楊洋

【摘要】以中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)研發(fā)大樓項(xiàng)目為工程背景，基于BIM技術(shù)理念，借助Revit和Navisworks軟件平臺(tái)，搭建項(xiàng)目BIM模型，從模型的碰撞檢查和施工漫游模擬等方面，闡述BIM技術(shù)在該工程項(xiàng)目管理過(guò)程中的具體應(yīng)用。實(shí)踐結(jié)果表明，通過(guò)項(xiàng)目BIM模型的創(chuàng)建、使傳統(tǒng)不同專業(yè)設(shè)計(jì)圖紙缺少互通校對(duì)的問(wèn)題得到了有效解決，通過(guò)對(duì)項(xiàng)目BIM模型各專業(yè)的碰撞檢查分析，有效解決了項(xiàng)目施工前各專業(yè)的碰撞問(wèn)題，減少了錯(cuò)、漏、碰、缺和返工的情況，大大提高了施工效率。通過(guò)BIM技術(shù)可以預(yù)先模擬整個(gè)施工過(guò)程，使管理人員能夠?qū)κ┕み^(guò)程中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)、難點(diǎn)提前預(yù)知，便于實(shí)際施工過(guò)程中的項(xiàng)目管理，通過(guò)BIM模型對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行4D 模擬、動(dòng)態(tài)演示，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控、追蹤施工實(shí)際進(jìn)度，促使項(xiàng)目進(jìn)度管理更加精細(xì)化。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);模型;碰撞檢查;施工漫游;施工模擬;BIM;4D

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

18.

目前全球正逐漸步入全面信息化的時(shí)代，信息已成為主導(dǎo)全球經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。在制造業(yè)、金融業(yè)、電子行業(yè)，信息技術(shù)早已成為提高生產(chǎn)率以及競(jìng)爭(zhēng)力的核心手段。而作為我國(guó)重要經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一的建筑業(yè)，正逐漸暴露出其相對(duì)于以上行業(yè)的低效率[1]。

在建設(shè)項(xiàng)目整個(gè)生命周期中參與方眾多，產(chǎn)生的信息類型復(fù)雜，形式多樣，數(shù)量龐大，因此在項(xiàng)目管理的過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)信息溝通不暢、不及時(shí)和普遍存在的“信息孤島”現(xiàn)象，導(dǎo)致建設(shè)項(xiàng)目整個(gè)生命周期中信息流失現(xiàn)象嚴(yán)重，在很大程度上制約了建設(shè)項(xiàng)目管理水平和管理效率的提高。

在信息高度發(fā)達(dá)的今天，對(duì)于建設(shè)項(xiàng)目的管理已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)建設(shè)項(xiàng)目信息的管理。因此，必須及時(shí)采取先進(jìn)的信息管理技術(shù)和方法，提升整個(gè)建筑業(yè)的管理水平，促進(jìn)建筑業(yè)的發(fā)展。而建筑信息模型（Building Information Modeling， BIM）的出現(xiàn)，正是迎合了信息化技術(shù)的要求，其對(duì)于信息的交流與共享、提高決策速度與準(zhǔn)確性、降低成本、提高施工質(zhì)量、保證施工進(jìn)度等方面具有顯著的價(jià)值優(yōu)勢(shì)。

1、項(xiàng)目概況

設(shè)計(jì)研發(fā)大樓為中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，也是院內(nèi)近年來(lái)單體建筑面積最大、投資最大的建設(shè)項(xiàng)目，功能為設(shè)計(jì)研發(fā)人員辦公使用，建筑面積47389m2，其中地上39659 m2，地下7730 m2，建筑由塔樓和裙樓構(gòu)成，塔樓地上19層，地下1層，采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，總高度83.3m。

