(廣西科技大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，柳州 545006)

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

貴港市文化藝術(shù)中心建設(shè)用地面積為144.816畝，總概算投資7.05億元，項(xiàng)目位于廣西壯族自治區(qū)貴港市何城路與迎賓大道交匯處，由大劇院、科技館、群眾藝術(shù)中心三個(gè)主體部分與一個(gè)公共區(qū)域部分組成(如圖1所示)。項(xiàng)目建成后，集藝術(shù)交流、娛樂、科研、休閑購(gòu)物為一體，將成為貴港市主要的文化活動(dòng)陣地和城市建設(shè)景觀標(biāo)志性建筑。該項(xiàng)目總建筑面積111 381.67m2，其中地上建筑面積42 879.95m2，地下建筑面積68 502.72m2。項(xiàng)目由擁有房屋建筑工程施工總承包特級(jí)資質(zhì)的廣西建工集團(tuán)第一建筑工程有限責(zé)任公司(簡(jiǎn)稱：廣西建工一建)承建，項(xiàng)目的BIM技術(shù)應(yīng)用研究由廣西科技大學(xué)BIM研究中心與廣西建工一建聯(lián)合以“校企合作、產(chǎn)教融合”的模式開展。

圖1 貴港文化藝術(shù)中心Lumion效果圖

2 BIM組織與應(yīng)用環(huán)境

2.1 BIM應(yīng)用目標(biāo)

BIM應(yīng)用目標(biāo)：本項(xiàng)目通過“校企合作，產(chǎn)教融合”，充分發(fā)揮高?？蒲袃?yōu)勢(shì)，圍繞建造階段工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，解決方案可視化、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)交底、綜合管控(進(jìn)度、質(zhì)量、安全、成本)、信息傳遞等多方面的問題，并在大體積混凝土和鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)深化進(jìn)行了基于BIM的三維建模與建造過程的動(dòng)態(tài)模擬控制，為工程的成功實(shí)施提供BIM技術(shù)支撐，為工程的信息化應(yīng)用以及提質(zhì)增效提供科技支撐。

2.2 團(tuán)隊(duì)組織

根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)，組建BIM實(shí)施團(tuán)隊(duì)，設(shè)有BIM項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、BIM技術(shù)負(fù)責(zé)人、各專業(yè)BIM建模小組、各BIM應(yīng)用研究實(shí)施團(tuán)隊(duì)，為項(xiàng)目BIM技術(shù)的研究與落地驗(yàn)證提供保障。

2.3 BIM軟硬件配置

為確保項(xiàng)目的成功實(shí)施，廣西科技大學(xué)BIM研究中心為項(xiàng)目應(yīng)用研究實(shí)施團(tuán)隊(duì)配備了充足的軟件硬件，主要包括Autodesk Revit 2017、Navisworks Manage 2017等軟件以及臺(tái)式圖形工作站、移動(dòng)圖形工作站、3D打印機(jī)等硬件。項(xiàng)目具體軟硬件配置如下(如表1、表2所示)。

表1 本項(xiàng)目軟件配備情況一覽表

序號(hào)軟件名稱軟件用途1Autodesk Revit2017建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電專業(yè)三維設(shè)計(jì)軟件;建筑暖通、給排水、電氣、管線綜合碰撞檢查設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件2Navisworks Manage2017三維設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)集成,軟硬空間碰撞檢測(cè),項(xiàng)目施工進(jìn)度模擬展示專業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件3廣聯(lián)達(dá)BIM5D平臺(tái)BIM集成協(xié)同工作平臺(tái)4Lumion3D 7.0建造動(dòng)畫制作、效果圖渲染5Tekla 20.0鋼結(jié)構(gòu)建模、鋁模板建模6Rhino 5.0高精度三維建模工具

