BIM技術(shù)在配套服務(wù)用房項(xiàng)目的深化設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究

李高鋒　郝風(fēng)田+　陳紅杰+　韓旭

摘要：基于BIM技術(shù)的深化設(shè)計(jì)在某共享性生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)基地服務(wù)配套用房項(xiàng)目中的應(yīng)用，很好的解決了復(fù)雜管線碰撞的問題，也為施工成本控制起到了積極作用，為建設(shè)工程項(xiàng)目管理提供了一個很好的創(chuàng)新技術(shù)管理模式。

Abstract： Application of BIM technology in detailed design of supporting service building， it solves the problem of the complex pipeline collision， plays a positive role for the construction cost control， and provides a good innovation management mode for the construction engineering project management.

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；深化設(shè)計(jì)；創(chuàng)新管理

Key words： BIM technology；detailed design；innovation management

中圖分類號：TU172 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）30-0108-03

0 引言

BIM技術(shù)是我國建筑業(yè)力推的新技術(shù)，基于BIM技術(shù)的深化設(shè)計(jì)及應(yīng)用正在為很多建設(shè)項(xiàng)目管理服務(wù)，比如三維建模、算量、碰撞檢查等等。BIM技術(shù)應(yīng)集成建筑產(chǎn)品所有信息數(shù)據(jù)，其作用不僅僅是建模和碰撞檢查的簡單相加。基于BIM技術(shù)的深化設(shè)計(jì)及應(yīng)用如何在工程項(xiàng)目中開展，如何指導(dǎo)工程項(xiàng)目管理，如何為工程項(xiàng)目管理增值，這是施工階段BIM技術(shù)發(fā)展的真正方向。

1 工程概況

江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院共享性生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)基地服務(wù)配套用房，主要功能為實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教室及辦公室，地上四層，一層層高4.5m，其余層高均為3.6m，總建筑面積5013.6m2，框架結(jié)構(gòu)，主體嵌固于基礎(chǔ)頂面。

2 BIM技術(shù)應(yīng)用方案

2.1 本工程技術(shù)難點(diǎn)

江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院共享性生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)基地服務(wù)配套用房雖然只是四層框架結(jié)構(gòu)，但其主要用途多為實(shí)訓(xùn)教室、實(shí)驗(yàn)室，尤其是實(shí)驗(yàn)室，安裝設(shè)備及管道較為復(fù)雜，預(yù)留孔道及預(yù)埋件較多，對施工單位提出了很高的要求?；谛＜壵n題研究，江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院基建處希望基于BIM技術(shù)能對施工成本、材料投入進(jìn)行很好的控制。

2.2 甲乙雙方統(tǒng)一建模軟件

由于BIM技術(shù)的深化設(shè)計(jì)以模型為基礎(chǔ)，建模質(zhì)量需要精確把控，為方便甲乙雙方溝通和交流，遂確定了本工程的統(tǒng)一建模軟件，考慮到建模及施工實(shí)際需求，根據(jù)各階段、各專業(yè)的不同深化設(shè)計(jì)需求，甲乙雙方確定了相應(yīng)的模型精度和統(tǒng)一的模型表現(xiàn)形式，并根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況確認(rèn)成果形式、添加信息參數(shù)。

2.3 創(chuàng)新的協(xié)同管理模式

基于BIM技術(shù)的深化設(shè)計(jì)不是一個單位獨(dú)立就能完成的工作，特別是在本工程中，需要各參建單位共同參與，這樣才不會讓BIM技術(shù)只作為一個噱頭，而要BIM技術(shù)真正應(yīng)用于實(shí)際工程中，解決工程建設(shè)中遇到的實(shí)際問題。為此，一個重要工作就是項(xiàng)目各參與方的溝通與協(xié)調(diào)。本工程中建立BIM深化設(shè)計(jì)例會討論制度，將BIM技術(shù)深化設(shè)計(jì)作為周例會中一個重要環(huán)節(jié)，使基于BIM技術(shù)的深化設(shè)計(jì)工作得到及時溝通，這樣也使得深化設(shè)計(jì)全程透明，方便各參與方及時確認(rèn)，以保證深化結(jié)果的準(zhǔn)確性和可實(shí)施性。

