基于BIM技術(shù)的大體量項目安裝工程施工精細(xì)化管理

文／康凱峰 江蘇省建筑工程集團(tuán)第二工程有限公司 江蘇蘇州 215131

引言：

本本文針對蘇州陽澄湖景區(qū)配套酒店項目中廣泛運用的BIM技術(shù)，綜合考量其于建筑安裝工程實際施工階段的運用點及合理性，分析酒店項目安裝工程精細(xì)化管理中BIM技術(shù)運用的側(cè)重點，總結(jié)出BIM技術(shù)目前于酒店項目應(yīng)用過程的效益體現(xiàn)及提高建筑安裝行業(yè)的生產(chǎn)效率的有效措施。

1、工程概況

蘇州陽澄湖景區(qū)配套酒店項目（如圖1）由蘇州環(huán)秀湖旅游發(fā)展有限公司開發(fā)，中衡設(shè)計集團(tuán)股份有限公司設(shè)計，蘇州市相城建設(shè)監(jiān)理有限公司監(jiān)理，江蘇省建筑工程集團(tuán)第二工程有限公司承建，蘇州永正造價師事務(wù)所有限公司、北京長青升工程設(shè)計咨詢有限責(zé)任公司江蘇分公司、蘇州新天平工程咨詢有限公司提供咨詢服務(wù)。項目地處蘇州市相城區(qū)太東路以南，相融路以西；項目由主（塔）樓、輔樓、裙房、地庫及附建地下人防工程組成。項目占地面積164832平方米，總建筑面積308706.84平方米，其中地上197730平方米，地下108178平方米。本項目以主題鮮明、設(shè)施先進(jìn)、功能兼容、美觀大氣為宗旨，以相城夢，筑中國夢為設(shè)計理念，是具有現(xiàn)代江南文化特點、集旅游接待、會議功能一體的高標(biāo)準(zhǔn)酒店。本項目是典型大體量建筑。

圖1 陽澄湖景區(qū)配套酒店效果圖

2、BIM技術(shù)

2.1 BIM技術(shù)簡介

Autodesk Revit MEP軟件是一款綜合考量工程師的思維方式并結(jié)合現(xiàn)場實際需求工作的面向安裝工程的智能設(shè)計制圖工具。使用Revit技術(shù)和建筑信息模型（BIM），可以在最大程度上減少各專業(yè)設(shè)計團(tuán)隊之間的協(xié)調(diào)誤差。此外，它還能輔助工程師進(jìn)行決策參考優(yōu)化和建筑性能分析，促進(jìn)項目的可持續(xù)性發(fā)展。同時可與由Revit Architecture軟件及Revit Structure軟件建立的土建信息模型進(jìn)行鏈接協(xié)作，實現(xiàn)三方實時聯(lián)動調(diào)整，確保數(shù)據(jù)對接的時效性與準(zhǔn)確性[1]。

Autodesk Navisworks Manage軟件輔助設(shè)計和施工管理專業(yè)人員全方面審閱解決方案，保證項目順利進(jìn)行。Navisworks Manage將精確的錯誤查找和沖突管理功能與動態(tài)的四維項目進(jìn)度仿真和照片級可視化功能完美結(jié)合[2]。

綜合利用Autodesk Revit MEP軟件及Navisworks Mange軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)、建筑、給排水、電氣及暖通等專業(yè)碰撞檢測，通過對碰撞的定義檢測管線綜合布置效果，并在模型內(nèi)根據(jù)軟件生成的碰撞檢測報告進(jìn)行二次優(yōu)化，進(jìn)而實現(xiàn)機(jī)電管線的協(xié)調(diào)布置，減少施工現(xiàn)場返工、責(zé)任推諉、無效協(xié)調(diào)等情況的發(fā)生。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)化信息模型

本項目中通過LOD500精度模型的搭建及后續(xù)調(diào)整，實現(xiàn)了和施工現(xiàn)場實際建筑主體及機(jī)電管線的1:1仿真。施工人員可通過模型內(nèi)相關(guān)部件信息（圖2）了解現(xiàn)場施工過程中需提前準(zhǔn)備的相關(guān)工器具，減少了相關(guān)人員翻閱圖紙的工作，節(jié)約了勞動時間，提升了施工效率；同時，高精度的模型也為各施工區(qū)域的驗收提供了夯實的基礎(chǔ)條件，為現(xiàn)場核查提供了便利。

