BIM技術在卷煙廠建設質量控制中的重要性

陸正卿 方維嵐 劉會杰

BIM技術在卷煙廠建設質量控制中的重要性

陸正卿 方維嵐 劉會杰

BIM技術是數(shù)字卷煙工廠信息化建設的重要組成部分。本文對某卷煙廠建設過程中對BIM技術應用的實踐進行分析，對BIM技術對卷煙廠建設過程質量控制的重要性進行了詳細的闡述。

一、項目簡介

項目總用地面積約55.39公頃（830.85畝），建設用地面積約42.98公頃（642畝）。場地中間被一條東西向的河道分成南北兩個地塊。北地塊（生產(chǎn)實驗區(qū)）用地面積約30.85公頃，南地塊（科技研發(fā)區(qū)）用地面積約12.13公頃。

本項目技術服務的主要目標是：利用BIM技術實現(xiàn)項目建設技術手段的創(chuàng)新，提高建設工程設計、施工質量，合理安排建設周期、控制建設成本、降低運營成本，全面提升項目建設過程中的總體質量。

二、BIM技術對施工圖設計過程質量控制的重要性

傳統(tǒng)的二維設計在工程建設行業(yè)中出現(xiàn)諸多問題：二維圖紙難以將各方意圖全面表達，設計中出現(xiàn)錯、漏、碰、缺導致施工中不斷出現(xiàn)返工、變更現(xiàn)象，導致質量、成本、進度不易控制；項目建成后資料分散，諸多施工信息丟失，不便于運營設施的管理。

1.BIM技術對施工圖設計過程的質量控制作用

（1）三維可視化

設計師利用Revit建筑、結構、設備系列設計軟件創(chuàng)建各專業(yè)的三維模型。涵蓋了全面的信息?？梢杂行У卦L問有關設計與幾何圖形、成本、進度信息，所有這些關鍵信息均可立即獲得，從而可以更快更有效地制定項目相關決策。

允許項目團隊在設計或文檔編制過程中隨時對項目做出更改，三維工程模型能自動關聯(lián)協(xié)調二維圖紙的不當表達和疏漏，省去了繁重、低價值的反復協(xié)調與人工檢查工作，提高檢查質量。這使項目團隊可將更多時間投入項目關鍵問題。

由三維模型能夠自動生成的平、立、剖、大樣、節(jié)點、統(tǒng)計表等所有視圖間都保持關聯(lián)關系，實現(xiàn)了“一處修改、處處更新”的關聯(lián)設計，避免了所有的人為錯誤，節(jié)約項目成本。

（2）管線綜合

在三維空間內(nèi)統(tǒng)籌安排各類管線的空間位置，綜合協(xié)調管線間以及與建筑、結構、設備間的矛盾，避免管線間及管線與臨近構件間相互產(chǎn)生干擾，解決管線在設計階段的平面走向、立體交叉時的矛盾，以及建設順序上產(chǎn)生的矛盾。

BIM模型只要對項目做出更改，由此產(chǎn)生的所有結果都會在整個項目中自動協(xié)調。創(chuàng)建關鍵項目交付件（例如可視化文檔和管理機構審批文檔）更加省時省力，因此可以更快更好地交付工作，信息模型提供的自動協(xié)調更改功能可以消除協(xié)調錯誤,提高工作整體質量

2.施工圖設計過程BIM技術實施內(nèi)容

本項目是建立在建筑信息模型的基礎上的建設咨詢服務項目，實施內(nèi)容主要包括BIM模型設計服務、設計驗證服務、三維管線綜合設計服務、輔助施工組織管理服務、展示素材制作和技術培訓服務等七大服務。

