呂志中 （中國煙草總公司合肥設計院，安徽 合肥 230051）

1 引言

建筑信息模型（Building Information Modeling）是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為基礎，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。它具有信息完備性、信息關(guān)聯(lián)性、信息一致性、可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性八大特點。它不是簡單的將數(shù)字信息進行集成，而是一種數(shù)字信息的應用，并可以用于設計、建造、管理的數(shù)字化方法。勘察設計行業(yè)處于一個技術(shù)變革的時期,從手工繪圖的農(nóng)業(yè)時代，經(jīng)過計算機繪圖的工業(yè)時代，正式進入BIM協(xié)同的信息化時代。整個工程建設行業(yè)從BIM的普及應用中獲得了積極的投資回報，受益巨大，中國目前已躋身全球BIM應用增長最快地區(qū)之列。國內(nèi)不少具有前瞻性與戰(zhàn)略眼光的企業(yè)開始思考如何應用BIM技術(shù)來提升項目管理水平與企業(yè)核心競爭力。

2 煙草倉庫設計簡述

煙草倉庫是主要用于存放煙草及煙草制品的倉庫，包括原煙倉庫、片煙倉庫、煙梗倉庫、碎葉倉庫、再造煙葉倉庫、卷煙成品倉庫、煙用材料倉庫等。煙葉在進入生產(chǎn)環(huán)節(jié)前必須經(jīng)過1～2年的醇化期，隨著煙草行業(yè)對卷煙產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，提出了“逐步減少煙葉露天存放”、“卷煙工業(yè)企業(yè)現(xiàn)有煙葉倉庫按片煙儲存要求進行改造，滿足片煙醇化”的要求，煙草倉庫的建設需求大幅增加。煙草倉庫一般為單層庫或多層庫，其中多層庫以五層庫為主。單層庫多采用門式剛架結(jié)構(gòu)，多層庫均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。煙草倉庫具有體量大、荷載大、平面方整的特點。

3 BIM技術(shù)在煙草倉庫中的應用

3.1 設計階段

3.1.1 方案設計BIM

無論是煙草倉儲項目或者其他工程項目，均可以針對基地現(xiàn)況建模，對現(xiàn)場場地條件進行模擬，空間規(guī)劃，基地分析，各方可對設計成果進行分階段的審核，進而完成初步成本估算。BIM技術(shù)在方案階段最大的優(yōu)勢就是通過規(guī)劃方案展示及評審、概念設計比選、建筑性能仿真分析，3D可視化模擬來完成方案比較與決策。我國主要產(chǎn)煙區(qū)在西南云貴一帶，當?shù)氐匦蔚孛草^為復雜，若涉及到土地利用和交通規(guī)劃，特別是交通影響模擬，可根據(jù)方案意向搭建多個參數(shù)化量體模型，推敲倉儲整體規(guī)劃方案及建筑單體造型，利用參數(shù)化輔助方案設計，可對廠區(qū)所有道路的標高系統(tǒng)，提前用三維手段進行縱坡坡度控制，及整個園區(qū)標高系統(tǒng)的優(yōu)化。

3.1.2 施工圖設計BIM

①三維模型：基于BIM模型對各個專業(yè)間圖紙之間的完整性、匹配性問題進行核查，對圖紙的錯、漏、碰、缺問題進行檢查，及時將發(fā)現(xiàn)的問題反饋并提交圖紙審查報告。根據(jù)要求進行施工圖階段的建筑、結(jié)構(gòu)、機電等各專業(yè)模型搭建，使業(yè)主可以通過這些方式以三維直觀方式觀察了解施工圖設計的成果，便于對設計成果的滿足性給予準確研判。根據(jù)施工深度建立的建筑、結(jié)構(gòu)、機電各專業(yè)BIM模型碰撞檢查，提交碰撞報告及修改建議，完成施工設計模型碰撞檢查。

②土建及機電綜合：在煙草倉儲項目中，工藝及機電綜合并不復雜，但是在一些局部的空間，如空調(diào)間、配電間或者防排煙機房等區(qū)域，機電各專業(yè)也需要管線綜合優(yōu)化。對機電管線主管線路由、布設方式進行管線綜合，提出優(yōu)化調(diào)整方案，協(xié)助解決凈高空間問題、管線實際排布問題，可減少工期延誤，提升質(zhì)量大幅減少返工，改善工程質(zhì)量，提升安全，提前預見問題，減少危險因素大幅提升工作效率。通過碰撞檢查及機電管綜以后，在圖模一致的情況下，即可進行工程量明細的統(tǒng)計。利用revit明細表功能及減扣規(guī)則，添加成本參數(shù)，完成混凝土及機電工程量清單統(tǒng)計，為業(yè)主對成本控制，及施工單位的招標提供參考。

