陳華 王鵬凱 鄧朗妮 郭亮 廖羚 黃裕勇

摘 要：針對BIM技術在建筑施工應用中，建筑信息不全面的問題，應用數(shù)據(jù)庫編輯軟件Access對建筑信息數(shù)據(jù)庫進行修改，以此對Revit模型信息進行修改，彌補Revit模型中相關施工信息的缺失，使施工人員通過Naviswork能夠更方便的查看；同時，通過施工現(xiàn)場收集的施工信息指導數(shù)據(jù)庫編輯，實現(xiàn)施工信息由設計到施工，再由施工到設計的良性循環(huán)，實現(xiàn)BIM技術對建筑施工更好的指導.

關鍵詞：BIM；Revit；Naviswork；Access；數(shù)據(jù)庫；建筑施工

中圖分類號：TU17 文獻標志碼：A

0 引言

BIM這一概念，從最初的Building Information Model（建筑信息模型），其作為一種靜態(tài)的供人參照施工的三維模型，到現(xiàn)在的Building Information Model+Building Information Modeling（建筑信息模型應用）+Building Information Management（建筑信息管理），實現(xiàn)了建筑從設計到施工再到管理的全過程應用.BIM誕生初始，本質(zhì)就是作為建設各方實現(xiàn)信息交流的平臺.BIM以數(shù)字化信息模型為基礎，完成了建筑從設計、建設到運維管理的全生命周期過程，為建設各方提供了集成化、智能化、數(shù)字化的管理信息平臺，其應用的核心價值就是為建筑工程提供最新、最準確、最完整的建筑信息[1].

對于 BIM 技術的研究，國外的一些學者做出了卓越的貢獻，如開發(fā)基于BIM 技術的 WISPER（ Web-based IFC Share Project Environment） 平臺的英國索爾福德大學的 Faraj 等，通過對IFC 文件的研究在數(shù)據(jù)庫中實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的存儲、工程的概預算、顯示等功能.關于BIM 技術的研究我國起步較晚，并且很少有以 BIM 數(shù)據(jù)庫為平臺的研究.清華大學的張建平等通過基于 IFC 標準和工程信息模型的建筑施工4D 管理系統(tǒng)開發(fā)，實現(xiàn)了三維建筑信息模型與施工過程的結合； 北京航空航天大學的刁波等與中國建筑科學研究院合作，通過對 PKPM 和BIM模型之間數(shù)據(jù)交換的研究，解決了PKPM與IFC文件之間的模型轉換問題[2-5].

本文通過數(shù)據(jù)庫直接對Revit模型屬性信息進行添加，避免了對Revit模型IFC文件的接觸，節(jié)約屬性信息修改過程中的中間步驟，為需要對Revit模型信息進行修改的小型工程提供了一種簡單有效的途徑.

1 基于BIM模型的數(shù)據(jù)集成管理

1.1 基于數(shù)據(jù)庫的信息集成方案總體架構

對于建筑從業(yè)人員來說，關于BIM的組成，最重要的是信息，在建筑行業(yè)里，信息就意味著建筑.從設計起步階段到運維管理階段，提前預知建筑將會遇到的各種問題，可以避免工程中將會遇到的各種困難.但是，由于建筑各環(huán)節(jié)的脫節(jié)、平法繪圖中的不可見性以及機電各專業(yè)間溝通不及時，易造成施工過程中產(chǎn)生眾多變更、返工，造成施工的浪費.BIM技術的出現(xiàn)，使得設計實現(xiàn)了由二維抽象到三維具象的蛻變，建筑模型直觀地展現(xiàn)在建筑人員眼前，在設計初期就避免了眾多變更的發(fā)生.

建筑信息集成的總體架構依托BIM模型，通過建筑信息在設計方、業(yè)主方、施工方之間的流轉，不斷完善建筑工程信息，建筑施工過程更加清晰，減少設計變更，減少材料浪費，增加施工效率.

如圖1所示，信息集成的總體架構主要由3個部分組成：一是由業(yè)主方掌握、三方共同維護、供三方查看的信息集成系統(tǒng)；二是由設計人員掌握并承擔數(shù)據(jù)庫編輯、管理職能的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；三是由施工現(xiàn)場人員掌握，集應用、建筑信息收集于一體的信息應用與收集系統(tǒng).整體構架圍繞著數(shù)據(jù)庫的構筑搭建，數(shù)據(jù)庫的建立和維護主要交托于設計方手中，但是除設計初始階段，數(shù)據(jù)庫的修改信息幾乎都要通過業(yè)主方和施工方的收集獲得.同樣，對于掌握有信息集成系統(tǒng)以及信息應用、收集系統(tǒng)的業(yè)主方和施工方來說，他們的存在與工作已然不是單純的個體行為.BIM技術的出現(xiàn)將建筑工程中原本分裂的三方變成了一個整體.三方聯(lián)系更加緊密，建筑職責更加明確，大大減少了建筑工程過程中對于建筑責任互相推諉的發(fā)生.