表2 本項(xiàng)目硬件配備情況一覽表

序號(hào)名稱規(guī)格單位數(shù)量1臺(tái)式圖形工作站E5-2630 V4處理器、64G內(nèi)存、NVIDIA Quadro M2000圖卡、256G SSD+2T硬盤、24寸雙屏臺(tái)302移動(dòng)圖形工作站I7-7700HQ處理器、16G內(nèi)存、256G SSD+1T硬盤、17.3英寸、NVIDIA Quadro P3000專業(yè)級(jí)顯卡臺(tái)23移動(dòng)存儲(chǔ)6T移動(dòng)存儲(chǔ)器塊543D打印機(jī)北京太爾時(shí)代UP BOX+臺(tái)205打印機(jī)A4激光打印機(jī)臺(tái)26投影儀高流明、高分辨率臺(tái)2

3 BIM應(yīng)用

3.1 基礎(chǔ)應(yīng)用

(1)BIM模型搭建

作為BIM實(shí)施的第一步，BIM模型的創(chuàng)建對(duì)BIM的成功應(yīng)用和推廣具有重要的意義[1]。本項(xiàng)目在BIM模型的搭建工作主要包括：建筑結(jié)構(gòu)模型、機(jī)電安裝模型、鋼結(jié)構(gòu)模型(如圖2、圖3所示)。在項(xiàng)目建模初期，團(tuán)隊(duì)依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及項(xiàng)目需求編制建模標(biāo)準(zhǔn)，在Revit2017中以總體的專項(xiàng)設(shè)計(jì)總平面圖紙為依據(jù)建立項(xiàng)目統(tǒng)一軸網(wǎng)和標(biāo)高，再依據(jù)各自專業(yè)的圖紙建立相關(guān)模型，并在規(guī)定的時(shí)間上傳到A360云平臺(tái)，用于存儲(chǔ)模型，讓管理者實(shí)時(shí)把控建模進(jìn)度。同時(shí)利用A360平臺(tái)企業(yè)也能時(shí)刻收到最新模型，當(dāng)有圖紙修改的情況發(fā)生時(shí)，模型修改之后現(xiàn)場(chǎng)即可直接收到修改后的模型，縮短了信息傳遞時(shí)間。

圖2 貴港文化藝術(shù)中心土建Revit模型

圖3 貴港文化藝術(shù)中心鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼Tekla模型

(2)機(jī)電管線碰撞檢查及優(yōu)化

將所創(chuàng)建的建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等 BIM 模型，導(dǎo)入專業(yè)的碰撞檢測(cè)與施工模擬軟件中，進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件及管線綜合的碰撞檢測(cè)和分析，以便提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，減少施工中的設(shè)計(jì)變更，優(yōu)化施工方案和資源配置[2]。本項(xiàng)目的應(yīng)用主要有管線的凈高分析、碰撞檢查及優(yōu)化、出圖及施工交底。在管線的凈高分析中，運(yùn)用BIM技術(shù)在有限的安裝空間合理排布，確定在滿足結(jié)構(gòu)和管線排布的條件下的管線位置凈高。團(tuán)隊(duì)將Revit模型導(dǎo)入Fuzor中，進(jìn)行機(jī)電碰撞檢查，再通過建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電模型的鏈接，完成綜合管線排布，導(dǎo)出CAD施工圖用于現(xiàn)場(chǎng)建造。團(tuán)隊(duì)將機(jī)電管線按合理的排布結(jié)果呈現(xiàn)在施工交底中，在方便施工作業(yè)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)電標(biāo)高控制的同時(shí)，成功地避免機(jī)電各專業(yè)間的施工干擾。團(tuán)隊(duì)將所創(chuàng)建的建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等BIM模型，通過IFC或.rvt格式文件導(dǎo)入專業(yè)的碰撞檢測(cè)與施工模擬軟件中，進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件及管線綜合的碰撞檢測(cè)和分析，并對(duì)項(xiàng)目整個(gè)建造過程或重要環(huán)節(jié)及工藝進(jìn)行模擬，有效地保證了建筑的凈高，使各專業(yè)安裝合理有序開展，減少因碰撞導(dǎo)致的返工，節(jié)省工期，節(jié)約成本。

