蘇清濡

（福州建工集團有限公司，福建 福州 350004）

0 引言

隨著我國信息技術(shù)的高速發(fā)展，BIM 技術(shù)作為建筑行業(yè)信息化的管理方式，被大力推廣應(yīng)用在工程項目建設(shè)全生命周期內(nèi)。傳統(tǒng)的BIM 應(yīng)用模式單一、交互性差，設(shè)計、施工單位等項目參建方在應(yīng)用BIM 模型的過程中溝通和交流不便，造成資源浪費和重復(fù)勞動。

近年來，信息化浪潮促使建筑行業(yè)發(fā)生革命性的變化，集成了BIM 技術(shù)、云計算及互聯(lián)網(wǎng)的BIM云技術(shù)受到了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，BIM 云技術(shù)是實現(xiàn)BIM 模型數(shù)據(jù)共享及信息化項目管理的最佳方式，有利于提高項目參建方管理人員的溝通效率，加強各項工作的協(xié)同性［1］。

1 BIM云技術(shù)概述

BIM 云技術(shù)是通過建筑信息模型與云計算技術(shù)相結(jié)合，以云計算技術(shù)為樞紐，將建筑信息模型中的數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一存儲在云端平臺，在項目整個生命周期內(nèi)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，提供完整、準確的數(shù)據(jù)信息，從而達到跨應(yīng)用、跨地域、跨崗位的協(xié)同工作［2］（見圖1）。

圖1 BIM云技術(shù)概念

2 項目簡介

長樂區(qū)人民醫(yī)院項目位于長樂區(qū)吳航鎮(zhèn)龍津村，按三級甲等綜合性醫(yī)院標準進行設(shè)計建造?？傆玫孛娣e73 708.62 m2，總建筑面積122 154 m2，其中地上面積101 854 m2，地下面積20 300 m2。具體項目明細如表1所示。

表1 項目概況

3 BIM云技術(shù)應(yīng)用

本工程為EPC 總承包項目，參建單位多，協(xié)調(diào)難度大，且建設(shè)單位在招標文件中要求在設(shè)計、施工階段全面應(yīng)用BIM 技術(shù)，并提供BIM 技術(shù)應(yīng)用成果。因此在項目中運用BIM 云技術(shù)，利用信息共享和協(xié)同管理的新管理理念，加強各方溝通效率，提高協(xié)同工作能力，確保項目成本、進度、質(zhì)量管理目標的實現(xiàn)，項目基于BIM 云技術(shù)主要開展了以下幾個方面的集成應(yīng)用，詳見表2。

表2 BIM云技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容

3.1 深化設(shè)計階段

3.1.1 云端設(shè)計協(xié)同。傳統(tǒng)的設(shè)計建模采用各專業(yè)獨立建模，以結(jié)構(gòu)模型為參照搭建建筑、機電模型，各專業(yè)人員無法同時建模，工作效率較低。本項目以BIM 云技術(shù)為樞紐，轉(zhuǎn)變BIM 協(xié)作方式，實現(xiàn)了設(shè)計協(xié)同及項目設(shè)計進度管理，設(shè)計協(xié)同運用“四步走”流程［3］，如圖2所示。

圖2 云端設(shè)計協(xié)同流程

①各專業(yè)同步建模，模型數(shù)據(jù)實時同步到BIM云端，由專人負責(zé)模型審查。

②標記建模過程中發(fā)現(xiàn)的問題，數(shù)據(jù)信息實時共享通知到相關(guān)人員，并運用BIM 云技術(shù)對整體模型進行碰撞檢測。

③生成碰撞檢測報告，通過BIM云技術(shù)集成交互。

④逐處校核碰撞點，提出優(yōu)化意見，經(jīng)確認后調(diào)整模型。

3.1.2 “閉環(huán)式”深化設(shè)計技術(shù)。本工程作為醫(yī)療建筑，建筑結(jié)構(gòu)空間復(fù)雜，使用功能要求高。機電、精裝修、幕墻等需要進行二次深化設(shè)計，以往的深化設(shè)計基于CAD 圖紙，實體結(jié)構(gòu)的施工誤差對機電、精裝修、幕墻等專業(yè)施工有重大影響，容易發(fā)生現(xiàn)場無法安裝、造成返工現(xiàn)象。

本項目應(yīng)用“閉合式”深化設(shè)計技術(shù)，即設(shè)計→實體數(shù)據(jù)收集→設(shè)計與施工數(shù)據(jù)對比→深化設(shè)計。通過智能型全站儀采集現(xiàn)場實際建造數(shù)據(jù)同步到BIM 云端，相關(guān)人員將設(shè)計與施工實體數(shù)據(jù)進行比對，校核模型偏差，更新模型數(shù)據(jù)。以準確的現(xiàn)場實體模型作為二次深化設(shè)計的參照依據(jù)?！伴]環(huán)式”深化設(shè)計流程如圖3所示。

圖3 “閉環(huán)式”深化設(shè)計流程

3.2 現(xiàn)場施工階段

3.2.1 BIM 放樣機器人。施工測量是工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，貫穿于整個施工階段，傳統(tǒng)的測量放線方式精度較低，偏差1~3 cm。本工程設(shè)計為裝配式建筑，施工測量放樣的精度對構(gòu)件的裝配施工有著重大影響，因此，為提高施工測量精度，本項目采用“BIM云技術(shù)+智能型全站儀”自動化放樣定位技術(shù)，如圖4所示。