2、BIM技術(shù)概述

建筑信息模型（Building Information Modeling， BIM）是一個(gè)以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的工程數(shù)據(jù)模型，集成了建筑工程項(xiàng)目的各種相關(guān)信息，為建筑全生命周期（包括項(xiàng)目提出、可行性分析、構(gòu)思階段、設(shè)計(jì)階段、施工階段、運(yùn)營(yíng)階段、拆除階段）提供數(shù)據(jù)分析，如圖2-1所示，以實(shí)現(xiàn)協(xié)同作業(yè)及提高生產(chǎn)率的信息技術(shù)，同時(shí)促進(jìn)建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步 [2][3]。BIM 模型承載著項(xiàng)目的各項(xiàng)信息，作為中心平臺(tái)摒棄了常規(guī)的線性管理模式，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全生命周期的信息利用、傳遞與共享。

BIM技術(shù)具備可視性、模擬性、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性和信息輸出方式多元化的特點(diǎn)，通過(guò)集中整合建設(shè)項(xiàng)目中不同階段的各類信息，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目參建各方信息的實(shí)時(shí)共享，如圖2-2所示，減少了信息傳遞過(guò)程中的流失，通過(guò)直觀的三維模型實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目虛擬建造，減少了資源的浪費(fèi)，提高了建設(shè)項(xiàng)目管理效率，有效地幫助工程建設(shè)項(xiàng)目從粗放式、低技術(shù)含量向精細(xì)化、現(xiàn)代化方向改進(jìn)。

3、BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)研發(fā)大樓項(xiàng)目中的應(yīng)用

3.1 BIM模型建立

本項(xiàng)目選擇的核心建模軟件為 Autodesk Revit 2017，碰撞檢測(cè)、4D 模擬軟件為 Autodesk Navisworks Manage2017，平面圖繪制軟件 Autodesk AutoCAD 2014，具體建模流程如圖3-1所示。

將上述各專業(yè)模型整合到一個(gè)模型中，如圖3-2 所示為設(shè)計(jì)研發(fā)大樓建筑模型，圖3-3為一層機(jī)電安裝模型。可以看到BIM 技術(shù)可以把復(fù)雜的項(xiàng)目通過(guò)模型更加真實(shí)、直觀的反映出來(lái)，使各設(shè)計(jì)專業(yè)之間相互反饋，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，大大提高了項(xiàng)目管理效率。

3.2 碰撞檢查

基于 BIM 技術(shù)可以將給排水、暖通、電纜橋架等安裝管線和建筑物的梁板柱通過(guò)三維模型進(jìn)行展示，這樣能夠清楚地反映各專業(yè)管線的標(biāo)高、走向以及與建筑結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系，再將建好的 BIM模型導(dǎo)入 Navisworks，進(jìn)行碰撞分析，生成報(bào)告如下圖3-4。

傳統(tǒng)的建設(shè)項(xiàng)目在設(shè)計(jì)及施工階段，建筑和機(jī)電兩個(gè)專業(yè)往往是相互獨(dú)立、缺乏溝通的，所以在實(shí)際施工過(guò)程中常常會(huì)發(fā)生各專業(yè)相互碰撞、打架的問(wèn)題。在 BIM 三維模型建立后，通過(guò)碰撞檢查可以提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和矛盾并進(jìn)行調(diào)整修改，優(yōu)化后的模型可以用來(lái)指導(dǎo)項(xiàng)目的實(shí)際實(shí)施，使得項(xiàng)目在實(shí)際施工中各個(gè)工序間能有效銜接，很大程度上減少了傳統(tǒng)二維平面圖中錯(cuò)、漏、碰、缺等問(wèn)題的發(fā)生，避免了在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中因交叉碰撞而導(dǎo)致的停工、返工問(wèn)題，對(duì)提高工程項(xiàng)目質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)進(jìn)度目標(biāo)產(chǎn)生積極的作用。

