吳 凱 拜正芳 花鋒 吳利平 石登鋒 金康熙

（南京明麓建筑工程有限公司，南京 211100）

引言

建筑信息化模型（BIM）現(xiàn)如今已不是一個新鮮的概念，但其如何落地和應(yīng)用價值還是眾說紛紜，通過實際項目的全過程應(yīng)用才能夠檢驗每個應(yīng)用點的價值?，F(xiàn)在的大環(huán)境下，有很多的先行者已經(jīng)開始了BIM的應(yīng)用之路，但絕大多數(shù)企業(yè)依然處于觀望的狀態(tài)，選擇大樹智能科技中心項目，也是為了發(fā)掘BIM的應(yīng)用點，清晰應(yīng)用點的使用價值，為BIM應(yīng)用點的選擇提供實際的案例依據(jù)。

圖1 整體效果

圖2 地理位置

1 工程概況

1.1 項目簡介

大樹智能科技中心項目位于江蘇省南京市江寧區(qū)勝太路以北，挹淮街以東，總建筑面積49 007.09㎡，用地性質(zhì)為科技研發(fā)。建筑的地上部分，由高層加裙房所組成。裙房部分為配套商業(yè)及研發(fā)辦公，高層標(biāo)準(zhǔn)層為研發(fā)辦公空間。建筑的地下部分為機動車庫，非機動車庫，以及設(shè)備間。地下三層部分區(qū)域兼做戰(zhàn)時人防工程。整體項目效果以及地理位置如圖1～2所示。

1.2 工程特點及難點

本工程由于地理位置處于江寧核心區(qū)，項目周期短，施工場地狹小，因此臨建的布置就需要事前很好的策劃。對具體的施工分析，幕墻構(gòu)件吊裝體量大，安裝精度高，加上多專業(yè)穿插施工，管線復(fù)雜，會造成施工難度較大。管理人員多，各專業(yè)溝通的及時性對施工的管理也提出了較高要求。項目周期短，圖紙數(shù)量大，直觀性不足的特點決定了必須尋求新的施工和管理方式來保障工程的按時按質(zhì)完成。

2 BIM組織與應(yīng)用環(huán)境

2.1 BIM應(yīng)用目標(biāo)

表1 BIM實施計劃表

BIM技術(shù)在本項目中的應(yīng)用主要在施工階段。主要的應(yīng)用目標(biāo)為解決本項目客觀存在的一些困難，為工期和質(zhì)量安全提供保障，為項目的經(jīng)營節(jié)省資金。充分完全的利用現(xiàn)階段的 BIM應(yīng)用點，對各個有用點做出分析，為公司后期其它項目的應(yīng)用點選擇提供依據(jù)。

2.2 實施方案

在本項目初期，綜合考慮本項目的特殊性，我們制定了完整的BIM實施方案，并且根據(jù)方案的指導(dǎo)，制定了表1所示的BIM實施計劃，并制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和獎懲制度來確保在整個工程內(nèi)，能夠為項目提供有效的服務(wù)與技術(shù)支持。

2.3 團隊組織

本項目組建了以項目經(jīng)理為主管領(lǐng)導(dǎo)，項目經(jīng)理-BIM總協(xié)調(diào)-BIM團隊負(fù)責(zé)人的管理方式，如圖3的組織架構(gòu)，BIM總協(xié)調(diào)負(fù)責(zé)制定總體實施方針，BIM團隊負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)BIM應(yīng)用、項目應(yīng)用兩個小組的BIM實施，以及建立BIM工作管理方案等具體實施制度，在建筑、結(jié)構(gòu)、機電、裝飾、效果、經(jīng)營方面，對應(yīng)到相應(yīng)的小組成員，并一一對應(yīng)責(zé)任人。BIM小組成員皆具備全國BIM等級考試一級或二級相關(guān)證書，并且具備豐富的現(xiàn)場應(yīng)用以及管理的經(jīng)驗，從而能更好的發(fā)揮BIM在本項目中的應(yīng)用。

2.4 應(yīng)用措施

BIM應(yīng)用的核心是建立符合精度的模型并把模型應(yīng)用于實際項目中，解決問題并產(chǎn)生實際效益，項目實施中，在關(guān)于建模和用模方面都建立了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)及制度，如圖4～5所示，對應(yīng)專業(yè)人員按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)建立相應(yīng)的專業(yè)模型，進(jìn)行問題處理和模型調(diào)整完成后，通過格式轉(zhuǎn)換導(dǎo)入5D平臺進(jìn)行資源的統(tǒng)一管理。

