(安徽國(guó)華建設(shè)工程項(xiàng)目管理有限公司，合肥 230000)

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

合肥新四中建設(shè)工程項(xiàng)目，位于合肥市濱湖區(qū)迎淮路與天津路交口，是合肥市為了優(yōu)化教育結(jié)構(gòu)，緩解該區(qū)域板塊高中教育的空白局面，而建設(shè)的省級(jí)示范高中項(xiàng)目。項(xiàng)目建成后，可容納在校學(xué)生4 500余人，可容納寄宿生3 300余人。

項(xiàng)目總用地面積約190畝，總建筑面積129 542m2。其建設(shè)內(nèi)容分為教學(xué)區(qū)和生活區(qū)兩部分，其中教學(xué)區(qū)包括教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)樓、藝術(shù)樓、禮堂、圖書行政綜合樓；生活區(qū)包括食堂、女生宿舍、男生宿舍(含校醫(yī)院)、教師公寓、風(fēng)雨操場(chǎng)及其他附屬構(gòu)筑物。圖1為該項(xiàng)目的總體鳥瞰效果圖。

1.2 工程特點(diǎn)和難點(diǎn)

(1)項(xiàng)目社會(huì)影響力大，受關(guān)注程度高：本項(xiàng)目建成后是該區(qū)域板塊中唯一一所省級(jí)示范高中，社會(huì)關(guān)注度高，屬于合肥市重點(diǎn)工程，項(xiàng)目的順利施工必須確保萬(wàn)無(wú)一失；

(2)項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高，要求嚴(yán)：由于是合肥市重點(diǎn)工程，爭(zhēng)創(chuàng)魯班獎(jiǎng)是本項(xiàng)目的建設(shè)目標(biāo)之一，項(xiàng)目的質(zhì)量、進(jìn)度、安全、資料、成本等各方面管理要求極高；

(3)項(xiàng)目建筑造型豐富復(fù)雜，施工技術(shù)要求高：該項(xiàng)目建筑風(fēng)格兼具歐式與徽派元素，包含大量裝飾型構(gòu)件，對(duì)施工的技術(shù)要求較高，圖2所示為藝術(shù)樓、禮堂效果圖，圖3所示為藝術(shù)樓、禮堂的BIM建筑模型；

圖1 項(xiàng)目總體鳥瞰效果圖

圖2 藝術(shù)樓、禮堂組團(tuán)透視效果圖

圖3 藝術(shù)樓、禮堂組團(tuán)BIM建筑模型

2 BIM組織與應(yīng)用環(huán)境

2.1 BIM應(yīng)用目標(biāo)

本項(xiàng)目所實(shí)施的伴隨項(xiàng)目全施工周期的BIM服務(wù)，要求針對(duì)不同專業(yè)，不同施工階段開展多方面BIM應(yīng)用，形成由BIM咨詢方指導(dǎo)，施工總包統(tǒng)籌與實(shí)施，專業(yè)分包配合的BIM實(shí)施模式。該項(xiàng)目所有的BIM成果均須以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工為前提，力求通過碰撞與管綜、節(jié)點(diǎn)深化、工程量統(tǒng)計(jì)、精裝下料、可視化編程、VR安全教育等BIM應(yīng)用提前發(fā)現(xiàn)圖紙問題和施工難點(diǎn)，提高施工質(zhì)量，加強(qiáng)施工進(jìn)度和安全管理，降低施工成本，提升項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

2.2 實(shí)施方案

(1)編制完善的BIM執(zhí)行計(jì)劃，以便各專業(yè)BIM成果的提交節(jié)點(diǎn)、成果的質(zhì)量滿足要求；

(2)制定合理的BIM管理機(jī)制，以便能更有效的協(xié)調(diào)各專業(yè)BIM工作的開展；

(3)組織具備多年設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)或施工經(jīng)驗(yàn)的BIM工程師，開展圖紙消化和會(huì)審工作，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題。利用BIM模型直觀地將設(shè)計(jì)問題展現(xiàn)出來(lái)，提高溝通及問題解決的效率；