③倉儲模擬：多層倉庫用于儲存片煙時一般采用四層托盤堆垛碼放，片煙箱高度0.725 m,通常托盤上堆4箱高度，為方便叉車插抱運輸，物料包裝距樓（地）面高度需不低于0.15m，公用工程管道（自動滅火系統(tǒng)、風管、紅外對射、電氣橋架等）安裝預留高度約0.8m，總的梁底凈高不小于3.9m。多層煙草倉庫一般建筑高度控制在24m以內(nèi)，一般多層煙草倉庫盡可能設計為5層庫。煙草倉庫里的物料與樓板、平屋頂、照明燈、柱墻及風管等的距離都有相應要求，可通過信息化建模，模擬最佳倉儲方案，在滿足梁底凈高和各種距離要求的前提下，通過三維建模將倉庫內(nèi)的堆垛物料進行信息化搭建，以三維直觀的方式觀察庫容成果，任何施工圖設計階段上的變更，都能及時獲得倉庫庫容的動態(tài)三維變化。

3.2 施工階段

3.2.1 BIM管理平臺

在施工階段應及時做好BIM模型維護，在施工階段根據(jù)業(yè)主所提供的修改圖紙或設計變更，對BIM模型進行修改與更新。提供近乎實時動態(tài)、準確、完整的工程信息模型，實現(xiàn)高效協(xié)同與共享。

3.2.2 施工模擬

為施工方案可行性提供參考依據(jù)，可以進行施工方案模擬，如采用土方挖運方案、基坑圍護方案、內(nèi)支撐建造及拆除方案、高大模版方案、機電重要設備安裝方案、鋼結(jié)構(gòu)整體吊裝方案、二次結(jié)構(gòu)施工方案等進行可行性分析模擬。利用上述施工模擬結(jié)果組織各方輔助進行施工方案合理性復核，在專家論證上輔助進行方案說明，完成施工工藝模擬。對總進度計劃或局部施工計劃進行三維可視化模擬，對現(xiàn)場進度輔助檢查分析，以便施工模擬與現(xiàn)場實際進度可視化對比，進行4D進度管控。煙葉倉儲項目的用地較大，特別是在我國西南地區(qū)主要煙葉種植區(qū)，山區(qū)地勢地貌情況復雜，在需要進行整個倉儲庫區(qū)土石方工程量計算時，可利用無人機技術(shù)進行地形掃描計算土方量。為了加強施工現(xiàn)場的管理，可記錄施工各個重要階段實時三維動態(tài)；搭建高仿真的場布模型及現(xiàn)場漫游動畫；明確塔吊數(shù)量、噸位、覆蓋范圍及拆除順序；記錄項目全周期實時三維動態(tài)，進行仿真施工場地布置。

3.2.3 BIM施工質(zhì)量管理

利用無人機技術(shù)對建筑外部整體掃描與利用全息掃描對建筑物內(nèi)部施工完成面數(shù)據(jù)采集，對完成面垂直度、平整度、機電安裝位置等與BIM模型進行數(shù)據(jù)對比，校核施工質(zhì)量。建立安全設施族庫，對安全設施進行布置模擬，實時統(tǒng)計分析重大安全危險源，提前預防，減少問題發(fā)生概率，通過BIM技術(shù)確保施工安全。利用移動終端（智能手機、平板電腦）采集數(shù)據(jù)，建立現(xiàn)場質(zhì)量缺陷、安全風險、文明施工等數(shù)據(jù)資料，與BIM模型即時關(guān)聯(lián)，缺陷問題可視化，方便施工中、竣工后的質(zhì)量缺陷等數(shù)據(jù)的統(tǒng)計管理，做好現(xiàn)場資料管理。