圖3 組織架構(gòu)

圖4 建模標(biāo)準(zhǔn)

圖5 構(gòu)件過濾色

表2 硬件配備

表3 軟件配置

2.5 軟硬件環(huán)境

本項目的硬件配置和軟件應(yīng)用如表3～4。

3 BIM應(yīng)用

3.1 模型創(chuàng)建以及圖紙問題反饋

圖紙任務(wù)按專業(yè)劃分至各個專業(yè)人員，各專業(yè)建模師按事先制定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，建立建筑、結(jié)構(gòu)、機電、場布等相關(guān)模型，模型整體截圖如圖 6所示。在建模過程中，將發(fā)現(xiàn)的圖紙問題記錄下來，同時對施工圖的優(yōu)化與調(diào)整，在工程施工前通過BIM模型結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況，利用BIM的三維可視化，及時將圖紙存在的問題向設(shè)計單位反饋并及時解決，避免出現(xiàn)工期延誤和返工。

3.2 可視化交底

傳統(tǒng)的交底利用二維圖紙，紙質(zhì)工序交底，存在溝通難，交底不透徹等問題，將構(gòu)件通過模型建立出來，根據(jù)三維模型，通過旋轉(zhuǎn)、剖面等多種方式展示，如圖7所示，再配以紙質(zhì)化的工序交底，讓交底不在流于形式，發(fā)揮真正意義上的交底的作用，提高交底的效率。

3.3 施工方案模擬及實施

本項目自身存在臨建區(qū)域小的缺點，所以針對臨建以及后期的樣板區(qū)漫游提前做出策劃是必要的。

根據(jù)施工圖紙，經(jīng)過初步的臨建設(shè)計以及地上部分的樣板區(qū)的觀摩初步設(shè)計后，組織討論方案的可行性，并制作樣板區(qū)的漫游動畫來直觀的展示漫游路徑。

圖6 建筑、機電、場布相關(guān)模型截圖

圖7 交底使用的部分構(gòu)件模型截圖

圖8 臨建及樣板區(qū)漫游動畫截圖

圖9 專業(yè)進(jìn)度計劃模擬動畫截圖

各專業(yè)所建立的模型，結(jié)合現(xiàn)場提供的施工計劃，對建筑，結(jié)構(gòu)，機電分別按照施工進(jìn)度計劃在廣聯(lián)達(dá)5D平臺、Navisworks等軟件中進(jìn)行施工模擬，如圖 9所示，一者用于展示施工進(jìn)度狀態(tài)，二者可以根據(jù)計劃進(jìn)度和實際進(jìn)度進(jìn)行對比，從而直觀地了解實際工程進(jìn)度的快慢，實際進(jìn)度滯后計劃進(jìn)度時提醒現(xiàn)場采取相應(yīng)措施來按時完成施工任務(wù)。

3.4 深化設(shè)計及碰撞檢查

土建結(jié)構(gòu)模型深化、機電管線深化、幕墻深化是本項目BIM應(yīng)用所必須的，對于已完成的結(jié)構(gòu)模型和幕墻模型，在進(jìn)行碰撞檢查后，根據(jù)得到的碰撞檢測結(jié)果，組織深化設(shè)計會議。根據(jù)會議討論結(jié)果，進(jìn)行深化設(shè)計后，報設(shè)計單位予以確認(rèn)。對于機電管線的綜合，由于機電本身的碰撞較多，在碰撞檢查之前，先組織機電各專業(yè)進(jìn)行初次會議，討論出大致的排布方案后，進(jìn)行管道的調(diào)整，再進(jìn)行碰撞檢查及深化會議，得出圖10的調(diào)整后的管綜，將方案交由設(shè)計單位確認(rèn)。

圖10 機電管綜調(diào)整前后

圖11 支吊架形式

圖12 機電留洞圖

圖13 機電管綜圖

3.5 支吊架的設(shè)計及洞口預(yù)留

機電專業(yè)管綜調(diào)整完成后，為提高整體的支架制作安裝效率以及在澆筑時預(yù)留洞口來避免后期開洞，在支吊架方面，制定了如圖11所示的支吊架形式，并在圖紙上進(jìn)行定點安裝。

將調(diào)整好的三維模型應(yīng)用于現(xiàn)場施工，現(xiàn)階段的二維 CAD圖紙還是必須的，實際操作中依照導(dǎo)出圖12～13的平面圖來指導(dǎo)施工。

