□ 陳 靜

BIM技術(shù)在建筑工程中的有效應(yīng)用既可以對(duì)建筑施工資源進(jìn)行優(yōu)化配置，防止資源浪費(fèi)，也可以模擬建筑工程施工過程，從而加強(qiáng)建筑工程施工管理。因此，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)受到了高度關(guān)注和青睞。但是，由于BIM技術(shù)在國內(nèi)建筑行業(yè)中應(yīng)用時(shí)間相對(duì)較短，所以其應(yīng)用過程中還存在技術(shù)人員短缺、資金投入不足等問題。針對(duì)BIM技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用，對(duì)推動(dòng)建筑行業(yè)信息化發(fā)展有著深遠(yuǎn)意義[1]。

1 ??BIM技術(shù)的概述

BIM技術(shù)是一種基于計(jì)算機(jī)輔助圖像設(shè)計(jì)發(fā)展而來的建筑信息模型技術(shù)，可根據(jù)擬建建筑項(xiàng)目的所有有效信息及數(shù)據(jù)來構(gòu)建對(duì)應(yīng)的三維立體模型，以此達(dá)到對(duì)建筑物進(jìn)行數(shù)字信息仿真模擬的目的。同時(shí)，BIM技術(shù)的應(yīng)用不只能夠集成模擬建筑物數(shù)字信息，而且可以將建筑、結(jié)構(gòu)、水道、暖通、電氣及概預(yù)算等部門密切聯(lián)系在一起，細(xì)化和明確各部門分工，提高圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性及可行性，避免因部門間缺乏溝通和協(xié)調(diào)而影響設(shè)計(jì)效果。此外，相較于傳統(tǒng)2D技術(shù)，BIM技術(shù)不只是一種虛擬建模技術(shù)，也是一種先進(jìn)的工作方法及工作模式，具有系統(tǒng)性，對(duì)提高建筑工程中的工作效率及效果具有積極的影響[2]。

2 ??建筑工程的發(fā)展現(xiàn)狀

縱觀國內(nèi)建筑工程行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，主要有以下兩方面的表現(xiàn)。一是建筑的類別逐漸增多。隨著建筑行業(yè)的多元化和持續(xù)深化發(fā)展，其專業(yè)性也隨之提高，商業(yè)建筑、民用建筑、市政建筑等不同的建筑類型，在設(shè)計(jì)、施工及維護(hù)等方面，也存在明顯的差異。二是建筑項(xiàng)目的建設(shè)難度逐漸增大。建筑行業(yè)日益趨于多元化發(fā)展，高層、超高層及異形等建筑結(jié)構(gòu)日益增多，無形中增大了建筑工程的施工難度，提高了對(duì)技術(shù)的要求。有些開發(fā)商和施工企業(yè)為了降低成本，以次充好、弄虛作假，制造了“豆腐渣工程”，造成了許多安全隱患，甚至導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。為此，國家加大了對(duì)建筑行業(yè)的整頓力度，以肅清建筑行業(yè)的不良風(fēng)氣[3]。

3 ??實(shí)例概況

某建筑項(xiàng)目是集酒店、商業(yè)及住宅為一體的綜合性項(xiàng)目，效果圖如圖1所示。占地面積約3.2萬m2，總建筑面積約4.5萬m2，建筑高度最高為35.4m。該項(xiàng)目中應(yīng)用BIM技術(shù)主要集中在建立前期建筑信息模型和后期管線綜合深化設(shè)計(jì)兩方面，有效提高了該項(xiàng)目的施工效率及效果，也減少和避免了方案變更，降低了項(xiàng)目成本投入。

圖1 某建筑模效果圖

該項(xiàng)目的施工難點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。（1）因?yàn)榈叵陆ㄖ娣e比較大，再加上基礎(chǔ)標(biāo)高參差不齊且深度大，施工難度大。（2）地下管線復(fù)雜且縱橫交錯(cuò)，排布優(yōu)化難度大。（3）墻體預(yù)留孔洞比較多，定位難度大。使用傳統(tǒng)的技術(shù)手段很難解決上述難點(diǎn)，而應(yīng)用BIM技術(shù)則可以有效解決。