2.4 保障機(jī)制的建立

利用BIM技術(shù)在深化設(shè)計(jì)過程中，要根據(jù)不同深化任務(wù)的特點(diǎn)制定不同的實(shí)施方案，據(jù)此選出最合適本工程的BIM軟件，一款或是多款，充分利用不同軟件的優(yōu)勢。BIM技術(shù)深化設(shè)計(jì)需要各參與方的協(xié)作支持，為保證深化結(jié)果有效實(shí)施，制定了一系列措施，比如由建設(shè)方和總包方牽頭，與分包方簽訂分包管理協(xié)議來規(guī)范分包方施工，以此達(dá)到總包單位對深化設(shè)計(jì)成果的統(tǒng)籌管理和有效管控。

3 基于BIM技術(shù)的深化設(shè)計(jì)應(yīng)用案例

3.1 管線綜合與碰撞檢查

在江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院共享性生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)基地服務(wù)配套用房項(xiàng)目中，由于大量的實(shí)訓(xùn)教室及實(shí)驗(yàn)室對設(shè)備安裝及管線的要求，使得綜合管線排布施工較為困難，尤其是后期設(shè)備安裝需要的預(yù)埋件及預(yù)留孔道的位置準(zhǔn)確性保障問題。為解決傳統(tǒng)二維圖紙深化設(shè)計(jì)不足的問題，利用BIM技術(shù)進(jìn)行管線綜合深化設(shè)計(jì)，具體實(shí)施流程如下圖1所示。

3.1.1 原始建模

根據(jù)施工圖紙，甲乙雙方選派BIM建模師進(jìn)行三維建模。對建模過程中發(fā)現(xiàn)的問題及時與設(shè)計(jì)方溝通、解決。比傳統(tǒng)的二維圖紙審圖更省時省力，而且更高效?？紤]到不同實(shí)施階段的實(shí)際需要，制定切合本工程特點(diǎn)的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，這里主要考慮模型的精度和模型標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.2 碰撞檢查

土建模型與安裝模型建立后，進(jìn)行專業(yè)間模型碰撞檢查，分析建模失誤與設(shè)計(jì)問題，分類整理并生成碰撞報(bào)告。根據(jù)項(xiàng)目部要求對碰撞報(bào)告進(jìn)行調(diào)整，可以使現(xiàn)場管理人員清晰易懂，快速確定解決方案。碰撞檢查報(bào)告如圖2。

3.1.3 管線綜合深化設(shè)計(jì)調(diào)整

碰撞檢查工作完成后，及時召開各參建方會議，制定適合本工程的管線綜合調(diào)整原則，主要有各樓層凈空高度、管線避讓原則等，據(jù)此指導(dǎo)后續(xù)管線綜合調(diào)整工作。由BIM建模師依據(jù)制定的管線綜合調(diào)整原則對碰撞點(diǎn)進(jìn)行綜合管線優(yōu)化，保證優(yōu)化順序按從上到下、從大管到小管的順序進(jìn)行，為后期施工減小難度。F1北側(cè)冷熱水管碰撞點(diǎn)優(yōu)化前后如圖3所示。

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3.1.4 模型確認(rèn)與二維出圖

模型綜合管線優(yōu)化完成后，再次召開各參建方會議，對修正模型進(jìn)行確認(rèn)，如若存在問題繼續(xù)調(diào)整，直至模型滿足各方要求。最終模型經(jīng)確認(rèn)后，出具各專業(yè)二維深化圖紙，并在圖紙中標(biāo)注管線標(biāo)高、平面位置、彎轉(zhuǎn)點(diǎn)位置等信息，確保圖紙可指導(dǎo)現(xiàn)場施工，對重要節(jié)點(diǎn)處出具剖面圖。所有圖紙經(jīng)設(shè)計(jì)方確認(rèn)，保證信息無誤。