(3)精裝修深化及應(yīng)用

精裝修深化及應(yīng)用主要包括Lumion深化設(shè)計(jì)、VR及AR精裝修展示、720云全景預(yù)覽等。文化藝術(shù)中心的使用功能決定了其在聲、光、電方面標(biāo)準(zhǔn)高、綜合性強(qiáng)，對(duì)精裝修效果有著超出其他類型建筑的要求。傳統(tǒng)的效果圖，為了達(dá)到圖面的視覺效果，往往會(huì)改變夸大真實(shí)空間尺寸，改變結(jié)構(gòu)，夸大燈光效果，導(dǎo)致效果圖與建成后實(shí)景形成較大的差異[3]。為解決這一問題，團(tuán)隊(duì)通過了解裝飾裝修要求，在Revit中完成空間布局、立面造型以及色彩搭配等前置工作；將Revit精裝修模型導(dǎo)入到Lumion軟件中，為項(xiàng)目各決策方提供精裝修設(shè)計(jì)方案(如圖4所示)；將模型中精細(xì)和富有表現(xiàn)力的建筑形態(tài)渲染出逼真的虛擬場(chǎng)景進(jìn)行展示。團(tuán)隊(duì)使用Lumion渲染出精裝模型效果圖，將其載入到720云平臺(tái)上，生成全景圖模型，使用者通過掃描二維碼，可以對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行全景預(yù)覽，達(dá)到輕量化、可視化的展示效果。通過VR應(yīng)用打破單一的靜態(tài)式、封閉式的展示方式，給各決策方提供一個(gè)身處真實(shí)環(huán)境的客觀感受，可更直觀了解到展區(qū)模型以及精裝修的整體效果，便于各決策方對(duì)精裝修效果進(jìn)行全面研判，有效避免傳統(tǒng)施工中通過多次樣板施工確認(rèn)精裝修效果的問題，節(jié)省工期、較少浪費(fèi)、降低成本。

圖4 貴港文化藝術(shù)中心精裝修Lumion效果展示圖

(4)BIM土建算量對(duì)比

長(zhǎng)期以來，由于施工過程的高度動(dòng)態(tài)變化，施工資源及成本管理主要依靠人為控制，現(xiàn)有資源及成本管理軟件只能輔助管理者進(jìn)行必要的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，無法對(duì)施工資源和成本進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和精細(xì)管理[4]。BIM作為新一代計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)可以在3D模型的基礎(chǔ)上添加時(shí)間、成本信息，實(shí)現(xiàn)4D、5D虛擬建造，更有利于在工程設(shè)計(jì)階段去發(fā)現(xiàn)、分析、解決建造階段將會(huì)出現(xiàn)的問題。本項(xiàng)目通過工程造價(jià)管理的信息化，開展BIM土建算量對(duì)比工作，可更準(zhǔn)確地確認(rèn)工程的材料消耗量、材料入場(chǎng)時(shí)間，減少倉(cāng)儲(chǔ)費(fèi)用，降低資金占用率，提高建設(shè)資金的使用效益。

BIM附帶幾何對(duì)象的屬性能力強(qiáng)，如通過設(shè)置階段或分區(qū)等屬性進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)進(jìn)度管理，可確定不同時(shí)段或區(qū)域的已完工程量，有利于工程造價(jià)管理[5]。運(yùn)用廣聯(lián)達(dá)土建算量軟件以及Revit輸出明細(xì)表(如圖5所示)進(jìn)行BIM土建算量對(duì)比。一方面，團(tuán)隊(duì)利用廣聯(lián)達(dá)GFC for Revit，將Revit建筑、結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)出為廣聯(lián)達(dá)土建算量軟件可讀取的BIM模型。在Revit中，打開本項(xiàng)目工程，在菜單欄點(diǎn)擊“廣聯(lián)達(dá)BIM算量”，然后點(diǎn)擊“導(dǎo)出GFC”文件；打開廣聯(lián)達(dá)BIM土建算量軟件GCL，點(diǎn)擊菜單欄“BIM應(yīng)用”按鈕；然后選擇導(dǎo)入GFC文件；導(dǎo)入完成后即可匯總查量；將本項(xiàng)目土建構(gòu)件量計(jì)算出來。另一方面，在Revit直接輸出的明細(xì)表中，統(tǒng)計(jì)擬進(jìn)行對(duì)比的相應(yīng)構(gòu)件的體積量。實(shí)踐證明，在Revit直接輸出的明細(xì)表中的量相比廣聯(lián)達(dá)BIM土建算量軟件GCL的量要大。經(jīng)團(tuán)隊(duì)分析，原因在于使用Revit建模時(shí)的梁、板、柱交接區(qū)存在重疊搭建，導(dǎo)致在Revit直接輸出的明細(xì)表中重復(fù)計(jì)量的問題，利用廣聯(lián)達(dá)計(jì)算則可避免出現(xiàn)這一情形，獲得比Revit明細(xì)表工程量更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。如在Revit建模時(shí)，制定適應(yīng)工程量統(tǒng)計(jì)的建模規(guī)則，明確梁、板、柱交接區(qū)的唯一歸屬，即可避免重疊搭建而導(dǎo)致的重復(fù)計(jì)量，同樣可以在明細(xì)表中獲得準(zhǔn)確的工程量數(shù)據(jù)。

