陳明勇，鄭 璐，梁先軍，李 武，劉文珊

（1、中國建筑第四工程局有限公司 廣州510665；2、湖南交通工程學院 湖南衡陽421000）

0 引言

在信息化時代的當下，BIM 技術的使用給建筑行業(yè)帶來機遇，是能夠迎接挑戰(zhàn)的關鍵所在。目前BIM管理技術越來越多的被應用于建筑項目施工管理中，從最初的BIM 應用探索［1］到普通項目的BIM 應用推廣［2］，從普通項目管理到裝配式項目管理［3-5］，從施工管理的平面布置［6］到設計深化，再到設計-施工一體化管理，從項目現(xiàn)場全過程管理到造價全過程項目管理［7］。因此，如何能夠?qū)IM 技術的作用發(fā)揮到極致，就成為帶動整個行業(yè)變革的主要模式。

1 BIM的基本內(nèi)容

建筑信息模型（Building Information Model，簡稱BIM），由于其可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性等眾多優(yōu)點，目前已成為行業(yè)重點推廣技術之一。

在現(xiàn)代社會之中，BIM 技術實際上屬于一種管理理念，其本質(zhì)是利用CAD圖紙及項目相關信息資料建立的一種信息模型，最終形成數(shù)字化技術。這一技術在建筑行業(yè)之中的應用，就可以確保其由二維空間朝著三維空間轉(zhuǎn)變，即從建筑信息模型（BIM）逐步實現(xiàn)到城市信息模型（CIM）的跨越。BIM 技術通過實現(xiàn)工程基礎數(shù)據(jù)的儲存，通過對工程項目的建模，最初在招投標中對現(xiàn)場施工總平面布置進行投標演示，到現(xiàn)場施工規(guī)劃，再到現(xiàn)場機電碰撞檢查應用、逐步到建立節(jié)點模型分析，指導現(xiàn)場施工，再到深化設計、成本控制、投資預算等方面發(fā)揮作用，并且通過這一部分數(shù)據(jù)還能夠?qū)崿F(xiàn)建筑工程真實的模擬，最終把控好預算，提升建筑工程的施工質(zhì)量。最后通過BIM 技術和VR 技術相結(jié)合，項目的運行與維護階段可進行便捷可視化管理，具有廣闊的應用前景。

2 工程BIM在項目生產(chǎn)中的基礎應用分析

在項目的實際生產(chǎn)之中，工程BIM 的利用，主要是涉及到重難點深化設計、施工方案模擬、預制構件生產(chǎn)制造、碰撞檢測、工程量匯總與圖紙自動生成、多視口聯(lián)動、運營階段等基礎方面的應用，針對這一部分做好具體的分析，對于后續(xù)的BIM 技術研究也有重要的現(xiàn)實意義。某項目從開工總平面布置到項目竣工驗收全過程，結(jié)合BIM 相關技術順利完成項目建造情況，如圖1所示。

圖1 項目BIM應用Fig.1 Project BIM Application

2.1 施工方案模擬及BIM 4D

傳統(tǒng)二維圖紙無法表達建筑工程內(nèi)部結(jié)構的細節(jié)，但是BIM 技術可以實現(xiàn)三維模型建立，利用BIM軟件針對復雜節(jié)點進行模擬，通過可視化，將節(jié)點構造清晰化地展現(xiàn)出來。工程項目通過三維模型制定對應的施工方案，從而實現(xiàn)對其的優(yōu)化與調(diào)整。另外BIM4D 施工模擬在施工方案與進度計劃的支持下，利用BIM 相關軟件就可以實現(xiàn)施工工序展示和項目進度可視化，進而避免施工出現(xiàn)問題，導致施工進度和質(zhì)量受到影響。BIM 技術可以滿足多種基礎建筑工程的模擬，并且也可以利用模擬，實現(xiàn)基礎之間位置關系相對應的調(diào)整［8］。圖2 為某項目利用BIM 技術進行基坑支撐梁切割拆除工作交底。

圖2 基坑支撐梁切割拆除Fig.2 Cutting and Demolition of Foundation Pit Supporting Beam

2.2 預制構件生產(chǎn)制造

針對裝配式項目在項目深化設計階段及生產(chǎn)階段使用BIM 技術［9］，除了可以做到預制構件深化設計外其主要表現(xiàn)在2 個方面：①建立對應的預制構件編碼體系；②做好預制構件生產(chǎn)運輸?shù)囊?guī)劃；通過BIM技術，再配合上RFID 技術就可以實現(xiàn)預制構件編碼體系的建立，通過BIM 信息管理平臺建立相應的預制構件庫，就可以做好其對應的生產(chǎn)、存儲、施工、運輸一系列的監(jiān)控和跟蹤處理，最終滿足“零缺陷、零庫存、高效安裝”的目標。圖3所示為對某裝配式項目進行構件的運輸及吊裝模擬，通過模擬，評估項目工程部署的合理性。