3.施工圖設計過程BIM技術實施方式

（1）BIM模型設計服務

BIM模型設計服務包括根據(jù)施工圖設計圖紙建立的初始模型，設計檢查及施工配合優(yōu)化模型、最終竣工模型。

BIM模型設計包含實施范圍內(nèi)各子項的各個相關專業(yè)，具體包括：

建筑結構：樁基、墻體、屋面、門窗和系統(tǒng)支架的三維模型；

給排水、暖通：管路、附件、配件和管路保護層的三維模型；

電氣及智能與信息、自控和消防自控系統(tǒng)： 管線、附件、配件和托架的三維模型。

公用設備：相關通用設備的基礎模型及設備參數(shù)定義。

（2）設計驗證服務

設計驗證服務主要是依據(jù)二維圖紙數(shù)據(jù)創(chuàng)建的BIM初始模型，對各專業(yè)圖紙數(shù)據(jù)的準確性進行驗證，同時對專業(yè)間和專業(yè)內(nèi)的沖突干涉問題進行檢測分析。

圖1　碰撞檢測示例

碰撞檢查包括以下三個方面：專業(yè)內(nèi)部碰撞檢測分析；專業(yè)間的碰撞檢測分析；設計變更后的碰撞檢測分析。

專業(yè)內(nèi)部碰撞檢測分析：依據(jù)經(jīng)業(yè)主方確認的各專業(yè)設計圖紙，對項目范圍內(nèi)各子項的公用專業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)主干管道之間進行自檢碰撞檢測分析，并提供檢查分析設計模型和各專業(yè)碰撞分析報告。

專業(yè)間的碰撞檢測分析：依據(jù)經(jīng)業(yè)主方確認的管線綜合專業(yè)設計圖紙，對項目范圍內(nèi)各子項公用專業(yè)之間的系統(tǒng)主干管道進行碰撞檢測分析，公用專業(yè)系統(tǒng)主干管道與建筑、結構專業(yè)進行碰撞檢測分析，并提供檢查分析設計模型和相關碰撞檢測分析報告。

設計變更碰撞檢測分析：在變更前期對變更方案可能對其他專業(yè)造成的影響，以及影響的范圍進行分析,驗證變更方案的可行性。變更方案確定后依據(jù)經(jīng)業(yè)主方確認的專業(yè)設計變更圖紙及管線綜合設計變更圖紙，修改設計變更范圍內(nèi)的專業(yè)模型，對設計變更范圍內(nèi)的公用專業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)主干管道之間進行碰撞檢測分析，公用專業(yè)之間的系統(tǒng)主干管道進行碰撞檢測分析，公用專業(yè)系統(tǒng)主干管道與建筑、結構專業(yè)進行碰撞檢測分析，并提供檢查分析設計模型和相關碰撞檢測分析報告。

（3）三維管線綜合設計服務

①三維綜合管線設計

在BIM初始模型的基礎上對公用專業(yè)（機電）主干管路進行綜合管線設計和綜合吊支架布置設計，在施工之前與專業(yè)組協(xié)調確定各主干管線的空間位置數(shù)據(jù)。

圖2　三維綜合管線設計示例

②預留洞口、預埋套管與綜合管線布置方案的驗證優(yōu)化

實施內(nèi)容：根據(jù)已確定的綜合管線模型對建筑結構預留洞口、預埋套管位置進行驗證，提前確定預留洞口、預埋套管的位置數(shù)據(jù)，減少施工返工。

③綜合管線深化設計（專業(yè)設備、分支管路、地下車庫、重點區(qū)域或動力機房）

實施內(nèi)容：在設備采購招標、室內(nèi)裝修深化設計方案確定后，對動力機房內(nèi)的專業(yè)設備進行模型深化設計，明確各設備管路接口位置數(shù)據(jù)，對與設備連接的主干、分支管路進行綜合管線深化設計，同時依據(jù)室內(nèi)裝修深化設計方案對綜合管線設計方案進行調整、優(yōu)化。

圖3　三維綜合管線深化設計示例

三、BIM技術對施工過程質量控制的重要性

BIM技術為項目建設過程提供直觀的溝通輔助工具，利用基于三維模型的直觀模擬進行討論、溝通、協(xié)調，在工程規(guī)劃階段就對整個項目的各個細節(jié)進行檢驗、評估，促使一些非常細小的細節(jié)在施工之前就容易協(xié)調一致，減少因多方書面或語言表達誤解產(chǎn)生的歧義與扯皮現(xiàn)象，從而為項目建設順利實施提供強大的溝通輔助。

