李 括 付 興

(1.中國建筑股份有限公司，北京 100037； 2.大連理工大學(xué)建設(shè)工程學(xué)部，遼寧 大連 116023)

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BIM技術(shù)在福州海峽文化中心施工過程中的應(yīng)用★

李 括1付 興2*

(1.中國建筑股份有限公司，北京 100037； 2.大連理工大學(xué)建設(shè)工程學(xué)部，遼寧 大連 116023)

簡述了BIM技術(shù)的特點(diǎn)，從優(yōu)化設(shè)計、沖突檢查、空間凈高分析、管線綜合服務(wù)等方面，闡述了BIM技術(shù)在福州海峽文化中心施工中的應(yīng)用，對提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本、縮短工期有重要的作用。

BIM技術(shù)，碰撞檢測，空間凈高，管線

BIM(Building Information Modeling)技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計建造管理的數(shù)據(jù)化工具[1-3]，通過參數(shù)模型整合項(xiàng)目的相關(guān)信息，在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過程中進(jìn)行共享和傳遞，使工程技術(shù)人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應(yīng)對，為設(shè)計團(tuán)隊以及包括建筑運(yùn)營單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用。

吳清平等[4]采用BIM技術(shù)對上海SOHO天山廣場超大深基坑工程進(jìn)行了設(shè)計施工全過程模擬與分析，全方位清晰地展現(xiàn)了地下工程的虛擬施工過程，從而發(fā)現(xiàn)模擬施工中可能出現(xiàn)的各種問題并做出相應(yīng)的預(yù)防控制措施。針對地鐵線路復(fù)雜問題，張祿[5]將BIM技術(shù)引入到地鐵安裝中，有效解決了綜合管線碰撞問題。目前城市軌道交通機(jī)電工程中各專業(yè)之間管線之間沖突、管線與結(jié)構(gòu)沖突的矛盾不斷，李佳蔚[6]建立了上海軌道11號線北段二期石龍路車站BIM模型，解決了石龍路站中機(jī)電管線碰撞問題。

BIM技術(shù)具有模型信息的完備性、關(guān)聯(lián)性及一致性等特點(diǎn)。從完備性角度來說，除了對工程對象進(jìn)行3D幾何信息和拓?fù)潢P(guān)系的描述，還包括完整的工程信息描述，如對象名稱、結(jié)構(gòu)類型、建筑材料、工程性能等設(shè)計信息；施工工序、進(jìn)度、成本、質(zhì)量以及人力、機(jī)械、材料資源等施工信息；工程安全性能、材料耐久性能等維護(hù)信息；對象之間的工程邏輯關(guān)系等。從關(guān)聯(lián)性角度來說，信息模型中的對象是可識別且相互關(guān)聯(lián)的，系統(tǒng)能夠?qū)δＰ偷男畔⑦M(jìn)行統(tǒng)計和分析，并生成相應(yīng)的圖形和文檔。如果模型中的某個對象發(fā)生變化，與之關(guān)聯(lián)的所有對象都會隨之更新，以保持模型的完整性和健壯性。從模型信息的一致性角度來看，在建筑生命期的不同階段模型信息是一致的，同一信息無需重復(fù)輸入，而且信息模型能夠自動演化，模型對象在不同階段可以簡單地進(jìn)行修改和擴(kuò)展而無需重新創(chuàng)建，避免了信息不一致的錯誤。這些特點(diǎn)為BIM技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用提供了重要的基礎(chǔ)。

1 項(xiàng)目概況

福州海峽文化中心是以福州市花“茉莉花”為靈感來源，不僅給予了福州強(qiáng)大的文化和經(jīng)濟(jì)背景，同時也是現(xiàn)代而美麗的福州城市的生態(tài)象征。本工程擬建場地位于福州市倉山區(qū)城門鎮(zhèn)下洋村與梁厝村交界處，擬建工程由5幢3層～5層(編號為建筑A，B，C，D，E)單體建筑組成，建筑A為多功能劇場，建筑B為大劇院，建筑C為歌劇院，建筑D為展覽中心，建筑E為影視中心。效果圖如圖1所示。