1.2 BIM模型施工應用的數(shù)據(jù)庫研究

數(shù)據(jù)庫，相當于電子化的文件柜，可視為電子文件的存儲站，用戶可以根據(jù)自身需求對文件柜中的電子文檔進行新增、截取、更新、刪除等操作.同時，數(shù)據(jù)庫的建立可以為多個用戶所共享，并盡可能以減小冗余度的方式將數(shù)據(jù)儲存在一起，形成與應用程序彼此獨立的數(shù)據(jù)集合.

BIM模型本質(zhì)就是建筑信息的集成.集合了一個建筑工程的BIM模型，就可以看成這個工程的數(shù)據(jù)庫.然而，由于各項工程的相異性，BIM模型不能滿足所有工程的要求.尤其在國內(nèi)，即使在BIM技術蓬勃發(fā)展、市場上關于BIM的設計軟件多達130多種的今天，BIM技術的應用仍然存在許多不足，尤其在數(shù)據(jù)庫研究與應用方面[6-10].通常，BIM模型在建造過程中，依賴于設計軟件自帶的基礎模型數(shù)據(jù)庫，如Revit的族庫以及MagiCAD的產(chǎn)品構件庫，而這些數(shù)據(jù)庫中的模型存在數(shù)量少、信息不完整、真實的建筑產(chǎn)品屬性信息以及建筑施工相關規(guī)范的表達缺失、國外軟件中相關產(chǎn)品與我國的標準要求存在很大出入等缺陷，這就使得設計和施工人員需要花費大量的時間和精力去對照我國標準去修改模型，完善模型相關屬性[11].為提高工作效率希望通過應用Revit外部數(shù)據(jù)庫編輯工具Access將相關規(guī)范添加到數(shù)據(jù)庫中，完成對Revit數(shù)據(jù)庫的編輯，然后將相關修改信息通過Access重新導入到Revit模型中，實現(xiàn)Revit模型信息與相關施工規(guī)范的對接，使得施工人員在應用Navisworks查看模型時能夠根據(jù)更加全面的規(guī)范信息進行施工，方便施工的進行[12]，并通過施工單位在應用過程中將相關施工問題、施工修改意見、施工人員信息等的導入，完善工程信息的數(shù)據(jù)庫，保證建筑信息的正確、完整性.

對于建筑行業(yè)數(shù)據(jù)庫管理建設的整體流程，數(shù)據(jù)庫的管理完善只是其中一個部分，更重要的是施工方對于現(xiàn)場施工信息的收集和整理.在對大量工程實例進行分析后發(fā)現(xiàn)，工程進行順利與否，主要取決于施工過程中各單位甚至個體的溝通，而溝通能否順利進行直接取決于信息是否對等.良好的信息交流渠道能夠保證信息在其中順利的流通，使每個個體能夠清楚自己的職責，順利完成本職工作，是保證工程順利進行的關鍵.施工現(xiàn)場提供信息的準確性以及及時性，更直接關系到?jīng)Q策人員對施工管理工作的把控以及數(shù)據(jù)庫的整體健康運行.

針對BIM在應用過程中的不足，以數(shù)據(jù)庫彌補數(shù)據(jù)信息的缺失，可以保證建筑信息對于各參建方相對完備，保證信息溝通渠道的暢通.

2 數(shù)據(jù)庫應用于機電模型的相關研究

對于建筑施工來說，建筑各方可以從已有的BIM模型中查詢到模型的相關信息，并根據(jù)這些信息對建筑工程加以管理和掌控.本文以機電安裝為例，分析機電安裝過程中，如何將相關規(guī)范添加至BIM模型中.

2.1 機電模型存在的問題研究

機電安裝作為建筑施工過程中一個相對復雜的施工過程，主要包括電氣工程、消防工程、暖通工程、給排水工程等.由于機電設計過程中，設計人員獲得的建筑信息有限，加上機電安裝系統(tǒng)同時涉及幾大專業(yè)，多種管線通常被設計人員在水平排布上按功能分區(qū)安放在同一位置，這就造成在施工階段，機電施工人員須重新設計各專業(yè)管線標高，既浪費時間也容易造成管線碰撞、凈高不足.而BIM技術的虛擬建設，以三維模型為依托，將包括電氣、消防、通風空調(diào)、給排水在內(nèi)的機電工程的三維模型擬合進BIM模型中，通過相關軟件對模型進行漫游、碰撞檢查等，發(fā)現(xiàn)此前設計圖紙中被忽略的由于管線排布重復而影響建筑使用功能的問題，對管線進行優(yōu)化處理[13].然而，BIM模型雖然能很好地發(fā)現(xiàn)并解決管線碰撞、凈高等給施工帶來的困擾，但BIM模型的實際應用存在建筑信息相對匱乏、無法通過模型得到更多的施工所需信息的困難.