綜上所述，利用施工圖設(shè)計(jì)階段BIM模型進(jìn)行工程算量的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：計(jì)算能力強(qiáng)，BIM能夠?qū)?fù)雜項(xiàng)目的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，可以快速提取任意幾何形體的相應(yīng)數(shù)據(jù)；計(jì)算質(zhì)量好，可實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的精確算量，并能統(tǒng)計(jì)構(gòu)件子項(xiàng)的相關(guān)工程量數(shù)據(jù)[6]。

圖5 BIM土建算量(結(jié)構(gòu)框架明細(xì)表)

3.2 重點(diǎn)應(yīng)用

(1)BIM5D現(xiàn)場(chǎng)管理

BIM5D用于集成土建、機(jī)電、鋼結(jié)構(gòu)等各個(gè)專業(yè)數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度、成本、物資、圖紙、合同、質(zhì)量、安全等業(yè)務(wù)信息關(guān)聯(lián)，以此達(dá)到項(xiàng)目管理的總目標(biāo)。本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)運(yùn)用BIM5D將3D模型與建造現(xiàn)場(chǎng)的各種工作流程相鏈接，動(dòng)態(tài)地模擬建造過程的變化，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目“進(jìn)度控制”、“智能排磚”、“資料管理”、“質(zhì)量安全管控”(如圖6所示)等功能，有效管控項(xiàng)目變更，控制項(xiàng)目工期、控制項(xiàng)目成本、提升建造質(zhì)量。

圖6 廣聯(lián)達(dá)BIM5D質(zhì)量安全管控實(shí)時(shí)圖像

(2)基于BIM的綠色施工管理

目前大多數(shù)BIM系統(tǒng)沒有內(nèi)置的環(huán)境模擬工具。在這種情況下，這樣的程序一直依賴于專用的外部模擬應(yīng)用，互操作性是BIM工具的一個(gè)主要問題[7]。團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一情況以及貴港市文化藝術(shù)中心的綠色施工要求，緊緊圍繞“四節(jié)一環(huán)?！钡囊?，通過BIM技術(shù)建立一套的綠色施工綜合技術(shù)，主要包括布置模擬、日照分析、AR施工安全教育。建造現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)設(shè)施的布置是在Revit中搭建三維場(chǎng)布模型，并將其導(dǎo)入到Fuzor中進(jìn)行場(chǎng)地VR漫游，完成建造現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)設(shè)施、水電布置、道路進(jìn)行模擬布置，形成更加直觀的三維布置場(chǎng)景，提高場(chǎng)地布置的合理性、科學(xué)性、有效性。團(tuán)隊(duì)將Revit模型導(dǎo)出DXF格式后，導(dǎo)入到Ecotect軟件中，使用的Analysis功能，完成日照分析模擬、能量分析模擬、風(fēng)分析模擬，有效優(yōu)化與控制光、噪聲、水等污染源，以此進(jìn)行項(xiàng)目臨建方案優(yōu)化，為項(xiàng)目經(jīng)理部建設(shè)提供決策。團(tuán)隊(duì)基于視+平臺(tái)，將滅火器、消火栓箱等安全施工器具等使用教程、安全交底載入企業(yè)云端，指導(dǎo)操作人員通過手機(jī)、Ipad等移動(dòng)設(shè)備的APP掃描器具實(shí)體，進(jìn)行基于AR的實(shí)時(shí)施工安全教育，形成一套系統(tǒng)的AR施工安全教育制度。