福州海峽文化中心的五個場館均為異型場館，采用一個軟件難以滿足全專業(yè)的建模工作，本項(xiàng)目土建部分運(yùn)用Revit建模，屋頂斜板上暖通部分運(yùn)用MagicCAD建模，斜屋頂上斜梁運(yùn)用Rhino建模，鋼桁架運(yùn)用AutoCAD建模，室內(nèi)內(nèi)裝和外幕墻運(yùn)用Rhino建模，進(jìn)行各專業(yè)模型碰撞檢查和管道組合的工作時，需結(jié)合各個軟件進(jìn)行協(xié)同工作，本項(xiàng)目執(zhí)行過程中，開發(fā)了Rhino與Revit的軟件接口，使得兩個模型可以兼容，從而解決了各專業(yè)的碰撞檢查和設(shè)計協(xié)調(diào)等一系列問題。

2 基于BIM的3D技術(shù)應(yīng)用

2.1 設(shè)計優(yōu)化、沖突檢查

基于施工圖模型內(nèi)的所有內(nèi)容，建立了Revit分析模型，如圖2所示，通過三維方式發(fā)現(xiàn)圖紙中的錯漏碰缺與專業(yè)間的沖突。采用Revit碰撞檢測分析方法，發(fā)現(xiàn)了大量碰撞區(qū)域，碰撞位置通常位于各專業(yè)構(gòu)筑物交匯處，說明現(xiàn)今各專業(yè)在設(shè)計時的互相溝通協(xié)調(diào)還較為匱乏，需要進(jìn)一步加強(qiáng)溝通。較為典型的碰撞區(qū)域見圖3，圖3中白圈所示區(qū)域?yàn)榕鲎矃^(qū)域，管道和鋼桁架發(fā)生了重疊。

在本項(xiàng)目中由于項(xiàng)目結(jié)構(gòu)形式較為復(fù)雜，外立面、幕墻以及內(nèi)部裝飾都極為復(fù)雜，按照傳統(tǒng)設(shè)計方式，結(jié)構(gòu)、幕墻、內(nèi)裝都是平行同時進(jìn)行設(shè)計，各專業(yè)間的聯(lián)系很少，很多碰撞問題在二維圖紙上很難發(fā)現(xiàn)，而到了施工階段這些碰撞問題會逐漸顯露出來，導(dǎo)致大量增加設(shè)計變更，追加成本，影響工期進(jìn)度。

而運(yùn)用了BIM技術(shù)后，可以有效的發(fā)現(xiàn)設(shè)計時發(fā)生的“錯漏碰缺”問題，比如主體結(jié)構(gòu)和室內(nèi)裝修的碰撞，主體結(jié)構(gòu)和外立面幕墻間的碰撞，屋頂鋼桁架與頂層各機(jī)組的碰撞，從而達(dá)到配合指導(dǎo)各專業(yè)間設(shè)計，把控圖紙質(zhì)量，減少圖紙變更，節(jié)省設(shè)計周期的目的[3-7]。根據(jù)碰撞檢測分析結(jié)果，撰寫了碰撞檢測報告，以便設(shè)計單位對施工圖紙進(jìn)行修改，進(jìn)而調(diào)整Revit模型，并進(jìn)行再檢測，直至解決全部碰撞問題，形成施工圖模型。

2.2 空間凈高分析

基于最終版土建結(jié)構(gòu)施工圖模型進(jìn)行各部分空間凈高預(yù)分析，并利用Naviswork軟件進(jìn)行漫游模擬，檢查各空間凈高是否滿足規(guī)范要求。基于漫游的模型可以對各專業(yè)管線進(jìn)行綜合檢查、優(yōu)化，為之后施工作業(yè)及裝修提供指導(dǎo)作用。對福州海峽文化中心進(jìn)行空間凈高分析，均滿足要求。

2.3 管線綜合服務(wù)