3.6 BIM5D應(yīng)用

由于各專業(yè)的模型是不同的建模軟件搭建而成，文件格式的差異和不兼容會給現(xiàn)場的實際施工管理帶來較大的難度，因此，平臺管理在此階段就體現(xiàn)出它的價值，將不同格式的文件進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換后，導(dǎo)入5D平臺來進(jìn)行全專業(yè)的BIM模型集成，如圖14所示。

將項目編制的工期計劃導(dǎo)入平臺，和相應(yīng)的模型綁定后，對施工的責(zé)任區(qū)進(jìn)行區(qū)域劃分，從而實現(xiàn)工期的可視化以及資源分配的精確化，通過對施工流水段的劃分如圖16，也為交叉作業(yè)提供了依據(jù)。對區(qū)域的提量如圖17可以進(jìn)行物資的定點輸送，更大的作用是有利于經(jīng)營上的合理規(guī)劃、材料計劃的復(fù)核以及三算對比分析。

5D平臺具備云存儲的功能，對資料管理是一個利器，首先有利于將項目用到的工程規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、圖紙、模型等導(dǎo)入以供實時查詢，再者對工程中出現(xiàn)的變更單、簽證單等，以掃描件的方式錄入，對整個項目資料起到一個很好的保存和管理作用。

3.7 智能排磚

智能排磚為什么要單獨拿出來，因為它的方便性和實用性著實讓人驚嘆，如圖 18～19所示，通過對現(xiàn)場的每一面磚砌墻的智能排磚和方案比對之后，不光能達(dá)到砌筑美觀，控制成本的目標(biāo)，而且還實現(xiàn)了定點加工，精確運送，節(jié)省二次搬運以及垂直運輸?shù)馁M用，效果明顯。

3.8 質(zhì)量、安全管理

質(zhì)量、安全的管控是所有施工企業(yè)的生命線，傳統(tǒng)的紙質(zhì)文件流轉(zhuǎn)保存不便，對隱患問題很難做到實時的整改。應(yīng)用手機APP完成對現(xiàn)場問題的隨手拍，通過對現(xiàn)場的發(fā)現(xiàn)問題-限期整改-結(jié)果反饋-關(guān)閉的閉環(huán)流程，來確保安全質(zhì)量問題的及時整改，如圖 20，管理層可以通過管控端實時掌控安全質(zhì)量問題的數(shù)量，整改情況并做出合理分析，提高項目管理水平。

圖16 施工流水段劃分

圖17 物資提量

圖18 智能排磚

圖19 智能排磚的導(dǎo)出砌筑量表格

圖20 質(zhì)量、安全管理

圖21 VR體驗館

3.9 BIM+VR應(yīng)用

引進(jìn)VR技術(shù)如圖21，主要是出于兩個目的。首先，在安全方面實現(xiàn)了安全的教育體驗，身臨其境的體驗必然會提升所有人員的安全意識，同時，通過BIM模型的導(dǎo)入，不進(jìn)入施工現(xiàn)場就可以直觀的感受建筑的建造和完成狀態(tài)。

3.10 BIM+無人機技術(shù)

項目通過引進(jìn)基于BIM的無人機技術(shù)，設(shè)置無人機拍攝航線及固定拍攝點，獲取每個時段現(xiàn)場人、材、機布置情況及形象進(jìn)度。助力項目實時掌控和調(diào)整施工部署，并最終獲得整個項目的建造影像資料如圖22，提高了工作效率。一些危險區(qū)域使用無人機進(jìn)行質(zhì)量和安全隱患的排查對管理人員是一種有效的保護。

3.11 智慧工地

大樹智能科技中心項目還采用了智慧工地的平臺，如圖23所示，能夠?qū)⒃?D平臺所積累的各種數(shù)據(jù)以一種更加直觀的方式在現(xiàn)場的大屏中展示出來，做到 BIM的模型數(shù)據(jù)展示和應(yīng)用，將項目的生產(chǎn)進(jìn)度、環(huán)境檢測、質(zhì)量安全管理、經(jīng)營管理、遠(yuǎn)程動態(tài)的監(jiān)控等多個模塊在統(tǒng)一的平臺展示，一目了然。

智慧工地平臺還能做到將現(xiàn)場現(xiàn)場揚塵、溫度、濕度、風(fēng)力、風(fēng)向、監(jiān)控、臨邊防護、塔吊等設(shè)備的數(shù)據(jù)自動采集，滿足項目目標(biāo)監(jiān)控，實現(xiàn)智能化科學(xué)決策，并且可以設(shè)定警戒值，自動控制設(shè)備啟動關(guān)閉，如揚塵達(dá)到警戒值時自動控制霧炮、塔吊噴淋、圍欄噴淋啟動，實現(xiàn)自動降塵;對臨邊防護警報做到模型自動定位，及時處理存在問題；對塔吊做到及時監(jiān)控，超重限位報警等。