3.1.5 施工監(jiān)督與實(shí)施效果

施工單位依據(jù)二維深化圖紙進(jìn)行洞口預(yù)留、預(yù)埋件安裝和管線施工，建設(shè)單位（監(jiān)理單位）依據(jù)三維模型對照現(xiàn)場實(shí)際施工，及時發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場與模型不一致及時調(diào)整，保證現(xiàn)場施工按照管線優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行，有效進(jìn)行整體質(zhì)量控制?；贐IM技術(shù)的管線綜合深化設(shè)計(jì)，提前發(fā)現(xiàn)管線施工可能遇到的碰撞、工序交叉，并提前進(jìn)行優(yōu)化。在本工程中，基于BIM技術(shù)的管線綜合深化設(shè)計(jì)有效指導(dǎo)了現(xiàn)場施工，比傳統(tǒng)的二維深化工作效率提高了50%。深化圖紙?jiān)敿?xì)、準(zhǔn)確，基于三維模型展示，各方對于復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的認(rèn)識更為直觀。

管線綜合深化設(shè)計(jì)前期與各單位單獨(dú)溝通時，設(shè)計(jì)方主要考慮設(shè)計(jì)規(guī)范和建筑物功能需求，建設(shè)單位著眼點(diǎn)主要是凈空標(biāo)高，施工單位主要關(guān)注的是方便現(xiàn)場實(shí)際施工，在對模型進(jìn)行調(diào)整建議時，各方均從自身角度出發(fā)，很難達(dá)成一致意見。據(jù)此，召開BIM協(xié)調(diào)會，各方參與，利用模型展示碰撞點(diǎn)情況。根據(jù)各方需求直接對模型進(jìn)行修改，由此可直觀反映優(yōu)化建議的優(yōu)劣，然后由建設(shè)單位和施工單位協(xié)調(diào)制定比較合理的優(yōu)化方案。設(shè)計(jì)方全程參與，能很好的進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的簽認(rèn)。避免后期對模型反復(fù)進(jìn)行調(diào)整造成的浪費(fèi)，形成了一套基于BIM技術(shù)深化設(shè)計(jì)的創(chuàng)新協(xié)調(diào)管理機(jī)制，對江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院后期建設(shè)項(xiàng)目提供了很好的參考。

3.2 施工模擬

3.2.1 施工平面布置

由于本工程處于校園內(nèi)西北角，所處區(qū)域原有道路及綠化完善，根據(jù)基建處要求，盡量減少對原有道路及綠化的破壞，這就對施工單位的場地布置提出了很高的要求。根據(jù)BIM場地布置軟件，首先繪制出場地大樣，將場地周圍校園原有道路及綠化按比例繪出；然后確定擬建服務(wù)用房樓位置，在此基礎(chǔ)上布置塔吊、辦公區(qū)，生活區(qū)，材料堆場和木工和鋼筋工棚，制定三套方案，在例會上討論，由建設(shè)方和施工方協(xié)商決定最有利于保護(hù)既有道路和綠化又能方便施工的方案。

3.2.2 人、材、機(jī)綜合調(diào)度

本工程附近有兩棟實(shí)訓(xùn)樓同時進(jìn)行施工，還要對原有校園道路及綠化進(jìn)行保護(hù)，在狹小的空間如何高效進(jìn)行施工任務(wù)，這是施工單位面臨的一個難題。在場地布置的基礎(chǔ)上，利用BIM軟件模擬施工，將施工組織設(shè)計(jì)導(dǎo)入軟件，根據(jù)施工模擬動畫查看人、材、機(jī)械的調(diào)度是不是有可調(diào)整空間，對存在的問題及時優(yōu)化和調(diào)整。并盡量減少交叉作業(yè)的出現(xiàn)，采取能避免就避免、不能避免就降低的原則。