應用數(shù)據(jù)庫對模型信息的補充，可以很好地彌補信息不足的困難；并且在實際工程中通過數(shù)據(jù)庫對模型信息進行補充，能夠節(jié)省大量的人力資源，指導施工順利進行.

2.2 實例研究

百色干部學院規(guī)劃用地面積約600畝，總建筑面積約9.0×104 m2，計劃建設13號樓，單體建筑30余棟，按一次性容納培訓學員800人設計.學院建設內(nèi)容主要包括教學區(qū)、活動區(qū)、宿舍區(qū)、會議中心、文體中心、景觀綠地等功能區(qū).本文將以6號樓的暖通模型為例，具體說明數(shù)據(jù)庫應用于機電模型的相關操作.

根據(jù)對施工現(xiàn)場及相關管理人員的走訪調(diào)研，參照《通風與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50304-2012相關規(guī)定，將驗收規(guī)范中有關檢驗批質(zhì)量驗收記錄的相關內(nèi)容添加到模型中，使得模型對于項目信息的表達更加完整，模型查看者能夠更清晰的了解工程名稱、分項工程名稱、驗收部位、施工單位、專業(yè)工長、項目經(jīng)理、施工執(zhí)行標準名稱及編號、分包單位、分包項目經(jīng)理、施工班組長等信息，并在暖通模型中找到相關數(shù)據(jù)條目，應用Access數(shù)據(jù)庫對Revit數(shù)據(jù)庫信息進行編輯，使驗收規(guī)范中的內(nèi)容與模型中的相關構件一一對應.如現(xiàn)場安裝暖通風管的施工工長是王XX，將此信息條目在數(shù)據(jù)庫中找到并編輯，修改后的access文件表現(xiàn)在Revit模型的屬性列表中，并在revit中選擇該段風管通過屬性查看框查看[14].相關內(nèi)容錄入完成后，將模型導入到Navisworks軟件中進行查看.利用Navisworks的相關功能將《通風與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》的部分施工驗收規(guī)范顯示在模型中，如圖2所示.

目前，對于施工現(xiàn)場人員將施工信息快速高效的與模型進行鏈接的方法有兩種：利用Data Tools工具以及相當于PPT超鏈接功能的Navisworks針對各個構件的鏈接功能.對于Data Tools工具，實現(xiàn)方式與前面說的利用Access對Revit的模型數(shù)據(jù)庫進行編輯的方法大體相同，根據(jù)模型構件本身在數(shù)據(jù)庫中的編號，對數(shù)據(jù)庫信息進行填充，并將數(shù)據(jù)賦予模型，是另一種形式的數(shù)據(jù)庫編輯模式，便于模型查看，但考慮到Navisworks軟件不便于現(xiàn)場施工人員使用，采用對模型構件進行鏈接的方法更可行.其主要原因為：第一，操作簡單，只要在Navisworks找到相關構件，然后將這一構件與相關文件進行鏈接即可；第二，兼容性良好，與office相關辦公軟件以及圖片均可進行鏈接，不用考慮各種施工文件格式的不同.主要缺點是鏈接的文件在與其他幾方協(xié)同時，必須保持其存儲路徑不變；查看這些鏈接的文件時，也必須不斷地點選，無法像數(shù)據(jù)庫那樣直觀地表現(xiàn)在模型上.如表1所示.

從表1中可以看出，在可操作性和兼容性方面，鏈接要優(yōu)于Data Tools，而在儲存和顯示效果方面，Data Tools要優(yōu)于鏈接.

3 結束語

運用BIM技術，將驗收規(guī)范導入到BIM模型中，形成建筑三方聯(lián)動的施工體系，更加高效地指導建筑施工的進行.根據(jù)BIM模型，應用外部數(shù)據(jù)庫編輯工具Access軟件，結合施工驗收規(guī)范，將施工階段所需的相關規(guī)范信息通過BIM模型表達出來，并通過數(shù)據(jù)庫信息同模型的關聯(lián)性，實現(xiàn)模型對施工信息表達的實時性，通過BIM模型聯(lián)系參建各方，將施工責任明確到個人，提高施工效率，減少因工期、人員、變更引起的施工阻礙，提高施工質(zhì)量.

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Construction information management based on database of BIM

CHEN Hua， WANG Peng-kai， DENG Lang-ni， GUO Liang， LIAO Ling， HUANG Yu-yong

（School of Civil Engineering and Architecture， Guangxi University of Science and Technology，

Liuzhou 545006， China）

Abstract：In this paper， we discuss the information absence of buildings when BIM is used in the construction. The Access software is used to edit the information from the database， modifying the data of Revit model to compensate for the lack of relevant message about the construction. As a result， construction personnel can easily check the models and the information by using the Navisworks. Meanwhile， the database editors can modify the database through the information collected by the construction personnel. A virtuous cycle that the information of construction can completely be delivered from the design stage to construction stage and construction stage to design stage is realized. And a better guidance of BIM for building construction is achieved.

Key words：BIM； Revit； Navisworks； Access； database； construction

（學科編輯：黎 婭）