顧春鳴

上海建工一建集團有限公司 上海 200120

1 BIM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

建筑信息模型（BIM）理念起源于20世紀70年代，它是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，建立起三維的建筑模型，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。

建設(shè)項目的各參與方可以通過模型提取各自所需的數(shù)據(jù)信息作為工程決策的依據(jù)，從而實現(xiàn)協(xié)同管理，提高項目管理的效率。

BIM理念于21世紀初傳入國內(nèi)，經(jīng)過10余年的發(fā)展，BIM技術(shù)經(jīng)歷了從概念認識到快速發(fā)展的過程，但總的來說，BIM技術(shù)應(yīng)用仍然處于初級階段，無論在BIM相關(guān)標準、BIM應(yīng)用模式、BIM人才儲備上都還有很多問題需要不斷摸索。

目前，BIM技術(shù)應(yīng)用逐步從設(shè)計建模階段向施工應(yīng)用階段轉(zhuǎn)變，而施工過程中的業(yè)務(wù)遠遠比設(shè)計階段復(fù)雜，參與單位雜、業(yè)務(wù)工種多、管理范圍廣、施工周期長、工程風險大等對BIM技術(shù)應(yīng)用提出了更高的要求，需要在更廣的范圍內(nèi)尋求統(tǒng)一方法，考慮更多因素的變化。

在過去幾年的發(fā)展過程中，BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用多體現(xiàn)在單點應(yīng)用，諸如碰撞檢查、工程量統(tǒng)計、施工模擬等，在項管部技術(shù)管理、成本管理、進度管理等方面發(fā)揮了一定的作用，但隨著技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，BIM應(yīng)用的重心也從單點技術(shù)應(yīng)用向項目管理綜合應(yīng)用方向逐步拓展，BIM應(yīng)用領(lǐng)域也擴充至質(zhì)量管理、安全管理、資源管理等[1-4]。

另外，隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動應(yīng)用等新型信息技術(shù)的迅速發(fā)展與普及，依托BIM與上述信息技術(shù)的集成應(yīng)用，可滿足施工現(xiàn)場數(shù)據(jù)和信息的實時采集、及時發(fā)布、隨時獲取，形成了對施工材料構(gòu)件全過程跟蹤管理，實現(xiàn)了施工階段構(gòu)件的多方協(xié)同管理，為裝配式工程項目提供了網(wǎng)絡(luò)化信息管理手段。

2 BIM應(yīng)用案例

2.1 工程概況

澳門湯臣主教山壹號住宅項目位于澳門主教山學(xué)校巷7號及灰爐斜巷2號，工程總覆蓋建筑樓面面積約24 410 m2，有4幢7～12層高住宅塔樓，地下4層停車場，會所位于B3層。

B5層層高3.20 m，B3層層高5 m，RC層層高3.40 m，標準層層高3.10 m，天面層層高3.15 m，建筑總高度64.95 m，工程結(jié)構(gòu)為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，非承重結(jié)構(gòu)采用磚砌塊墻，外立面采用干掛石材及面磚貼面（圖1）。

圖1 項目BIM模型

2.2 工程特點

1）項目由臺灣建筑師設(shè)計，澳門工程師負責審核管理，由上海建筑公司承建，是一個典型的“邊設(shè)計、邊變更、邊施工”的“三邊”工程，各類變更指令層出不窮，統(tǒng)計約有1 500個工作指令。

2）項目空間位置關(guān)系復(fù)雜，管線種類繁多，排布密集，管綜布置要求高，設(shè)計變更頻繁，專業(yè)綜合深化協(xié)調(diào)工作量大，深化設(shè)計圖理解偏差大，不利于工程質(zhì)量和工期的控制。

3）本工程施工工期緊，工序間搭接較為緊湊，尤其是外墻金屬格柵構(gòu)件裝配工序較為復(fù)雜，需明確該專項工程的裝配條件和工藝流程，以確保工程實施順利進行。

4）施工場地狹窄，材料堆場少，施工機械工作面緊張，且工程進出場地正處學(xué)校巷，學(xué)校巷為一條狹窄的單行道，施工交通組織較為困難。

2.3 機電深化設(shè)計

本項目通過Autodesk Revit創(chuàng)建給排水、暖通、消防以及電氣等專業(yè)模型，進行三維可視化多專業(yè)協(xié)同深化設(shè)計，再基于BIM技術(shù)將機電專業(yè)模型與土建模型進行整合，根據(jù)各專業(yè)及凈高要求，將綜合模型導(dǎo)入Navisworks進行碰撞檢查，根據(jù)碰撞報告結(jié)果對管線進行調(diào)整、避讓，對設(shè)備和管線進行綜合布置，再進一步進行豎向管井檢查、結(jié)構(gòu)預(yù)留孔洞核查等，制訂優(yōu)化方案，確保管線綜合合理性，提高空間利用率（圖2～圖4）。