(4)依據(jù)建設(shè)方BIM實(shí)施要求，組織各專業(yè)分包結(jié)合本工程特色，編制相應(yīng)BIM專項(xiàng)方案并按總包要求落實(shí)到位；

(5)搭建BIM協(xié)同管理平臺(tái)，方便各專業(yè)分包BIM成果的及時(shí)共享與統(tǒng)一歸檔。

2.3 團(tuán)隊(duì)組織

本項(xiàng)目的BIM實(shí)施由施工項(xiàng)目經(jīng)理直接負(fù)責(zé)，并設(shè)立施工BIM負(fù)責(zé)人具體負(fù)責(zé)施工單位BIM相關(guān)工作。同時(shí)BIM咨詢方因?yàn)榫邆湓O(shè)計(jì)能力，故特別設(shè)立設(shè)計(jì)項(xiàng)目經(jīng)理配合BIM項(xiàng)目經(jīng)理共同完成項(xiàng)目BIM各項(xiàng)工作。項(xiàng)目的BIM實(shí)施團(tuán)隊(duì)組織架構(gòu)如圖4所示。

圖4 BIM實(shí)施團(tuán)隊(duì)組織架構(gòu)圖

2.4 應(yīng)用措施

以《安徽省建筑信息模型(BIM)技術(shù)應(yīng)用指南》為指導(dǎo)，項(xiàng)目組編制了《合肥新四中項(xiàng)目BIM實(shí)施方案》、《合肥新四中建設(shè)項(xiàng)目BIM執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)》，其中，《實(shí)施方案》明確了BIM實(shí)施各階段項(xiàng)目組工作目標(biāo)、工作方式，以及各參建單位與BIM相關(guān)的權(quán)責(zé)；《執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)》則闡明了本工程中BIM的建模范圍、建模規(guī)則、命名規(guī)則、優(yōu)化原則等技術(shù)規(guī)定。

2.5 軟硬件環(huán)境

(1)項(xiàng)目BIM軟件環(huán)境：模型搭建類軟件包括Autodesk Revit 2016、Tekla、SketchUp 2014，模型應(yīng)用及效果展示類軟件包括Autodesk Navisworks 2016、Fuzor 2016、Lumion 6.0、Autodesk 3dmax、Dynamo，算量類軟件包括品茗和廣聯(lián)達(dá)，管理平臺(tái)類軟件為魯班BIM系列軟件；

(2)項(xiàng)目BIM硬件環(huán)境：本項(xiàng)目購(gòu)置了10臺(tái)配置一流的臺(tái)式機(jī)用于建模，2臺(tái)移動(dòng)工作站用于外出辦公及匯報(bào)展示，1臺(tái)服務(wù)器(戴爾T630塔式服務(wù)器)用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及圖形渲染，3個(gè)iPad Air 2用于現(xiàn)場(chǎng)查看模型。

3 BIM應(yīng)用

3.1 BIM建模

本項(xiàng)目利用Revit搭建建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電專業(yè)模型，利用Tekla搭建鋼結(jié)構(gòu)模型，利用品茗軟件將BIM模型轉(zhuǎn)化為算量模型，利用3dmax繪制室內(nèi)精裝模型。各階段BIM建模深度及成果要求按照項(xiàng)目《實(shí)施方案》和《執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。

3.2 BIM主要應(yīng)用情況

(1)三維管線綜合

三維管線綜合的目標(biāo)是在保證建筑使用功能的前提下，最大程度地減少管線翻折，并優(yōu)化管線路由。管線初排的成果，經(jīng)各參建單位認(rèn)可后，由BIM機(jī)電工程師補(bǔ)充支管及支吊架以形成管綜模型，出具圖紙，指導(dǎo)施工。圖5所示為教學(xué)樓管線綜合后出具的電氣橋架平面圖。

圖5 管綜后的電氣橋架平面圖(局部)

