BIM技術(shù)在天津鐵建大廈二期工程中的應(yīng)用

張 亮 柴小雨

（中國(guó)鐵建大橋工程局集團(tuán)有限公司，天津 300300）

BIM的英文全拼為Building Information Modeling，即建筑信息模型的簡(jiǎn)稱。BIM技術(shù)可以理解為是首先建立好完整的建筑信息化模型，進(jìn)而針對(duì)工程項(xiàng)目的建筑全生命周期的全過程的科學(xué)化和現(xiàn)代化管理與優(yōu)化的方法與技術(shù)[1]。

天津鐵建大廈二期工程科技研發(fā)中心項(xiàng)目是中國(guó)鐵建大橋局“三個(gè)基地”建設(shè)中的標(biāo)志性工程，具有施工工期短、質(zhì)量要求高、技術(shù)難點(diǎn)多和環(huán)保要求高等特點(diǎn)。單純的二維平面設(shè)計(jì)手段不能完美地完成項(xiàng)目的建造任務(wù)，通過BIM技術(shù)這一手段，利用Revit 2016等軟件進(jìn)行三維參數(shù)化建模，將三維BIM模型與二維CAD圖紙進(jìn)行圖紙審核和水電暖設(shè)備模型碰撞檢查等，為項(xiàng)目實(shí)施提供了精確的數(shù)據(jù)模型，以期解決基于BIM技術(shù)的建筑施工過程精細(xì)化管理、機(jī)電給排水暖通工程方案優(yōu)化和施工流程標(biāo)準(zhǔn)化中的關(guān)鍵問題。

1 工程概況

天津鐵建大廈二期工程科技研發(fā)中心位于天津市空港經(jīng)濟(jì)區(qū) （如圖1所示） ，具體位置在興航路以東，中環(huán)西路以西，西三道以南，地上部分包括A座辦公 （8層） 、B座倒班宿舍 （9層） 及多層裙房 （2層） ，地下部分包括2層的汽車庫、人防及設(shè)備用房設(shè)施。該項(xiàng)工程由中國(guó)鐵建大橋工程局集團(tuán)有限公司承建，新建地上建筑面積28 879.97 m2，A座建筑面積11 569.04 m2，B座建筑面積9 228.77 m2，多層裙房建筑面積8 082.16 m2，新建地下建筑面積14 901.19 m2，總建筑基底面積為7 535.85 m2。建成后的天津鐵建大廈二期工程將與在用的天津鐵建大廈辦公樓合為一體，形成一個(gè)環(huán)境優(yōu)美、功能齊全的綜合型基地，將進(jìn)一步改善員工工作、學(xué)習(xí)、科研、生活、文體、健身等人文環(huán)境，利于引進(jìn)培育精英人才，提供發(fā)展平臺(tái)，創(chuàng)新管理機(jī)制，進(jìn)一步加快實(shí)現(xiàn)企業(yè)跨越發(fā)展領(lǐng)先發(fā)展的步伐。

圖1 天津鐵建大廈一期（左）與二期（右） 效果圖

在充分研究建筑施工及安裝工程需求的基礎(chǔ)上，結(jié)合天津鐵建大廈二期工程科技研發(fā)中心項(xiàng)目，進(jìn)一步研究了BIM技術(shù)在建筑及安裝工程中的應(yīng)用，包括主體模型建立、碰撞檢查、凈高分析和管線綜合等。以期解決基于BIM技術(shù)的建筑施工過程精細(xì)化管理、機(jī)電給排水暖通工程方案優(yōu)化和施工過程模式化的重要科學(xué)和技術(shù)問題[2]。BIM技術(shù)實(shí)施組織策劃如圖2所示。

圖2 本項(xiàng)目的BIM技術(shù)組織策劃路徑

2 BIM技術(shù)在項(xiàng)目中的具體應(yīng)用

2.1 建立BIM模型

在對(duì)天津鐵建大廈二期工程科技研發(fā)中心項(xiàng)目進(jìn)行BIM建模時(shí)，前提是建成實(shí)用的參數(shù)化構(gòu)件族庫。由于本項(xiàng)目中，有很多同樣的構(gòu)件類型或者是參數(shù)類別，主要緣于兩個(gè)方面的考量，一是注意到因?yàn)樵O(shè)計(jì)圖紙變化或者項(xiàng)目自身改變，而使得天津鐵建大廈二期工程科技研發(fā)中心項(xiàng)目模型的改變，二是也要重視進(jìn)度和成本等的控制[3-4]。在整個(gè)模型建立過程中，天津鐵建大廈二期工程科技研發(fā)中心項(xiàng)目首先進(jìn)行參數(shù)化的BIM建模，構(gòu)件屬于本項(xiàng)目的構(gòu)件族庫。