2.3 碰撞檢測

圖3 PC構件運輸及吊裝模擬Fig.3 Simulation of PC Component Transportation and Hoisting

在創(chuàng)建土建模型之后，利用對應的軟件系統(tǒng)，針對建筑、結(jié)構模型及機電模型進行碰撞檢查［10］，最終達到“零碰撞”，基于BIM 三維直觀等特點，確保建筑結(jié)構深化設計的精準性。如，在工程的建筑區(qū)域節(jié)點之中利用現(xiàn)澆的模式，其內(nèi)部構件不會出現(xiàn)碰撞。但是因為預制梁和預制柱選擇預制構件，再加上鋼筋配置相對密集，就成為出現(xiàn)鋼筋碰撞的主要因素。如果出現(xiàn)問題，就會直接影響工程，甚至還可能引發(fā)工期延誤的問題。因此，構建鋼筋模型與結(jié)構模型，就需要配合上軟件，優(yōu)化鋼筋配置，最終完成碰撞檢測，用戶通過BIM 建模分析，可提前進行查漏補缺，通過提前修正，避免施工后返工或無法施工等情況。圖4 所示為某項目主體結(jié)構的碰撞檢查，圖5 所示為某項目地下室機電管線布設模擬機電管線布置，并進行碰撞檢查。

圖4 結(jié)構碰撞檢查Fig.4 Structural Collision Check

圖5 機電碰撞檢查Fig.5 Electromechanical Collision Inspection

2.4 BIM出圖與工程量匯總

BIM 出圖即通過CAD 等相關信息轉(zhuǎn)化的BIM 三維模型，通過專業(yè)BIM 工程師根據(jù)規(guī)范要求進行深化設計，再導出成為單專業(yè)平面圖，上報業(yè)主、監(jiān)理、設計等單位審核蓋章完成的圖紙，該圖紙具有竣工結(jié)算及指導現(xiàn)場施工的作用，如圖6所示。

圖6 BIM出圖Fig.6 BIM Plotting

利用BIM 模型還可以實現(xiàn)工程量的統(tǒng)計，從而自動生成鋼筋、混凝土的用量清單，根據(jù)項目實際需求，還可以利用多種形式的表格將其呈現(xiàn)。在清單之中主要包含了編號、構建尺寸、材料用量、材質(zhì)等，導出的清單可以結(jié)合商務部門套價做出項目成本分析。

2.5 多視口聯(lián)動

在二維制圖中，設計人員需要多角度地做好視圖設計，這樣才可以達到構件視圖化的要求，并且修改一個視圖參數(shù)，也需要針對其余的視圖參數(shù)做好對應的修改，導致其工作繁瑣，一旦出現(xiàn)參數(shù)錯誤，就可能會存在極高的錯誤率，進而對整個工作進展帶來影響。通過BIM 技術，就可以完成圖紙的繪制工作，將傳統(tǒng)的剖面圖設計改變，并且利用三維立體模型，也可以將視圖準確無誤地繪制出來。針對視圖的修改，可以基于三維立體模型來進行，這樣就可以規(guī)避視圖修改的錯誤。盡可能減少工作人員的設計工作量，讓其擁有更多的實踐去進行視圖的設計，這樣也可以確保視圖的質(zhì)量，同時項目生產(chǎn)過程中，通過基于三維立體模型還可以對勞務班組進行三維交底，利用BIM直觀、立體等特點，讓項目生產(chǎn)一線人員了解到該項重難點如何施工。圖7為多視口聯(lián)動在某項目的具體應用情況。

圖7 多視口聯(lián)動Fig.7 Multi View Linkage

2.6 運營階段

在運營階段，主要是做好物業(yè)管理，對于建筑物和機電設備做好對應的維護、整治等處理，但是考慮到現(xiàn)階段的物業(yè)偏向于后期的運營與維護，容易忽視前期與設計、建設以及施工單位之間的相互交流。所以，針對項目本身缺乏一個系統(tǒng)的熟悉過程，最終導致運營階段出現(xiàn)各種問題。但是BIM 技術的使用，就可以很好地解決這一部分難題，實施精細化的運營管理，所以通過BIM 模型的建立，即可查詢其構件的基本屬性，能夠提供必要的信息，服務后續(xù)的改造與設備維護，最終提高運行維護階段設備的管理水平等［11］。圖8為以珠海某大廈項目為依托，建立的5D管理平臺體系。

圖8 某大廈5D平臺Fig.8 5D Platform of a Building

3 結(jié)語

總而言之，在當前的項目生產(chǎn)中，BIM 技術的應用應該結(jié)合項目施工所需開展BIM 的基礎應用，因為只有把基礎打牢了才能讓BIM 的作用得到最大限度的發(fā)揮，而這也是今后需要進一步研究的地方。