(2) 鋼節(jié)點(diǎn)深化

項(xiàng)目利用Tekla軟件完成風(fēng)雨操場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)屋面部分的建立，并對(duì)鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深化，以輔助鋼結(jié)構(gòu)加工和現(xiàn)場(chǎng)安裝。 Tekla軟件與Revit軟件的結(jié)合應(yīng)用，使單體結(jié)構(gòu)信息借助三維模型的形式，立體呈現(xiàn)在業(yè)主面前。圖6所示是風(fēng)雨操場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)屋面的整體模型，圖7為部分鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)深化模型。

(3) 工程量統(tǒng)計(jì)

BIM模型和數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)之一是可以共享和傳遞，本項(xiàng)目的BIM模型(包括土建、機(jī)電專業(yè))搭建完成導(dǎo)入品茗軟件再進(jìn)行修改和調(diào)整成為算量模型，并可迅速統(tǒng)計(jì)出混凝土、鋼筋、模板、砌塊等主材及人工等工程量，進(jìn)而提高項(xiàng)目部成本管控的效率。

圖6 風(fēng)雨操場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)屋面模型

圖7 部分鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)深化模型

(4)可視化編程

管線深化模型完成后，在模型中為各類管線增設(shè)支吊架，為提高工作效率，BIM工作組以Dynamo插件為主要工具，于此階段引入可視化編程技術(shù)，協(xié)助吊架排布，圖8所示為項(xiàng)目所應(yīng)用的吊架自適應(yīng)排布程序。

圖8 新四中項(xiàng)目吊架自適應(yīng)排布程序

(5)精裝展示

在傳統(tǒng)領(lǐng)域，純粹使用以3DMAX為代表的可視化制作軟件雖然可以制作出精美的裝修模型，但此類模型僅僅可以滿足業(yè)主的視覺預(yù)覽需求，而并不具備指導(dǎo)裝修施工的作用。在本項(xiàng)目中，以Revit軟件為工具，BIM土建工程師從各單體中挑取了數(shù)個(gè)代表性房間來(lái)制作包含裝修信息的BIM精裝模型，施工時(shí)可借助此模型進(jìn)行下料統(tǒng)計(jì)，同時(shí)利用VR設(shè)備讓業(yè)主提前感受裝修效果。圖9為本項(xiàng)目中藝術(shù)樓會(huì)議室精裝模型。

圖9 新四中項(xiàng)目會(huì)議室精裝模型

(6)VR安全教育

安全無(wú)小事。而對(duì)于施工單位來(lái)說，保證現(xiàn)場(chǎng)人員施工安全的核心是使所有參建人員具備足夠的自我防護(hù)意識(shí)，以及當(dāng)險(xiǎn)情發(fā)生時(shí)基本的自救能力。項(xiàng)目組引入VR技術(shù)，建立多個(gè)事故模擬場(chǎng)景，工程人員只需帶上VR頭盔即可身臨其境般體驗(yàn)事故帶來(lái)的危害，從而加強(qiáng)安全意識(shí)。圖10所示是高空墜落場(chǎng)景的VR安全體驗(yàn)。

圖10 高空墜落場(chǎng)景的VR安全體驗(yàn)

(7)二維碼應(yīng)用

施工環(huán)境復(fù)雜多變，傳統(tǒng)的工程藍(lán)圖和資料不宜帶入施工現(xiàn)場(chǎng)，將BIM模型和二維碼技術(shù)相結(jié)合，使工程相關(guān)信息集成至二維碼中，并張貼固定于施工現(xiàn)場(chǎng)，項(xiàng)目人員通過移動(dòng)端即可掃碼讀取相應(yīng)圖紙、模型或技術(shù)文檔等信息，提高施工效率和質(zhì)量。圖11為某鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)二維碼示意圖。

圖11 風(fēng)雨操場(chǎng)某鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)二維碼示意

(8)BIM項(xiàng)目管理平臺(tái)

項(xiàng)目引入魯班BIM平臺(tái)，在線上進(jìn)行項(xiàng)目管理流程?，F(xiàn)場(chǎng)各方管理人員如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量、安全問題，均可使用BIM手機(jī)端，通過拍照、語(yǔ)音、文字相結(jié)合的方式進(jìn)行精確記錄，及時(shí)提交，并可與BIM模型或構(gòu)件關(guān)聯(lián)，形成質(zhì)量、安全任務(wù)列表，由責(zé)任人落實(shí)整改。有效加強(qiáng)質(zhì)量安全管理水平，提高各方溝通效率，圖12、圖13為本項(xiàng)目中平臺(tái)移動(dòng)端、PC端使用界面。