圖23 智慧工地界面

表4 效益分析

4 應(yīng)用效果

本項目從施工初期根據(jù)工程特點決定應(yīng)用BIM技術(shù)以來，為施工總承包方帶來了客觀的經(jīng)濟效益，經(jīng)過經(jīng)營和成本部的測算，得出了表 4所示的大樹智能科技中心的效益分析，總計節(jié)約了資金 265萬，節(jié)約了工期63天。

BIM的應(yīng)用帶來的不僅僅是經(jīng)濟上的收益，具體形象的三維展示，絢麗多彩的視頻動畫對企業(yè)的形象是一種提升，同時，更為透明化的資料管理，更加精細(xì)化的質(zhì)量安全管理給企業(yè)和社會帶來的價值是無法估量的。

5 總結(jié)

5.1 創(chuàng)新點

大樹智能科技中心項目作為企業(yè)BIM中心的主要試點項目，在盡可能全面地應(yīng)用和發(fā)掘BIM基礎(chǔ)應(yīng)用點的同時，也進(jìn)行了創(chuàng)新點了探索。VR和無人機技術(shù)的引入提高了現(xiàn)場質(zhì)量安全的可視化管理，同時5D平臺和智慧工地兩個平臺的引入為BIM的落地提供了支撐，通過打通兩個平臺的數(shù)據(jù)，成功做到了各個應(yīng)用模塊的集成管理和展示。

針對BIM5D平臺、信息化平臺、物聯(lián)網(wǎng)平臺、智慧工地平臺，其中BIM5D平臺和智慧工地平臺做到很好的對接，BIM5D的模型數(shù)據(jù)可以直接在智慧工地平臺使用，BIM5D和智慧工地平臺的安全質(zhì)量經(jīng)營數(shù)據(jù)是完全同步的，數(shù)據(jù)可以在任意平臺上輸入，保證了數(shù)據(jù)的唯一性。對于物聯(lián)網(wǎng)平臺，使用鏈接的方式，將物聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)據(jù)鏈接至 BIM5D、智慧工地平臺，達(dá)到只在物聯(lián)網(wǎng)平臺輸入數(shù)據(jù)，便可同時 BIM5D、智慧工地平臺、物聯(lián)網(wǎng)平臺同時輸出相同數(shù)據(jù)的目的。而信息化平臺開發(fā)較早，現(xiàn)階段仍單獨使用，其他平臺的如需要使用信息化平臺需要另行錄入，信息化平臺與其他平臺的打通的工作正在進(jìn)行。

5.2 經(jīng)驗教訓(xùn)等

在大樹智能科技中心項目中，通過對BIM技術(shù)較為完整的應(yīng)用，為企業(yè)的BIM標(biāo)準(zhǔn)的新版修訂提供了依據(jù)，也為后期其它工地的批量化BIM應(yīng)用和應(yīng)用點的選擇提供了實例參照，對企業(yè)的BIM進(jìn)程是一個相當(dāng)大的進(jìn)步，在實施的過程中，發(fā)現(xiàn)并解決了很多實際問題，但依然存在下面兩個比較迫切的問題。

（1）目前幾個BIM工程試點項目，針對各個應(yīng)用點均由企業(yè)BIM中心進(jìn)行完全的應(yīng)用點跟蹤實施，對于后期BIM的全面展開，在實施上會存在問題，在下一階段，建立完善的項目級BIM團隊，為項目級BIM團隊培養(yǎng)人才，明確企業(yè)級BIM中心和項目級團隊的職能分工迫在眉睫。

（2）現(xiàn)階段企業(yè)應(yīng)用到的平臺有 BIM5D平臺、信息化平臺、物聯(lián)網(wǎng)平臺、智慧工地平臺，四個平臺運行的同時，發(fā)現(xiàn)目前存在有數(shù)據(jù)要重復(fù)錄入的問題，增加了錄入人員的工作量，并且在數(shù)據(jù)發(fā)生偏差時產(chǎn)生的檢查工作也很繁瑣。目前已經(jīng)打通了 BIM5D平臺與智慧工地平臺的數(shù)據(jù)，下階段計劃將四個平臺的數(shù)據(jù)全部打通，只有這樣，精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化的管理才能更上一個臺階。