圖2 部件信息

2.3 可視化技術(shù)交底

面對傳統(tǒng)技術(shù)交底文本，因施工人員文化程度較低的客觀情況，導(dǎo)致存在大量囫圇吞棗，不甚了解的現(xiàn)象，相關(guān)技術(shù)要點無法高效準(zhǔn)確地傳送至工地第一線。這是目前施工質(zhì)量隱患，事故多發(fā)的重要原因。BIM技術(shù)為此給出了相應(yīng)解決方案（圖3）。BIM模型的可視化性有助于施工人員直觀地理解技術(shù)交底內(nèi)容，動態(tài)化了解施工流程，做到所見即所得。

圖3 可視化技術(shù)交底

2.4 重難點管線區(qū)域出圖

針對全專業(yè)建模的BIM模型可以導(dǎo)出平立剖面圖紙（圖4-圖5），其相較于單一專業(yè)出具的平立剖面圖紙，具有專業(yè)全面，管線布置貼合現(xiàn)場實際，易于落地等特點。針對重難點區(qū)域集中出圖，可以有效輔助現(xiàn)場施工，減少因溝通失誤導(dǎo)致的返工窩工現(xiàn)象。

圖4 地下室出具三維圖紙

圖5 重難點區(qū)域出具剖面圖

3、精細(xì)化管理

3.1 管理難點

（1）本項目按建筑用途主要分為五個功能區(qū)域：商業(yè)+餐飲+酒店+會議+車庫。除5層以上部分屬于酒店標(biāo)準(zhǔn)層，其內(nèi)機(jī)電管線相對簡單外，其余各功能區(qū)域機(jī)電管線均較為復(fù)雜，其中裙房位置作為多功能綜合體，其內(nèi)走廊區(qū)域存在大量順向密集管線，形成室內(nèi)管廊，且因為吊頂造型多樣化，凈高需求較高[3]，機(jī)電管線排布空間有限。綜上所述，安裝工程布設(shè)空間有限且管路系統(tǒng)繁多，安裝工程依據(jù)原設(shè)計圖紙無法滿足實際需求，故深化設(shè)計階段的管線綜合布置顯得尤為重要。

（2）本項目設(shè)計階段由于周期較為有限，設(shè)計內(nèi)容不完善，規(guī)范應(yīng)用不恰當(dāng)，設(shè)計對施工的可能性考慮不周，施工圖紙供應(yīng)不及時、不配套等客觀因素，導(dǎo)致項目起始階段存在較大問題[4]。施工階段的工作由于前期設(shè)計問題的暴露逐步陷入停滯狀態(tài)。安裝工程由于上述客觀因素的存在，并且在機(jī)電管線施工過程中為滿足業(yè)主需求新增大量變更導(dǎo)致現(xiàn)場實際較為混亂。

3.2 BIM精細(xì)化應(yīng)用

（1）二維圖紙參數(shù)模型化

將設(shè)計院提供的二維平面施工圖轉(zhuǎn)換為三維實體模型，與模型內(nèi)結(jié)合施工實際需求綜合布置安裝工程各專業(yè)管線，將各管路上的管件、部件等均以1:1比例進(jìn)行參數(shù)化建模，全面地展示施工現(xiàn)場各管路走向的全貌[5]。

本項目BIM主要工作界面為協(xié)同管理及參數(shù)化輔助，初期結(jié)合設(shè)計單位、建設(shè)單位、施工單位、物業(yè)單位等多方面資源構(gòu)建數(shù)據(jù)信息庫。以設(shè)計藍(lán)圖為主要基礎(chǔ)，綜合考量施工需求、建設(shè)實際、后期運維等因素對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行資料收集，整理分類，進(jìn)而實現(xiàn)BIM的全生命周期運維。本項目多方協(xié)作模式如下圖6所示：