圖4 現(xiàn)場自動化放樣

自動化放樣定位技術(shù)是結(jié)合現(xiàn)場施工控制點，利用結(jié)構(gòu)模型創(chuàng)建放樣基準點，通過BIM 云技術(shù)將BIM 模型的三維空間坐標數(shù)據(jù)同步到移動端軟件中，使用智能型全站儀發(fā)射紅外激光自動照準現(xiàn)場坐標，將BIM 模型成果在施工現(xiàn)場進行標定，實現(xiàn)精準的施工定位，直觀地指導(dǎo)施工人員進行施工，將放樣偏差有效控制在3 mm以內(nèi)（見圖5）。

圖5 生成放樣數(shù)據(jù)點位

3.2.2 基于云端的現(xiàn)場管控技術(shù)。結(jié)合本工程項目特點以及管理需求，基于BIM 云技術(shù)創(chuàng)建云端空間結(jié)構(gòu)，將現(xiàn)場資料數(shù)據(jù)、圖紙、模型、過程控制資料等信息存儲在云端上，根據(jù)管理人員職責(zé)的不同設(shè)置相應(yīng)的管理權(quán)限?，F(xiàn)場管理人員可以通過移動端實現(xiàn)項目的動態(tài)管理，任務(wù)數(shù)據(jù)通過移動端傳達給各相關(guān)人員?；贐IM 云端的現(xiàn)場管控技術(shù)實現(xiàn)項目信息化管理，主要應(yīng)用在以下3個方面。

①項目圖檔管理。本項目單體建筑多，涉及多個專業(yè)，應(yīng)用BIM 云端進行圖紙、文件管理，將最新版圖紙、設(shè)計變更以及工作聯(lián)系單等實時同步到BIM 云端下發(fā)給施工人員，避免圖紙版本使用錯誤造成現(xiàn)場返工的問題。

②質(zhì)量安全問題跟蹤。管理人員現(xiàn)場巡查過程中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量、安全等問題通過移動端在BIM 模型和圖紙進行位置標記及問題記錄，通過BIM 云端下發(fā)整改任務(wù)給責(zé)任班組并規(guī)定整改時限（見圖6）。

圖6 進度分析

③工期模擬及進度分析。利用BIM 云技術(shù)對項目進行流水段的劃分及施工模擬，同時將進度計劃與BIM 模型相關(guān)聯(lián)，分析統(tǒng)計各區(qū)域、各時間段內(nèi)所需的人、機、料的工程量，作為資源調(diào)配的依據(jù)。通過現(xiàn)場實際進度與計劃進度的直觀對比，動態(tài)跟蹤及時糾偏，確保項目進度目標的實現(xiàn)。

3.3.3 可視化方案論證。施工人員利用移動端實時查看BIM 云端中的BIM 模型，實地測量尺寸并校核，在現(xiàn)場復(fù)雜節(jié)點、重要方案正式施工前，組織施工班組利用BIM 云端中的模型進行復(fù)雜節(jié)點及重要施工方案的可行性討論。針對發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)場存在的質(zhì)量缺陷等問題，逐處進行記錄，施工人員提出優(yōu)化方案經(jīng)確認后同步修改到BIM 云端的模型中，確保模型能夠有效指導(dǎo)施工［4］。

3.3.4 數(shù)字化預(yù)制裝配。本工程門診醫(yī)技綜合樓、住院樓設(shè)計為裝配式建筑，依托完善的BIM模型，實現(xiàn)BIM 云技術(shù)與數(shù)字化加工的集成應(yīng)用。將BIM 模型中的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成制造設(shè)備可接收的數(shù)字化信息，主要應(yīng)用在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工、PC 構(gòu)件生產(chǎn)以及管線預(yù)制加工等方面。

①構(gòu)件預(yù)制加工、裝配施工。生產(chǎn)車間加工設(shè)備基于BIM 模型中的構(gòu)件數(shù)據(jù)自動完成預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等構(gòu)件的預(yù)制加工，降低構(gòu)件誤差，大幅提高生產(chǎn)效率。同時，將預(yù)制構(gòu)件與互聯(lián)網(wǎng)進行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)構(gòu)件的定位跟蹤、監(jiān)控，進場驗收時利用移動端校核預(yù)制構(gòu)件尺寸。構(gòu)件數(shù)字化加工流程如圖7所示。

圖7 構(gòu)件數(shù)字化加工流程

②管道預(yù)制、組合安裝。本工程機電管線工程量大且復(fù)雜，依靠機電模型對管線進行預(yù)制分段，將給排水管道、風(fēng)管、暖通管道的制作工序移至加工車間，由專門加工流水線高效完成管道預(yù)制、風(fēng)管加工，再運至現(xiàn)場指定樓層完成組合安裝，提高施工效率（見圖8）。

圖8 可視化管綜排布方案

4 結(jié)語

近幾年來，BIM 云技術(shù)已經(jīng)逐漸成為建筑行業(yè)信息應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，越來越多的企業(yè)重視BIM云技術(shù)在項目整個生命周期內(nèi)的集成應(yīng)用。BIM云技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)BIM 模型及項目數(shù)據(jù)的信息共享和集中化管理，如圖紙、文件、模型等，提升多方協(xié)同工作效率，促進項目參建方的交流，提高信息共享效率，進一步拓展了BIM 技術(shù)在施工現(xiàn)場的應(yīng)用能力，降低BIM 技術(shù)的應(yīng)用門檻。項目的BIM 應(yīng)用已經(jīng)逐漸由設(shè)計或施工階段的數(shù)字建模轉(zhuǎn)變成全生命周期的BIM 應(yīng)用，有利于項目的集成交付［5］。