管線綜合服務(wù)是在上述基礎(chǔ)上開展的，管道綜合部分的工作主要分為：1)建立施工圖模型，包括與二維圖紙一致的設(shè)計模型、深化設(shè)計模型，詳細(xì)表達(dá)建筑構(gòu)件的空間占位關(guān)系，構(gòu)造關(guān)系；2)對建筑材料、門窗幕墻、電梯設(shè)備、結(jié)構(gòu)體系、機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)、現(xiàn)狀市政接駁等問題，進(jìn)行模型檢驗(yàn)，確?？蓪?shí)施性；3)對預(yù)留空間、樓層凈高，管井大小、室內(nèi)空間效果與功能使用進(jìn)行核查，對各專業(yè)設(shè)備系統(tǒng)選型、各專業(yè)系統(tǒng)影響下的建筑空間進(jìn)行檢查；4)搭建過程階段模型，優(yōu)化設(shè)施數(shù)量及位置。

3 結(jié)語

本項(xiàng)目屋頂結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，屋頂斜板上有大部分的風(fēng)箱、暖通機(jī)組，還有大量的鋼桁架，通過傳統(tǒng)的設(shè)計方式各專業(yè)進(jìn)行設(shè)計工作時只會注重自身專業(yè)的設(shè)計，很難顧忌到對于全專業(yè)的影響，二維圖紙很難查找出各專業(yè)“錯、漏、碰、缺”的問題，也很難進(jìn)行凈高分析。利用BIM技術(shù)，通過各專業(yè)三維模型將各專業(yè)模型整合到一起，可以很直觀的看出各專業(yè)構(gòu)件間的位置關(guān)系，進(jìn)行碰撞檢查，從而達(dá)到指導(dǎo)協(xié)調(diào)設(shè)計的目的，利用模型進(jìn)行管線綜合，可以對各專業(yè)的管線排布進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到節(jié)省空間，節(jié)省耗材，減少變更的目的。同時，在施工階段，也可利用三維的模型做基礎(chǔ)，進(jìn)行再深化，之后進(jìn)行4D的施工模擬，對于一些復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)在施工前，利用模型進(jìn)行分析，提前發(fā)現(xiàn)問題，指導(dǎo)施工[8]。

[1] 何關(guān)培.BIM和BIM相關(guān)軟件[J].土木建筑工程信息技術(shù),2010,2(4):110-117.

[2] 程建華,王 輝.項(xiàng)目管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用與推廣[J].施工技術(shù),2012,41(371):18-21,60.

[3] 張建平,李 丁,林佳瑞,等.BIM在工程施工中的應(yīng)用[J].施工技術(shù),2012,41(371):10-17.

[4] 吳清平,時 偉,戚鏵鐘,等.超大深基坑BIM施工全過程模擬與分析研究[J].工程建設(shè),2013(5):20-24.

[5] 張 祿.基于BIM技術(shù)的地鐵風(fēng)水電安裝碰撞檢測[J].鐵道建筑技術(shù),2014(9):93-95.

[6] 李佳蔚.基于BIM技術(shù)的機(jī)電實(shí)驗(yàn)分析方案[J].土木建筑工程信息技術(shù),2012(4):47-50.

[7] 李廣輝,鄧思華,李晨光,等.裝配式建筑結(jié)構(gòu)BIM碰撞檢查與優(yōu)化[J].建筑技術(shù),2016,47(7):645-647.

[8] 王雪青,張康照,謝 銀.基于BIM實(shí)時施工模型的4D模擬[J].廣西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2012,37(4):814-819.

The application of BIM technology in Fuzhou Strait Cultural Center construction process★

Li Kuo1Fu Xing2*

(1.ChinaStateConstructionEngineeringCorporation,Beijing100037,China;2.FacultyofInfrastructureEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116023,China)

This paper introduced the features of BIM technology, from the optimization design, conflict check, space height analysis, pipeline comprehensive service and other aspects, elaborated the application of BIM technology in Fuzhou Strait Cultural Center construction, had important role to improve the production efficiency, save the cost, shorten the construction period.

BIM technology, collision detection, space height, pipeline

1009-6825(2017)15-0227-02

2017-03-15★：中央高校科研業(yè)務(wù)費(fèi)(DUT17RC(3)007)

李 括(1989- )，男，助理工程師

付 興(1988- )，男，講師

TP319

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