圖2 項目B5層風管布置示意

圖3 項目B4層消防水喉與風管布置檢查復(fù)核

圖4 項目B5層消防水喉與風管布置檢查復(fù)核

2.4 BIM技術(shù)虛擬裝配

本項目通過使用BIM技術(shù)對外墻金屬格柵進行施工模擬，在設(shè)計的BIM模型中進行構(gòu)配件的虛擬裝配過程，從而提早發(fā)現(xiàn)制造、運輸、安裝中的問題，及時提交給設(shè)計方修改，避免因設(shè)計問題造成的工期滯后及材料浪費。在此基礎(chǔ)上，借助BIM模型的三維可視化，優(yōu)化施工方案和技術(shù)交底，確保工程的施工質(zhì)量和安全。

在對RC層和B3層外墻金屬格柵的深化設(shè)計和施工模擬過程中，BIM模型能較直觀地表現(xiàn)設(shè)計達到的效果，也能展示該部位施工的詳細過程。但在實際操作中，由于對BIM軟件操作尚不熟練，BIM工作模式尚屬探索階段，耗費的時間和成本較多，因此在本項目的三維模型可視化工作中，采用BIM與CAD相結(jié)合的方式進行，發(fā)揮各自所長（圖5、圖6）。

圖5 項目RC層外墻格柵

圖6 項目B3層外墻格柵

2.5 BIM技術(shù)優(yōu)化場布

運用BIM技術(shù)搭建現(xiàn)場場地模型，將場地內(nèi)主體建筑、大臨、材料堆場、施工便道、施工圍墻、大門等施工設(shè)施通過三維模型的方式直觀反映出來，便于項目部對不同施工階段的場地布置方式進行調(diào)整優(yōu)化。具體表現(xiàn)在利用原地基承包商搭設(shè)的臨時鋼平臺作為臨時施工、物料吊運、材料周轉(zhuǎn)及混凝土泵車操作場地，施工至地面RC層后，拆除原有鋼平臺，利用RC層出入平臺作為臨時施工場地。

為確保工程車輛進出順暢，項目部提前2個月向澳門治安警察局申請，提交具體操作時間，便于治安警察局安排警力控制社會車輛。

3 BIM技術(shù)價值

通過上述案例的BIM技術(shù)應(yīng)用，BIM的價值主要體現(xiàn)在：

1）以BIM模型為基礎(chǔ)的機電專業(yè)深化設(shè)計協(xié)同，使各專業(yè)設(shè)計人員協(xié)同配合更加緊密，形成了各專業(yè)協(xié)同交互的工作模式，提供了全面的信息溝通平臺。較傳統(tǒng)二維深化設(shè)計方法，更直觀地反映了管線綜合排布情況，有利于多專業(yè)管線綜合協(xié)調(diào)，提高了深化設(shè)計的工作效率，更能合理優(yōu)化管綜排布，提高空間使用舒適性。

2）利用BIM進行施工工藝模擬，可以將重難點工藝直觀展現(xiàn)，從而使項目管理人員在三維環(huán)境中查看施工作業(yè)，能夠及時、有效地發(fā)現(xiàn)施工沖突以及潛在問題，更好地優(yōu)化施工流程；同時，三維可視化交底可提前發(fā)現(xiàn)操作過程中重、難點和危險源，做好應(yīng)對和防范措施，確保更精準、安全地完成施工作業(yè)。

3）借助BIM的三維模型進行場地布置調(diào)整，可清晰了解各施工階段重點施工資源的需求，結(jié)合現(xiàn)場實際情況在模型中進行調(diào)整，優(yōu)化大型機械、材料堆場、交通組織的布置，減少現(xiàn)場材料二次搬運和不必要的場地硬化，減少施工投入，節(jié)約施工成本。

4 結(jié)語

BIM技術(shù)的應(yīng)用能提高工程項目的管理水平與生產(chǎn)效率，項目管理在溝通、協(xié)調(diào)、預(yù)控方面均有了顯著的提升。但目前BIM技術(shù)在國內(nèi)建筑業(yè)的發(fā)展還處于起步階段，仍存在著全生命周期統(tǒng)一應(yīng)用不足而導(dǎo)致BIM技術(shù)的價值發(fā)揮不足的問題，相信隨著BIM技術(shù)的發(fā)展和市場的成熟，會進一步促進建筑業(yè)的技術(shù)升級和生產(chǎn)方式的改變，BIM技術(shù)在施工企業(yè)的應(yīng)用必將具有廣闊的前景。