4 ??BIM技術(shù)在建模階段的應(yīng)用

4.1 軸網(wǎng)標(biāo)高的統(tǒng)一

BIM技術(shù)人員先把設(shè)計(jì)好的CAD圖紙上的數(shù)據(jù)及信息導(dǎo)進(jìn)Revit軟件中，再構(gòu)建出對(duì)應(yīng)的軸網(wǎng)標(biāo)高，并通過共享平臺(tái)與其他BIM技術(shù)人員進(jìn)行分享，確保所有專業(yè)可以在統(tǒng)一的軸網(wǎng)標(biāo)高下進(jìn)行建模，促進(jìn)各專業(yè)工作實(shí)現(xiàn)密切銜接、科學(xué)協(xié)調(diào)[4]。

4.2 專業(yè)內(nèi)部的協(xié)調(diào)統(tǒng)一

設(shè)計(jì)人員借助BIM系統(tǒng)將二維平面圖轉(zhuǎn)化為既直觀形象又可視的三維立體模型圖，部分模型如圖2所示。各專業(yè)的BIM設(shè)計(jì)人員均要注意管道不能發(fā)生碰撞，以機(jī)電專業(yè)為例，其BIM設(shè)計(jì)人員在建模過程中，一定要堅(jiān)持和遵“小管讓大管、風(fēng)管讓水管、無壓管讓有壓管”等施工原則，而且機(jī)電管道一定要避開梁、柱，若CAD圖紙上要求預(yù)留孔洞的部位，必須提前做好預(yù)留工作，以便后期碰撞檢測(cè)，加快項(xiàng)目施工效率，優(yōu)化項(xiàng)目質(zhì)量。

圖2 部分機(jī)電BIM模型

4.3 各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一

BIM技術(shù)人員在Revit中構(gòu)建好模型后，要及時(shí)導(dǎo)出，以便進(jìn)行各專業(yè)間的碰撞檢測(cè)。并根據(jù)各專業(yè)間的碰撞檢測(cè)情況和結(jié)果對(duì)管道走勢(shì)進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化及改變，以加快項(xiàng)目施工效率，降低項(xiàng)目成本投入。

5 ??BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用

5.1 碰撞檢測(cè)

為了確保整個(gè)項(xiàng)目各專業(yè)間實(shí)現(xiàn)密切銜接，借助軟件自有的碰撞檢測(cè)功能或Navisworks等軟件，對(duì)管線、墻體梁柱等做全面細(xì)致的碰撞檢測(cè)，明確所有的碰撞點(diǎn)，使得技術(shù)人員可以直觀形象地看到模型中的碰撞點(diǎn)及沖突點(diǎn)，從而提前找出設(shè)計(jì)中的問題，并制定優(yōu)化措施加以解決。不管是建立建筑模型還是修改模型都是在為實(shí)際施工做準(zhǔn)備工作，所以正式開始施工前，需找出所有的質(zhì)量隱患，并制定措施將其排除，為實(shí)現(xiàn)預(yù)期的施工質(zhì)量目標(biāo)提供保障。碰撞檢測(cè)可分為硬碰撞和軟碰撞，其中硬碰撞指的是對(duì)兩個(gè)構(gòu)件進(jìn)行交叉碰撞檢測(cè)，Revit軟件是當(dāng)下硬碰撞中應(yīng)用最多的軟件；軟碰撞則是對(duì)兩個(gè)構(gòu)件進(jìn)行定間距碰撞檢測(cè)，通常都是應(yīng)用于對(duì)局部位置的凈高進(jìn)行檢測(cè)。比如，對(duì)地下車庫凈高進(jìn)行檢測(cè)，以檢驗(yàn)其是否可以滿足車輛自由出入的要求。相對(duì)于Revit軟件而言，Navisworks軟件的軟碰撞檢測(cè)功能可以有效解決碰撞檢測(cè)空間協(xié)同方面不足的問題。借助Navisworks軟件可對(duì)三維建筑模型中的數(shù)據(jù)及信息進(jìn)行有效檢測(cè)，使得二維CAD圖紙內(nèi)的煩瑣內(nèi)容可以直觀、形象、清晰地呈現(xiàn)在技術(shù)人員面前，實(shí)際施工的過程中，能夠根據(jù)三維模型查看所有位置的管線和構(gòu)件布局等情況，從而有效減小施工難度，推動(dòng)工程實(shí)現(xiàn)良性發(fā)展[5]。

5.2 管線綜合設(shè)計(jì)