3.3 工程造價輔助

3.3.1 材料采購

傳統(tǒng)大宗材料采購多根據(jù)項(xiàng)目部管理人員經(jīng)驗(yàn)，缺鋼筋就要鋼筋，缺水泥就要水泥，沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不知道什么時候訂購定多少最合適。利用BIM軟件可以很好的解決這個問題，根據(jù)下一期工程進(jìn)度要求，可截取下一期工程量，根據(jù)工料分析即可得出下一期施工所需要材料的量，三維模型→工程量表→工料分析表，如此更加直觀反映材料采購如何進(jìn)行。另外，BIM軟件可以自定義參數(shù)，借鑒工程經(jīng)濟(jì)中經(jīng)濟(jì)采購批量的概念，使得材料采購周期所花費(fèi)用最低化，主要考慮參數(shù)有一次采購變動成本、施工周期材料需要量、單位材料存儲成本，由此得出經(jīng)濟(jì)采購批量和采購周期。此方法對于降低施工總成本起到了積極的作用。

3.3.2 形象進(jìn)度展示與工程款支付

三維展示是BIM軟件的基本功能之一，不僅是展示完整的建筑，還可以根據(jù)客戶需求展示某一層、某一施工期間模型，根據(jù)這一特性，施工單位在進(jìn)行進(jìn)度款申請時，不再僅僅是一本數(shù)字堆積的表格，而是本期完成工程量的三維展示，以及BIM軟件導(dǎo)出的完成工程量統(tǒng)計(jì)，建設(shè)單位或監(jiān)理單位更方便檢查與核實(shí)，節(jié)省審核時間，大大提高工作效率。

3.4 安全文明施工優(yōu)化

BIM場地布置軟件可檢查場地安全設(shè)施布置情況，是否設(shè)置消防栓、滅火器，位置、距離是否滿足規(guī)范要求，后臺參數(shù)根據(jù)規(guī)范要求初定，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際可以調(diào)整，布置完成后施工單位可以據(jù)此對現(xiàn)場安全設(shè)施進(jìn)行布置，建設(shè)單位或監(jiān)理單位依據(jù)三維布置圖可以進(jìn)行現(xiàn)場檢查。

對于建筑物內(nèi)部防護(hù)主要是“四口五臨邊”，三維模型建好以后，BIM軟件可自行檢查需要設(shè)置安全防護(hù)的位置，并進(jìn)行標(biāo)定，也可輸出匯總表格，建設(shè)單位（監(jiān)理單位）據(jù)此對現(xiàn)場安全防護(hù)檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時要求施工方整改，有效規(guī)避危險情況的發(fā)生。

4 基于BIM技術(shù)的深化設(shè)計(jì)優(yōu)勢分析

基于BIM技術(shù)的深化設(shè)計(jì)成為本工程項(xiàng)目技術(shù)管理的一個重要組成部分，與傳統(tǒng)的二維深化設(shè)計(jì)相比，基于BIM技術(shù)的深化設(shè)計(jì)有如下特點(diǎn)。

①基于BIM技術(shù)的深化設(shè)計(jì)更加便捷高效；

②基于BIM技術(shù)的深化設(shè)計(jì)通過對碰撞點(diǎn)的處理、工程造價輔助、經(jīng)濟(jì)采購批量的驗(yàn)算，對施工單位控制施工成本起到積極的作用；

③基于BIM技術(shù)的深化設(shè)計(jì)的應(yīng)用不僅僅是技術(shù)的創(chuàng)新，更是管理模式的創(chuàng)新；

④基于BIM技術(shù)的深化設(shè)計(jì)，可直觀展示復(fù)雜節(jié)點(diǎn)詳細(xì)信息，都為真實(shí)數(shù)據(jù)，方便技術(shù)交底，并為基于BIM技術(shù)的深化設(shè)計(jì)提供了很高的置信度。

5 結(jié)語

江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院共享性生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)基地服務(wù)配套用房項(xiàng)目BIM技術(shù)深化設(shè)計(jì)及應(yīng)用，通過管線綜合與碰撞檢查、施工模擬、工程造價輔助、安全文明施工優(yōu)化等流程的實(shí)施，大幅提升了工作效率，為建設(shè)工程項(xiàng)目管理提供了一種創(chuàng)新的技術(shù)管理模式，進(jìn)而提升項(xiàng)目部整體管理水平。

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