軟件比較

圖5 網(wǎng)球館混凝土用量明細(xì)表

應(yīng)該說，Revit 2011系列軟件對計(jì)算機(jī)硬件要求比較高;和AutoCAD相比，操作不太靈活;本身自帶的族庫，不太適合中國國內(nèi)實(shí)際，國內(nèi)常用的族庫構(gòu)件比較少;該軟件本身比較適合做設(shè)計(jì)使用，如單純描圖用以生成施工用模型，有的地方比較死板;工程算量部分，部分地方不符合中國規(guī)范;三維展示效果不如3DMax精美。

雖然存在以上問題，但我們總體感覺瑕不掩瑜，BIM模型具有的三維可視性、協(xié)同性、信息可提取性等優(yōu)異性能，還是很有使用價值的。如果假以時日，將軟件進(jìn)行功能完善，這款軟件如同“甩圖板”初期的CAD產(chǎn)品，必將得到廣泛的推廣應(yīng)用。

4 網(wǎng)球館BIM模型應(yīng)用體會

通過對BIM模型創(chuàng)建，數(shù)據(jù)提取，對施工企業(yè)而言，我們認(rèn)為可從以下方面對BIM模型進(jìn)行應(yīng)用。

(1)施工人員熟悉業(yè)務(wù)

通過BIM建模，能夠清晰了解項(xiàng)目設(shè)計(jì)理念，使施工人員熟悉工程形體以及圖紙內(nèi)容，提高了對施工過程的預(yù)排查能力和問題預(yù)處理能力，保障了工程順利施工。

(2)管線綜合、模架支撐等設(shè)計(jì)

通過建筑、結(jié)構(gòu)和機(jī)電安裝各專業(yè)的模型搭建，施工人員能夠方便地查看各個構(gòu)件之間的空間關(guān)系，及時進(jìn)行“錯、漏、碰、缺”檢查，這也是目前施工企業(yè)應(yīng)用最多的領(lǐng)域之一，從而可提前調(diào)整施工方案。同時借助BIM中的構(gòu)件參數(shù)，可以輕松進(jìn)行模架支撐設(shè)計(jì)。

(3)加強(qiáng)各方協(xié)調(diào)

BIM模型可將業(yè)主、設(shè)計(jì)方、施工方、分包商、供應(yīng)商等緊密地結(jié)合在一起，有效地搭建了一個良好的溝通平臺，使各參與方實(shí)現(xiàn)可視化溝通與協(xié)調(diào)。比如對現(xiàn)場施工難點(diǎn)，語言不易表達(dá)清楚時，可以借助模型，進(jìn)行技術(shù)交底，以實(shí)現(xiàn)安全、快速、高質(zhì)量施工;如圖4為網(wǎng)球館給排水模型部分效果。又比如對材料的采購，以及協(xié)調(diào)各專業(yè)的合理化有序施工，都有很大幫助?？傊柚鶥IM模型可有效提升項(xiàng)目管理的水平，降低管理成本。

(4)模型構(gòu)件數(shù)據(jù)應(yīng)用

通過BIM模型，可直接生成相關(guān)明細(xì)表，進(jìn)行設(shè)備統(tǒng)計(jì)、材料統(tǒng)計(jì)等工作，同步提供所需要的施工圖預(yù)算、施工材料計(jì)劃等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從而起到管控造價，預(yù)測成本花費(fèi)的作用。如圖5為生成的網(wǎng)球館混凝土用量明細(xì)表。

(5)模型展示應(yīng)用

可以根據(jù)施工計(jì)劃(Project的橫道圖)形象的展示施工過程的先后順序和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行施工方案的4D模擬，從而對不同施工方案進(jìn)行比選，優(yōu)化施工流程，更好地協(xié)調(diào)各施工方，節(jié)省成本，提高效率;作為施工企業(yè)的另一個重要工作，可在工程投標(biāo)階段，利用BIM模型，對工程進(jìn)行三維展示。

5 總結(jié)與展望

通過BIM模型在廣西體育中心二期項(xiàng)目網(wǎng)球館的應(yīng)用，我們認(rèn)為雖然BIM類相關(guān)軟件目前還不成熟，其廣泛推廣應(yīng)用可能還需要一個過程。但BIM模型具有的三維可視化、協(xié)同性、信息可提取性等特性，決定了其“建筑業(yè)革命性技術(shù)平臺”的地位，未來必將有更廣闊的發(fā)展前景。為此，我們建筑施工企業(yè)將繼續(xù)對BIM應(yīng)用進(jìn)行探索，下一步我們將考慮建立常用建筑構(gòu)件庫，以便快速建立符合施工企業(yè)需求的BIM模型，并探索工程項(xiàng)目如何從BIM模型中提取更多有效信息，為施工管理業(yè)務(wù)流程提供數(shù)據(jù)支撐，以及如何建立交付竣工模型，便于業(yè)主的下一階段運(yùn)營維護(hù)工作等等。

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