利用集成整合后的BIM 模型進(jìn)行管線優(yōu)化排布，可以有效的避免碰撞和返工，既提高了管線排布施工的工作效率，又保證了施工作業(yè)的空間，克服了傳統(tǒng)平面圖紙管線排布多次摸索施工的弊端，如圖3-5為優(yōu)化前后的管線排布，實(shí)現(xiàn)了對(duì)管線排布較多的共用區(qū)域的凈空優(yōu)化，同時(shí)借助 BIM 技術(shù)可以進(jìn)行可視化深化設(shè)計(jì)和圖紙會(huì)審工作，保證了項(xiàng)目各參與方能夠依托直觀的BIM模型進(jìn)行高效的溝通協(xié)調(diào)。

3.3 施工漫游及模擬

將模型導(dǎo)入 Navisworks 中還可以實(shí)現(xiàn)漫游功能，在漫游過(guò)程中我們可以看到項(xiàng)目未來(lái)建成后的外觀，并且可以用第一人稱視角在多專業(yè)合并的模型上進(jìn)行漫游，漫游時(shí)通過(guò)設(shè)置漫游視角的高度及視口方向，身臨其境的感覺(jué)建筑內(nèi)部構(gòu)造關(guān)系，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題，做出決策以及調(diào)整。漫游時(shí)支持第一人、第三人，碰撞、重力等多種操控方式，圖3-6所示為本工程漫游視角。

利用Navisworks 還可以進(jìn)行BIM 4D動(dòng)態(tài)模擬，按編制好的工期進(jìn)度計(jì)劃動(dòng)態(tài)模擬整個(gè)項(xiàng)目的施工全過(guò)程，并能針對(duì)某一時(shí)間節(jié)點(diǎn)計(jì)算各分項(xiàng)工程的已完成工程量和未完成工程量，實(shí)現(xiàn)對(duì)人員及材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)間的優(yōu)化，圖 3-7所示為按照設(shè)計(jì)研發(fā)大樓計(jì)劃工期BIM模型4D動(dòng)態(tài)演示的截圖。當(dāng)項(xiàng)目的進(jìn)度計(jì)劃出現(xiàn)偏差或者需要調(diào)整改變進(jìn)度計(jì)劃時(shí)，只需刷新 Navisworks 中相應(yīng)數(shù)據(jù)，就可實(shí)現(xiàn)三維模型與進(jìn)度計(jì)劃的聯(lián)動(dòng)修改，及時(shí)采取糾偏措施，保證施工進(jìn)度。

結(jié)語(yǔ)：

本文從中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院實(shí)際建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)研發(fā)大樓出發(fā)，運(yùn)用 Revit軟件建立項(xiàng)目三維模型，導(dǎo)入Navisworks軟件進(jìn)行碰撞檢查和施工漫游模擬。通過(guò)對(duì)BIM模型的創(chuàng)建，能夠更加直觀的體現(xiàn)設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)理念，同時(shí)也使傳統(tǒng)不同專業(yè)設(shè)計(jì)圖紙缺少互通校對(duì)的問(wèn)題得到了有效解決。通過(guò)對(duì)項(xiàng)目BIM模型各專業(yè)的碰撞檢查分析，有效解決了項(xiàng)目施工前各專業(yè)的碰撞問(wèn)題，減少了錯(cuò)、漏、碰、缺和返工的情況，大大提高了施工效率。通過(guò)BIM技術(shù)預(yù)先模擬整個(gè)施工過(guò)程，使管理人員能夠?qū)κ┕み^(guò)程中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)、難點(diǎn)提前預(yù)知，便于實(shí)際施工過(guò)程中的項(xiàng)目管理。通過(guò)BIM模型對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行4D 模擬、動(dòng)態(tài)演示，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控、追蹤施工實(shí)際進(jìn)度，及時(shí)采取糾偏措施，促使項(xiàng)目進(jìn)度管理更加精細(xì)化。

BIM技術(shù)的應(yīng)用推廣是歷史發(fā)展的必然結(jié)果，其開(kāi)放的信息共享、先期可視化模擬、多方協(xié)同操作、系統(tǒng)化項(xiàng)目管理、可運(yùn)用于建筑全生命周期等優(yōu)勢(shì)，必將為建筑行業(yè)的發(fā)展和升級(jí)提供可靠的保證。

參考文獻(xiàn)：

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