圖6 多方協(xié)作模式

此模式下的BIM技術(shù)應(yīng)用極大程度上規(guī)避了各單位因數(shù)據(jù)對接問題而導(dǎo)致的大量無效工作，減少了現(xiàn)場返工情況，并在各單位之間通過參數(shù)化的BIM模型搭建了工作橋梁進(jìn)而提高了工作效率及工程效益。參數(shù)化BIM模型如下圖7所示：

圖7 參數(shù)化BIM模型

（2）管線綜合檢測調(diào)整模型

Autodesk Revit MEP軟件是一款按工程師的思維方式工作的智能設(shè)計制圖工具。使用Revit技術(shù)和建筑信息模型（BIM），可以最大限度地減少建筑設(shè)備專業(yè)設(shè)計團(tuán)隊之間的協(xié)調(diào)錯誤。此外，它還能為工程師提供更佳的決策參考和建筑性能分析，促進(jìn)可持續(xù)性設(shè)計。同時可與由Revit Architecture軟件或Revit Structure軟件建立的模型進(jìn)行無縫協(xié)作，實現(xiàn)變更三方聯(lián)動，確保數(shù)據(jù)對接的時效性與準(zhǔn)確性[6]。

Autodesk Navisworks Manage軟件輔助設(shè)計和施工管理專業(yè)人員全方面審閱解決方案，保證項目順利進(jìn)行。Navisworks Manage將精確的錯誤查找和沖突管理功能與動態(tài)的四維項目進(jìn)度仿真和照片級可視化功能完美結(jié)合[7]。

綜合利用Autodesk Revit MEP軟件及Navisworks Mange軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)、建筑、給排水、電氣及暖通等專業(yè)碰撞檢測，通過對碰撞的定義檢測管線綜合布置效果，并在模型內(nèi)根據(jù)軟件生成的碰撞檢測報告進(jìn)行二次優(yōu)化，進(jìn)而實現(xiàn)機(jī)電管線的協(xié)調(diào)布置，減少施工現(xiàn)場返工、責(zé)任推諉、無效協(xié)調(diào)等情況的發(fā)生。

如下圖8和圖9所示，按設(shè)計圖紙搭建好的初步模型，對局部區(qū)域運行碰撞檢測，碰撞點位共計554個，在進(jìn)行初步管道綜合優(yōu)化后點位減少至154個，極大地減少了管線沖突情況，提升了現(xiàn)場實際工作效率，為建設(shè)方及施工方創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

圖8 初步模型局部區(qū)域碰撞沖突報告（共計554個點位）

圖9 初步管綜后模型局部區(qū)域碰撞沖突報告（減少至154個點位）

建筑信息模型的搭建及后續(xù)綜合深化的主要意義在于預(yù)先模擬施工現(xiàn)場管路布置。在模型內(nèi)容無缺漏且無碰撞的大前提下，在有限空間內(nèi)綜合考慮管路本身及其周圍所需空間（包括但不限于保溫，支吊架，管件等所占空間），兼顧管線布局的美觀與合理性需求，進(jìn)而減少施工過程返工現(xiàn)象的出現(xiàn)。

4、BIM效益分析

經(jīng)過模型綜合深化及可視化技術(shù)交底出圖，本項目與傳統(tǒng)方式相比，海量數(shù)據(jù)統(tǒng)籌兼顧、管理條線協(xié)同高效，管控風(fēng)險大幅降低。本項目關(guān)于進(jìn)度、預(yù)算、資源、施工組織等關(guān)鍵信息的交流需求降低50%，人力物力投入降低30%，返工率降低1.5%，綜合效益提升5‰。

結(jié)語：

本項目通過BIM 進(jìn)行精細(xì)化管理，歸納總結(jié)實施過程中的經(jīng)驗教訓(xùn)，形成一套行之有效的工程施工 BIM 應(yīng)用整體實施方案[8]，充分地將 BIM 技術(shù)與工程施工緊密結(jié)合，實現(xiàn)工程效率最優(yōu)化，工程風(fēng)險最低化，具有廣泛的應(yīng)用價值和廣闊前景。