在BIM技術(shù)運(yùn)用時(shí)，根據(jù)天津鐵建大廈二期工程科技研發(fā)中心項(xiàng)目的自身特點(diǎn)，首先，規(guī)定好模式化的族庫，對(duì)于常見參數(shù)進(jìn)行了具體規(guī)定和假定，此外，也根據(jù)本項(xiàng)目自身的特點(diǎn)建立了專屬專項(xiàng)族庫。在本項(xiàng)目中應(yīng)用參數(shù)化族庫，這樣便可以根據(jù)需求直接得到所需的組庫數(shù)據(jù)，從而提升了工作效率。本項(xiàng)工作的建立在天津鐵建大廈二期工程科技研發(fā)中心項(xiàng)目中發(fā)揮了很好的作用。天津鐵建大廈二期工程科技研發(fā)中心項(xiàng)目應(yīng)用的軟件是美國(guó)歐特克公司的Revit2016版本軟件，總結(jié)以往的經(jīng)驗(yàn)，BIM模型的建立按照下述的順序進(jìn)行： （1） 識(shí)圖。即對(duì)原有的CAD施工圖紙進(jìn)行整體上和局部上的把控； （2） 掌握BIM建模標(biāo)準(zhǔn)，即詳細(xì)了解目前國(guó)家地方各級(jí)BIM建模標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)、施工等建筑全生命周期內(nèi)的規(guī)范、規(guī)程或標(biāo)準(zhǔn)； （3） 建模。即將原有的二維CAD工程圖紙文件導(dǎo)入到Revit 2016軟件中，從而根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)定繪制出三維的BIM模型。天津鐵建大廈二期工程科技研發(fā)中心項(xiàng)目中建立的參數(shù)化模型如圖3～4所示。

圖3 地上部分建筑專業(yè)模型

圖4 地下一層機(jī)電專業(yè)模型

2.2 BIM圖紙審核

在天津鐵建大廈二期工程科技研發(fā)中心項(xiàng)目主體模型的創(chuàng)建過程中，首先對(duì)圖紙進(jìn)行審核，形成問題報(bào)告，以便施工前進(jìn)行協(xié)商及設(shè)計(jì)修改，避免施工過程中的變更返工問題出現(xiàn)，減少后續(xù)施工中的錯(cuò)誤。最終，根據(jù)存在問題程度劃分為三個(gè)級(jí)別，分別是重要問題、次要問題和一般問題，查找出主題模型重要問題6項(xiàng)、次要問題12項(xiàng)、一般問題27項(xiàng)，有利于加快施工進(jìn)度，縮短施工工期。如：梁Lb5沒有尺寸標(biāo)準(zhǔn)、無板厚標(biāo)注、9#樓梯建筑與結(jié)構(gòu)圖中在第一跑樓梯位置不符 （如圖5所示） 、梁與窗位置碰撞、屋頂結(jié)構(gòu)板與梁標(biāo)高不符導(dǎo)致結(jié)構(gòu)梁懸空等圖紙問題。

圖5 圖紙糾偏示意圖

2.3 碰撞檢查和警告分析

利用revit 2016軟件所建立的全專業(yè)BIM模型進(jìn)行碰撞檢查[5]，可清楚發(fā)現(xiàn)天津鐵建大廈二期工程科技研發(fā)中心項(xiàng)目施工過程中的構(gòu)件互相碰撞和沖突問題，BIM調(diào)模工程師通過局部調(diào)整、深化設(shè)計(jì)，對(duì)出現(xiàn)碰撞和沖突的構(gòu)件做出相應(yīng)優(yōu)化調(diào)整，通過這項(xiàng)工作，能夠更好地指導(dǎo)施工，最大限度地減少因返工造成的成本支出，同時(shí)，利于顯著減少設(shè)計(jì)變更，大大提高施工現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)效率，初步統(tǒng)計(jì)可減少設(shè)計(jì)變更70%，提高施工現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)效率30%。碰撞檢查報(bào)告見圖6。

圖6 地下二層機(jī)電與機(jī)電專業(yè)碰撞檢查報(bào)告

3 結(jié)語

文章介紹了BIM技術(shù)在天津鐵建大廈二期工程科技研發(fā)中心項(xiàng)目的應(yīng)用，解決基于BIM技術(shù)的建筑施工過程精細(xì)化管理、機(jī)電給排水暖通工程方案優(yōu)化和施工流程標(biāo)準(zhǔn)化中的關(guān)鍵問題，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用對(duì)各專業(yè)管線進(jìn)行整合，借助其3D可視化技術(shù)，從管線走向、排布、碰撞點(diǎn)處理，在相應(yīng)樣板區(qū)域施工中均得到修正，為大面積安裝施工鋪平道路。