(3)BIM技術(shù)在大體積筏板混凝土澆筑的應(yīng)用探究

大多數(shù)混凝土裂縫與溫度變化有關(guān)，因此，溫度控制是防止裂縫的主要方法[8]。防裂是大體積混凝土施工過程中的一個(gè)重要質(zhì)量通病防控問題。大體積的筏板基礎(chǔ)澆筑過程中，團(tuán)隊(duì)運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行澆筑方案的確定、施工進(jìn)度模擬、筏板混凝土材料統(tǒng)計(jì)等工作。借助BIM技術(shù)提出的模擬方案中有：四階段澆筑過程和八階段的澆筑過程。通過在可視化環(huán)境中反復(fù)推敲，在滿足混凝土澆筑強(qiáng)度要求前提下，最終選定較優(yōu)的八階段的施工澆筑方案。在澆筑技術(shù)交底中，為實(shí)現(xiàn)對(duì)大體積混凝土的施工進(jìn)度作出合理安排。團(tuán)隊(duì)通過Navisworks開展施工進(jìn)度模擬，將提前完成、推遲完成和按時(shí)完成作出可視化表達(dá)，直觀檢查實(shí)際進(jìn)度是否按計(jì)劃執(zhí)行，在出現(xiàn)不可抗力的情況時(shí)可以及時(shí)分析問題啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。借助BIM統(tǒng)計(jì)各個(gè)澆筑階段的混凝土量，直觀、準(zhǔn)確、提前獲得材料使用凈用量，為企業(yè)控制成本、提高效益創(chuàng)造條件。為同類型筏板基礎(chǔ)大體積混凝土的施工管理提供新思路、新模式。

3.3 核心應(yīng)用

在核心應(yīng)用方面，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)主要圍繞貴港市文化藝術(shù)中心外立面的鋼結(jié)構(gòu)模型和流水表皮開展，包括鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)搭接、出量、出圖、模型細(xì)部構(gòu)造AR展示、鋼結(jié)構(gòu)流水表皮搭建與建造等。

(1)鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)搭接

在鋼結(jié)構(gòu)建模的過程中，團(tuán)隊(duì)通過比較發(fā)現(xiàn)Tekla Structures比Revit功能功強(qiáng)大，能更好的突出細(xì)節(jié)，展現(xiàn)細(xì)部構(gòu)造，據(jù)此，本項(xiàng)目選擇Tekla Structures創(chuàng)建鋼結(jié)構(gòu)的復(fù)雜節(jié)點(diǎn)。Tekla Structure軟件中包含了600多個(gè)常用節(jié)點(diǎn), 極大地滿足用戶的節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建需求。Tekla作為一款智能化BIM軟件的亮點(diǎn)之一在于其節(jié)點(diǎn)的智能性，各種形式的系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)均可以根據(jù)工程需要人為地設(shè)置節(jié)點(diǎn)內(nèi)部零件的屬性[9]。在使用BIM技術(shù)進(jìn)行可視化施工技術(shù)交底中，通過Tekla Structures高效實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的零件排布(如圖7所示)，可提供更直觀的材料合理切割與搭接方案，有效減少測(cè)量尺寸誤差與鋼結(jié)構(gòu)的切割偏差等問題，避免返工浪費(fèi)，進(jìn)一步提高工作效率、效果與效益。

(2)基于Tekla Structures的鋼結(jié)構(gòu)出量

團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用Tekla Structures自帶的材料清單功能(如圖8所示)，在考慮工廠制造中的損耗系數(shù)與規(guī)范要求的技術(shù)條件下，從模型中導(dǎo)出材料清單，進(jìn)而完成采購(gòu)清單的建構(gòu)。Tekla Structures的模型自動(dòng)套料程序可提供便捷的下料功能，通過與班組工人人工排版相比較、檢核，實(shí)現(xiàn)節(jié)省材料，最大程度減少型鋼的拼接焊縫的目的。

