杜 娟 劉冰洋 宋朝祥 李 艷 吳佳懋

（海南大學(xué)土木建筑工程學(xué)院 海南?？?570228）

1 BIM技術(shù)概述

BIM（Bui1ding Information Mode1ing）技術(shù)目前已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到業(yè)界的廣泛認(rèn)可，其可以幫助實現(xiàn)建筑信息的集成，從建筑的設(shè)計、施工、運行直至建筑全壽命周期的終結(jié)[1]，各種信息始終整合與一個三維模型信息數(shù)據(jù)庫中，設(shè)計團(tuán)隊、施工單位、設(shè)施運營部門和業(yè)主等各方人員可以基于BIM進(jìn)行協(xié)同工作，有效提高工作效率、節(jié)省資源、降低成本、以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。BIM技術(shù)帶來的幫助一方面是三維建模，另一方面是信息化。而Revit族的制作開發(fā)是建模工作能否順利開始的前提[2]。農(nóng)村供水工程是我國深入推進(jìn)農(nóng)村飲水安全，進(jìn)一步提高農(nóng)村供水事業(yè)發(fā)展水平，促進(jìn)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展的重要基礎(chǔ)建設(shè)項目，具有工藝復(fù)雜、結(jié)構(gòu)簡單、項目規(guī)模較小等特點。文章把BIM技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)村供水工程項目，旨在利用BIM技術(shù)的可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性和優(yōu)化性解決工程建設(shè)中的優(yōu)化設(shè)計、管道碰撞和進(jìn)度控制等問題，并從族的概念方面進(jìn)行BIM技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用。

2 工程概況

本水廠廠區(qū)設(shè)計為方形，平面尺寸為81×78m，占地面積約為9.5畝。依據(jù)制水流程，布置孔室絮凝斜管沉淀池、重力無閥濾池、清水池、加藥間、工作管理間。項目工藝復(fù)雜、管道眾多、節(jié)點繁雜，同時工期緊張，施工工藝繁瑣。

3 BIM技術(shù)的綜合應(yīng)用

3.1 BIM應(yīng)用流程

BIM技術(shù)在本項目建設(shè)中應(yīng)用流程見圖1。

圖1 BIM應(yīng)用流程圖

3.2 基于BIM的模型設(shè)計

（1）初步設(shè)計

在原設(shè)計單位在設(shè)計階段提供的圖紙信息的基礎(chǔ)上，BIM咨詢方針對項目BIM應(yīng)用的需求，進(jìn)行BIM模型初步設(shè)計，將二維圖紙的場地機械等信息，為工程建立了初步的整體標(biāo)準(zhǔn)。

（2）族文件設(shè)計

根據(jù)水廠工程的特點，結(jié)合當(dāng)?shù)赜绊懸蛩兀瑒?chuàng)建了一套管道族文件，其中有連接族、半管族、閥門族及本水廠特有的水壓傳感器族。如閥門有伸縮蝶閥，見圖2；水泵有不銹鋼液下泵、隔膜計量泵、液下泵，見圖3；儀器有二氧化氯發(fā)生器、槳式攪拌機、試劑儲存罐、水流式攪拌器、酸霧吸收器，見圖4。根據(jù)創(chuàng)建的族文件可以自動形成各專業(yè)的詳細(xì)施工圖紙，同時對各專業(yè)設(shè)計圖紙進(jìn)行集成、協(xié)調(diào)、修訂與校核，滿足了現(xiàn)場施工及管理的需要。

圖2 水廠閥門族詳圖（伸縮蝶閥）

圖3 水廠水泵族詳圖

圖4 水廠儀器族詳圖

（3）各專業(yè)協(xié)同設(shè)計

利用已設(shè)計好的族文件，建筑、結(jié)構(gòu)和機電等專業(yè)依據(jù)原始圖紙進(jìn)行各專業(yè)BIM模型設(shè)計，同時各專業(yè)協(xié)同作業(yè)，確保BIM模型在所有專業(yè)的普適性。

（4）可視化設(shè)計

在原始模型的基礎(chǔ)上，導(dǎo)入水廠管道族，針對各個特殊節(jié)點，又添加了土方模型、吊支架模型等，在部分區(qū)域增加了應(yīng)用模型。同時對圖紙修改和變更的部分進(jìn)行模型標(biāo)注，各特殊節(jié)點的施工影響也進(jìn)行了工程模擬。

（5）整體模型設(shè)計

將各專業(yè)原始模型、應(yīng)用模型進(jìn)行整合，形成了整合模型，對設(shè)計階段的BIM模型進(jìn)行了利用，為之后施工階段的應(yīng)用做好基礎(chǔ)。整合模型包括建筑、結(jié)構(gòu)、機電等專業(yè)，各專業(yè)協(xié)同組合成為工程整體信息模型，如圖5所示。

圖5 水廠模型

3.3 基于BIM的四維進(jìn)度控制

在BIM技術(shù)平臺的支撐下，依靠三維模型的空間屬性，進(jìn)度管理進(jìn)入了全新的管理流程階段。四維的進(jìn)度管理模式是完全依托在三維模型之中的，因此原始圖紙三維化后的所有優(yōu)點將被四維進(jìn)度管理所繼承，帶來的優(yōu)勢主要在以下幾個方面：

（1）提高全過程一體化協(xié)同效率。三維模型具有高度可視化的優(yōu)點，在進(jìn)行進(jìn)度安排時，進(jìn)度計劃不再是單一的抽象概念和干癟的橫道圖，而是高度可視化的三維模型，如圖6所示，這有利于精確地布置安排施工進(jìn)度任務(wù)，將進(jìn)度計劃切實落實到責(zé)任人，并且能夠極大的提高各專業(yè)負(fù)責(zé)人協(xié)調(diào)、溝通以及交接的效率，不再有因任務(wù)不清晰、溝通不明確等帶來的工期延誤。

圖6 四維進(jìn)度模擬

（2）提升四維進(jìn)度計劃的可靠性。由于在三維模型中，BIM軟件可以自動檢測各專業(yè)的空間碰撞點。如此一來，不僅僅減少了圖紙會審的時間，同時也保證了施工方到手圖紙的精確度。不論是傳統(tǒng)的進(jìn)度計劃，還是BIM模式下的進(jìn)度計劃，圖紙的高精確度永遠(yuǎn)是制作高精度進(jìn)度計劃的前提條件。

（3）進(jìn)行四維進(jìn)度計劃的優(yōu)化。在BIM模式下的進(jìn)度計劃安排，是基于三維模型的，因此在構(gòu)思和安排計劃時，可以降低對管理者的經(jīng)驗門檻。同時，也提高了進(jìn)度計劃安排的邏輯性，減少了各施工段的施工時間差、施工工作面的沖突。

4 結(jié)束語

綜上所述，本工程通過Naviswork、Revit、Enscape等軟件的綜合應(yīng)用，將BIM技術(shù)有效地應(yīng)用于水廠工程項目中。優(yōu)化了設(shè)計模型，加強了施工過程中工程質(zhì)量信息的采集和管理，豐富了工程質(zhì)量信息采集的途徑，提高了工程施工質(zhì)量控制水平和效率，開發(fā)了Revit族文件的設(shè)計應(yīng)用，為建筑工程領(lǐng)域中的BIM應(yīng)用提供一定的參考價值。