1.BIM技術對施工過程的質量控制作用

（1）施工指導

由BIM模型創(chuàng)建的施工圖，配以重點部位的三維詳圖，三維設備安裝圖等，對項目施工、特別是設備安裝過程將起到重要的指導作用。

可以同步提供有關建筑質量、進度以及成本的信息。施工人員可以促進建筑的量化，以進行評估和工程估價，并生成最新評估與施工規(guī)劃。計劃產(chǎn)出結果或實際產(chǎn)出結果易于分析和理解，并且施工人員可以迅速為業(yè)主制定展示場地使用情況或更新調整情況的規(guī)劃，從而和業(yè)主進行溝通，將施工過程對業(yè)主的運營和人員的影響降到最低。還能提高文檔質量，改善施工規(guī)劃，從而節(jié)省施工中在過程與管理問題上投入的時間與資金。

（2）施工模擬

各專業(yè)的BIM模型，可以在Navisworks中做4D施工模擬，在施工前結合施工進度計劃表先行體驗項目實施工程，作為后期的施工進度管理和施工現(xiàn)場管理的重要參考。

通過建造模擬服務輔助工程項目管理和施工建造，增進項目各方溝通效率，合理安排施工周期，提高施工質量，節(jié)省建設投資。

2.施工過程BIM技術實施方式

在項目施工管理過程更好的應用BIM技術，提升施工項目的組織管理水平，針對BIM現(xiàn)場施工應用需求，我院自主開發(fā)了基于BIM技術的EEP 可視化項目管理系統(tǒng)、EEP三維綜合交付系統(tǒng)（PC版、移動版）

（1）項目模型管理

實現(xiàn)對本項目三維信息模型的組織、管理、版本控制、模型工作包拆分以及模型的選擇、平移、縮放、漫游等功能，同時為進度模擬和工序模擬提供基礎數(shù)據(jù)。

（2）可視化標段劃分

根據(jù)業(yè)主標段劃分的總體思路，協(xié)助項目經(jīng)理將標段與設計模型相關聯(lián)，可以隨時查看每個標段下關聯(lián)的模型信息，避免工程內(nèi)容的重疊與遺漏。

（3）施工進度模擬

針對階段性施工分解計劃，在可視化項目管理平臺中按施工任務時間先后順序，在施工實施前，進行更細粒度施工過程模擬，及時發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的問題，制定相應的解決或規(guī)避辦法，從而更好地開展施工前預防和施工中指導工作，不僅有效掌控施工進度，同時也能夠減少工程變更，提高工程的整體質量。

（4）關鍵節(jié)點工序模擬

關鍵節(jié)點工序模擬是施工工序與設計模型的三維可視化集成。根據(jù)工序的拆分與BIM模型的關聯(lián)，逼真地模擬現(xiàn)實施工中的工序場景，輔助相關人員驗證當前施工工序方案是否合理，并進行調整優(yōu)化，避免因施工順序錯誤導致的重復勞動、材料浪費、延期等。

四、結語

現(xiàn)代化、工業(yè)化、信息化是我國建筑業(yè)發(fā)展的三個方向，BIM技術將成為中國建筑業(yè)信息化未來十年的主旋律。住建部編制的建筑業(yè)“十二五”規(guī)劃明確提出要推進BIM協(xié)同工作等技術應用，普及可視化、參數(shù)化、三維模型設計，以提高設計水平，降低工程投資，實現(xiàn)從設計、采購、建造、投產(chǎn)到運行的全過程集成運用。本項目的實施正是基于BIM技術展開，是符合國家政策要求的新技術的應用，有利于推動建筑工業(yè)化和提高行業(yè)信息化的水平。

（作者單位：陸正卿，方維嵐，上海煙草集團有限責任公司；劉會杰，機械工業(yè)第六設計研究院有限公司）