圖7 基于Tekla Structures的鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)截圖

圖8 基于Tekla Structures的鋼結(jié)構(gòu)出量詳單

(3)基于Tekla Structures的鋼結(jié)構(gòu)出圖

項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)流水表皮體量巨大，且構(gòu)件均為非標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，深化設(shè)計(jì)的出圖工作量相當(dāng)巨大。團(tuán)隊(duì)運(yùn)用Tekla Structures將各鋼結(jié)構(gòu)的排版和型鋼構(gòu)件圖配對(duì)同步輸出圖紙，為工廠流水化預(yù)制提供依據(jù)。出圖前，可以在“設(shè)置”菜單中進(jìn)行個(gè)性化處理，以便更迅速、高效應(yīng)用到工程中。優(yōu)化設(shè)置可使Tekla Structures的出圖圖面更整潔、美觀，尺寸合規(guī)，圖線粗細(xì)合理，零部圖名規(guī)范等。設(shè)置完成后，另存為Standard格式，并進(jìn)行模型轉(zhuǎn)儲(chǔ)，便于在今后的工程中應(yīng)用該設(shè)置。當(dāng)涉及預(yù)制與安裝同步進(jìn)行時(shí)，必須按照安裝施工進(jìn)度要求，匹配輸出圖紙，(如圖9所示)。同時(shí)，軟件的自動(dòng)成圖也減少了出錯(cuò)率，提高了圖紙質(zhì)量和加工質(zhì)量[10]。

(4)鋼結(jié)構(gòu)模型細(xì)部構(gòu)造AR展示

團(tuán)隊(duì)引入AR技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)流水表皮復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的信息集成交互。在技術(shù)路線上，利用Unity 3D實(shí)現(xiàn)AR模型細(xì)部構(gòu)造展示。通過AR技術(shù)融合實(shí)時(shí)交互的優(yōu)勢(shì)，更充分發(fā)揮BIM技術(shù)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存能力和靈活數(shù)據(jù)表達(dá)方式，實(shí)現(xiàn)建造現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件與信息的強(qiáng)匹配。

(5)鋼結(jié)構(gòu)流水表皮搭建與建造

圖9 基于Tekla Structures的鋼結(jié)構(gòu)出圖

團(tuán)隊(duì)通過Tekla Structures搭建鋼結(jié)構(gòu)流水表皮，(如圖10所示)。根據(jù)模型模擬安裝順序，對(duì)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)兩片鋼結(jié)構(gòu)流水表皮的預(yù)搭接，獲得各構(gòu)件的施工安裝順序，進(jìn)而生成構(gòu)件預(yù)制加工順序，實(shí)現(xiàn)先安裝先生產(chǎn)，后安裝后生產(chǎn)，做到預(yù)制與安裝的無縫銜接。建筑3D打印數(shù)字建造技術(shù)使得傳統(tǒng)的建造技術(shù)被數(shù)字化建造技術(shù)所取代，從而滿足日益增長(zhǎng)的非線性、自由曲面等復(fù)雜建筑形式的設(shè)計(jì)建造要求[11]。團(tuán)隊(duì)利用3D打印機(jī)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)流水表皮的復(fù)雜節(jié)點(diǎn)，實(shí)施低成本的縮尺3D打印，獲得構(gòu)件與零件縮尺實(shí)物，進(jìn)行模擬安裝，有效指導(dǎo)施工作業(yè)人員開展異形鋼結(jié)構(gòu)安裝，達(dá)到提質(zhì)增效的目的。

圖10 鋼結(jié)構(gòu)流水表皮的Tekla Structures模型

4 項(xiàng)目應(yīng)用效果

(1)通過大型文化藝術(shù)中心機(jī)電碰撞檢查及優(yōu)化中，將Revit模型導(dǎo)入Fuzor中，完成機(jī)電碰撞檢查，再通過建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電模型的鏈接，完成綜合管線排布，導(dǎo)出CAD施工圖用于現(xiàn)場(chǎng)建造；有效地保證了建筑的凈高，使各專業(yè)安裝合理有序開展，減少了因碰撞導(dǎo)致的返工，節(jié)省工期，節(jié)約成本。