3.3 運行維保

把原來項目中獨立運行并操作的各設備，通過RFID等技術(shù)匯總到統(tǒng)一的平臺上進行管理和控制，給予各系統(tǒng)各設備空間位置信息，把原來編號或者文字表示變成三維圖形位置。這樣一方面便于查找，另一方面參看也更直觀形象。煙草倉儲用房中相關(guān)的設備，在BIM模型中就可以看到各種設備的廠商詳細信息。設備運行監(jiān)控信息系統(tǒng)集成了對設備的搜索、查閱、定位功能，通過點擊BIM模型中的設備，可以查閱所有設備信息，如供應商、使用期限、聯(lián)系電話、維護情況、所在位置等；該管理系統(tǒng)可以對設備生命周期進行管理，比如對壽命即將到期的設備及時預警和更換配件，防止事故發(fā)生；通過在管理界面中搜索設備名稱，或者描述字段，可以查詢所有相應設備在虛擬建筑中的準確定位；管理人員或者領導可以隨時利用四維BIM模型，進行建筑設備實時瀏覽。

項目運營維護數(shù)據(jù)的積累與分析，對于管理來說具有很大的價值?？梢酝ㄟ^數(shù)據(jù)來分析目前存在的問題和隱患，也可以通過數(shù)據(jù)來優(yōu)化和完善現(xiàn)行管理。例如：獲取電表讀數(shù)狀態(tài)，并且累積形成一定時期能源消耗情況。

傳統(tǒng)的突發(fā)事件處理僅僅關(guān)注響應和救援，而智慧運維對突發(fā)事件管理包括：預防、警報和處理。以消防事件為例，該管理系統(tǒng)可以通過噴淋感應器感應信息，在BIM模型上快速定位所在位置，并查看周邊的疏散通道和重要設備。同樣地，類似的還有水管氣管爆裂等突發(fā)事件，通過BIM系統(tǒng)我們可以迅速定位控制閥門的位置（需要早期設計施工階段規(guī)劃預埋流量計），避免了在一屋子圖紙中尋找資料，甚至還找不到資料，避免因未及時處理，釀成災難性事故。

4 協(xié)同平臺

BIM技術(shù)所提供的設計云平臺，各專業(yè)技術(shù)人員可通過平臺快速傳輸信息、對設計方案進行“同步”修改，完成協(xié)同設計，節(jié)省設計人員由于設計方案的調(diào)整所耗費的時間和精力。為使各方交流更加高效便捷，相關(guān)勘察設計單位可以搭建屬于自己的私有云平臺，私有云平臺相對公有云的安全性、靈活性更為優(yōu)越，私有云是部署在內(nèi)網(wǎng)的小型虛擬桌面系統(tǒng)，所有數(shù)據(jù)的存放地點統(tǒng)一，無需租用他人的服務器。通過該平臺，用戶可使用遠程協(xié)議將數(shù)據(jù)或應用傳輸?shù)接脩舻慕K端設備上，終端可以是PC、平板、手機等，客戶端的存儲和執(zhí)行(包括操作系統(tǒng)、應用程序和用戶數(shù)據(jù))都集中在服務器上，系統(tǒng)可以監(jiān)控整個虛擬資源情況。私有云平臺不針對特定的應用，平臺可搭載CAD、Revit、Naviswork、Lumion、廣聯(lián)達、鴻業(yè) BIM Space、探索者、Vasari等專業(yè)軟件。支持完成異地協(xié)同，異地所有的操作都會在數(shù)據(jù)中心處理，解決了設計院、業(yè)主、建設方的多方BIM協(xié)同問題，三方均可在私有云協(xié)同平臺上同時看到模型的生長過程及圖紙模型變更。

5 結(jié)束語

BIM技術(shù)為煙草行業(yè)項目的建設與運維提供了海量數(shù)據(jù)信息，我們需要數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的支撐來處理這些信息數(shù)據(jù)，特別是針對比煙草倉庫更加復雜的各類聯(lián)合工房的項目建設中。未來煙草行業(yè)會進一步細化設計任務分解，在三維協(xié)同設計的平臺下，構(gòu)建完整的建筑信息模型，并將數(shù)據(jù)信息向后推動，提高施工管理質(zhì)量，及可貫穿整個建筑生命全周期的運維管理水平。BIM技術(shù)為煙草行業(yè)工程建設帶來以下技術(shù)優(yōu)勢。

①工程設計信息化：通過信息模型整合各種項目的相關(guān)信息，在項目策劃、設計、施工和運行維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞，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對，為設計團隊以及包括建筑運營單位在內(nèi)的各方建設主體提供協(xié)同工作的基礎。

②工程建設高質(zhì)高效：設計階段提前解決施工過程中才能發(fā)現(xiàn)的圖紙問題，施工模擬可以在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用，有效減少返工及整改的次數(shù)。

③大數(shù)據(jù)分析能力：信息模型為建設方提供龐大的數(shù)據(jù)庫，協(xié)助建設方制定資金使用計劃和相應的工程進度。