圖12 平臺(tái)移動(dòng)端使用情況

圖13 平臺(tái)PC端使用界面

4 應(yīng)用效果及效益分析

(1) 施工準(zhǔn)備中獲得的效益：雖然傳統(tǒng)的圖紙會(huì)審即可處理掉理論設(shè)計(jì)與實(shí)際施工間嚴(yán)重的沖突問題，但對(duì)于諸如標(biāo)高錯(cuò)漏、位置偏移之類的細(xì)節(jié)問題，施工單位往往也是在臨近施工前夕才能發(fā)現(xiàn)。BIM三維模型的建立，相當(dāng)于工程預(yù)施工，原本受時(shí)間限制而在圖紙會(huì)審前被忽略的小問題得到提前發(fā)現(xiàn)和解決。

(2) 施工過程中獲得的效益：整個(gè)施工過程中，BIM工作的開展及成果的上傳均是基于具有強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力的BIM云平臺(tái)。施工現(xiàn)場(chǎng)中出現(xiàn)的各類問題，借助移動(dòng)端，由對(duì)應(yīng)工序的負(fù)責(zé)人及時(shí)傳遞到與該問題節(jié)點(diǎn)相關(guān)的參建人員處，減少了在以往工作流程中交流溝通上的耗時(shí)[1]。

(3) 建筑使用階段獲得的效益：根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，在建筑投入使用后，對(duì)于管線排布復(fù)雜段如需進(jìn)行檢修，檢修人員需先調(diào)取該檢修節(jié)點(diǎn)涉及到的各專業(yè)圖紙及配套資料，經(jīng)檢查對(duì)比，多專業(yè)合圖后，方可制定檢修計(jì)劃[2]。本項(xiàng)目的竣工模型，是與現(xiàn)場(chǎng)建造實(shí)況完全一致的信息模型，調(diào)取該模型，可省去圖紙查看核實(shí)的時(shí)間，大幅提升檢修效率。

5 總結(jié)與反思

5.1 創(chuàng)新點(diǎn)

在支吊架的排布工作上，BIM機(jī)電工程師借助可視化編程技術(shù)，對(duì)以Revit為基礎(chǔ)的主流BIM軟件進(jìn)行二次開發(fā)，編制的支吊架自動(dòng)排布程序，提升工作效率，BIM工作的開展從軟件源頭得到保證。

另外，魯班BIM平臺(tái)在本項(xiàng)目的使用是對(duì)施工項(xiàng)目管理工作模式的一種創(chuàng)新，這種模式的創(chuàng)新會(huì)有一定阻力，但一旦被施工管理人員習(xí)慣和接受后，對(duì)建筑工程的施工有極大幫助。

5.2 經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)

近幾年，BIM技術(shù)以各種形式、借助各種載體席卷整個(gè)建筑行業(yè)，在BIM推廣如火如荼的大時(shí)代下，BIM應(yīng)用不能單純追求于建模的精準(zhǔn)，也不能僅只著眼于模型之外的拓展應(yīng)用。三維模型的搭建固然是BIM工作開展的基礎(chǔ)，然而創(chuàng)建精確完善的工程信息數(shù)據(jù)才是BIM應(yīng)用的核心。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，建立建筑信息模型的過程需要耗費(fèi)更多的人力財(cái)力，卻無(wú)法帶來(lái)足夠的效益，但結(jié)合眼下設(shè)計(jì)周期短，設(shè)計(jì)費(fèi)用低的建筑業(yè)現(xiàn)況，建立出足夠精細(xì)的建筑信息模型可以對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行二次完善，對(duì)施工作業(yè)面進(jìn)行優(yōu)化，隱形提升施工效率、項(xiàng)目精度，這是BIM技術(shù)應(yīng)用的重要價(jià)值[3]。