(2)通過軟件接口，將Revit精裝修模型導(dǎo)入到Lumion軟件中進(jìn)行渲染后展示，為項(xiàng)目各決策方提供精裝修設(shè)計(jì)方案；將模型中精細(xì)和富有表現(xiàn)力的建筑形態(tài)渲染出逼真的虛擬場(chǎng)景進(jìn)行展示；便于各決策方對(duì)精裝修效果進(jìn)行全面研判，有效避免傳統(tǒng)施工中通過多次樣板施工確認(rèn)精裝修效果的問題，節(jié)省工期、較少浪費(fèi)、降低成本。

(3)通過研制簡(jiǎn)明使用手冊(cè)，把BIM5D用實(shí)，與建造現(xiàn)場(chǎng)的各種工作流程相鏈接，動(dòng)態(tài)地模擬建造過程的變化，提高工程項(xiàng)目管理績(jī)效，有效管控項(xiàng)目變更，控制項(xiàng)目工期、控制項(xiàng)目成本、提升建造質(zhì)量；基于視+平臺(tái)，進(jìn)行基于AR的實(shí)時(shí)施工安全教育，形成一套系統(tǒng)的AR施工安全教育制度。

(4)開創(chuàng)性利用BIM強(qiáng)大的可視化特性，進(jìn)行大體積筏板混凝土的澆筑方案優(yōu)選，通過在可視化環(huán)境中反復(fù)推敲，在滿足混凝土澆筑強(qiáng)度要求前提下，最終選定較優(yōu)的八階段的施工澆筑方案；為同類型筏板基礎(chǔ)大體積混凝土的施工管理提供新思路、新模式。

(5)探索了鋼結(jié)構(gòu)流水表皮不規(guī)則曲面的精確建模、節(jié)點(diǎn)搭接、出量出圖、下料加工等應(yīng)用，獲得各構(gòu)件的施工安裝順序，進(jìn)而生成構(gòu)件預(yù)制加工順序，實(shí)現(xiàn)預(yù)制與安裝的無縫銜接；研究并實(shí)踐了通過IFC解決Tekla Structures與Revit軟件間模型無損互導(dǎo)的問題，實(shí)現(xiàn)了信息在BIM軟件間的流動(dòng)。

5 總結(jié)

(1)Revit、Tekla Structures等軟件實(shí)質(zhì)是面向設(shè)計(jì)工作，如需在這些軟件上實(shí)現(xiàn)建造和運(yùn)維階段的BIM應(yīng)用，則須對(duì)軟件進(jìn)行合理的二次開發(fā)。

(2)BIM在建造階段凸顯較強(qiáng)的工具屬性，其研究與應(yīng)用應(yīng)緊緊圍繞項(xiàng)目的提質(zhì)增效展開，領(lǐng)導(dǎo)重視、模型精確、全員參與是BIM為項(xiàng)目增值的基礎(chǔ)。

(3)BIM的核心是信息的共享，而BIM軟件生態(tài)圈產(chǎn)品眾多，要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的信息共享，除了二次開發(fā)外，要充分挖掘基于IFC、P-BIM的信息創(chuàng)建與交換標(biāo)準(zhǔn)的潛能是實(shí)現(xiàn)信息共享的有效途徑。

(4)對(duì)高校而言，通過以真實(shí)在建項(xiàng)目的BIM應(yīng)用研究為載體催生的校企合作、產(chǎn)教融合，真正發(fā)揮高校產(chǎn)學(xué)研用的優(yōu)勢(shì)；突出廣西科技大學(xué)工程管理專業(yè)培養(yǎng)“數(shù)字建造、先進(jìn)建造、智慧建造、精益建造”人才的辦學(xué)特色。

(5)以項(xiàng)目建造問題為導(dǎo)向，面向工程一線的BIM應(yīng)用研究亟待進(jìn)一步加強(qiáng)，不斷提升面向新時(shí)代中國(guó)建造的BIM技術(shù)服務(wù)能力。