二維管線綜合設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诩夹g(shù)上存有許多缺陷，會(huì)增大實(shí)際施工的難度。為了改善這一問題，應(yīng)用BIM技術(shù)把二維管線綜合設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)化成三維管線綜合設(shè)計(jì)模型，可以直觀呈現(xiàn)各個(gè)管道之間的狀態(tài)及關(guān)系等情況。由此可見，運(yùn)用BIM技術(shù)可以有效解決管線布置錯(cuò)綜復(fù)雜的問題。利用Revit軟件把二維平面設(shè)計(jì)圖變?yōu)槿S管線立體模型，以便檢測(cè)出并明確各專業(yè)間的實(shí)際沖突情況，最終形成詳細(xì)的碰撞點(diǎn)報(bào)告，詳見表1。同時(shí)，可以將碰撞點(diǎn)詳細(xì)報(bào)告反饋給各專業(yè)的設(shè)計(jì)人員，以便其對(duì)設(shè)計(jì)方案做調(diào)整及優(yōu)化；然后再次進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)新問題立刻反饋調(diào)整，如此反復(fù)多次檢測(cè)，直至管線綜合設(shè)計(jì)方案達(dá)到最優(yōu)。設(shè)計(jì)人員利用BIM模型在對(duì)管線綜合優(yōu)化的同時(shí)，可以確保施工方案的科學(xué)性與可行性。該項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)前，在地下車庫內(nèi)總共發(fā)現(xiàn)碰撞點(diǎn)190多處，通過反復(fù)檢測(cè)和制定措施優(yōu)化并消除170多處。這樣通過測(cè)算能夠縮短46d的工期，各項(xiàng)費(fèi)用可節(jié)省約20萬元，提高整個(gè)項(xiàng)目的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益。

表1 碰撞點(diǎn)的詳細(xì)報(bào)告

5.3 虛擬漫游

運(yùn)用Navisworks軟件的虛擬漫游功能指揮“模擬人”在碰撞檢測(cè)優(yōu)化過的建筑模型內(nèi)，從地下室走至頂樓，并錄制保存“模擬人”行走的整個(gè)過程。再將制作好的動(dòng)漫模擬視頻交給項(xiàng)目各參與方進(jìn)行觀看，以便其能清楚各分項(xiàng)工程的情況。同時(shí)，通過動(dòng)漫模擬視頻也能看到建筑物的內(nèi)外構(gòu)造情況及室內(nèi)裝飾效果，從而加強(qiáng)甲方、乙方和業(yè)主三方的溝通。業(yè)主也可根據(jù)三維模型及現(xiàn)實(shí)需要提出合理的調(diào)整及優(yōu)化意見。

5.4 圖紙輸出

以前，國內(nèi)建筑圖紙審查都是以二維圖紙為準(zhǔn)，因此施工圖設(shè)計(jì)基本都是二維圖。傳統(tǒng)的二維圖在應(yīng)用時(shí)，需要施工人員將平面圖、剖面圖及立面圖結(jié)合到一起才能確定空間位置，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，也容易出現(xiàn)錯(cuò)漏，進(jìn)而會(huì)減緩工程施工速度，延遲工期。但是隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，各種類別及形狀的建筑結(jié)構(gòu)及構(gòu)件層出不窮，傳統(tǒng)的二維平面圖紙已無法適應(yīng)建筑行業(yè)的發(fā)展要求。鑒于此，應(yīng)用BIM技術(shù)構(gòu)建可視化的三維建筑模型，可以直觀呈現(xiàn)異形構(gòu)件或設(shè)備等幾何特征及空間位置，并且可以通過Revit的自動(dòng)出圖功能剖切建筑模型的任何位置，進(jìn)而將所需的二維平面圖紙生成，并傳輸出來，以供所有參與施工的人員進(jìn)行觀看，間接指導(dǎo)施工，加快施工效率，縮短整體施工工期。

6 ??結(jié)論

BIM技術(shù)作為一種信息化輔助建模技術(shù)，在建筑工程中應(yīng)用不僅順應(yīng)了建筑行業(yè)信息化發(fā)展的要求，而且也有效解決傳統(tǒng)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中的不足及問題，使得施工過程更加直觀、可視化地呈現(xiàn)出來，有利于加強(qiáng)各部門及各方之間的聯(lián)系及溝通，提高施工方案的合理性及可行性，強(qiáng)化建筑工程項(xiàng)目全過程管理，從而推動(dòng)建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)健康、有序、快速的發(fā)展。