陳小慈 李 鑫 姚建雄

引言

BIM，即Building Information Modeling（建筑信息模型），是一種基于三維的建筑設(shè)計(jì)理念，是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立。它具有可視化，協(xié)調(diào)性，模擬性，優(yōu)化性和可出圖性五大特點(diǎn)。目前，建筑信息模型技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展可謂是如火如荼，被愈來(lái)愈多的專(zhuān)家，應(yīng)用在各式各樣的建筑上。從簡(jiǎn)單的倉(cāng)庫(kù)到型式最為復(fù)雜的新建筑，建筑信息模型提供虛擬建筑模型，供設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)（如建筑師、測(cè)量師、土木工程師、結(jié)構(gòu)工程師、機(jī)電工程師）傳遞到承建的營(yíng)造方到業(yè)主，可以在各個(gè)階段添加各自專(zhuān)業(yè)的資訊、更新、追蹤變更和維護(hù)此共同、單一的模型。

1 數(shù)據(jù)中心工程特點(diǎn)

數(shù)據(jù)中心用于存放各種IT設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的集中處理、存儲(chǔ)、交換和管理。投資規(guī)模大，項(xiàng)目涉及相關(guān)專(zhuān)業(yè)繁多，統(tǒng)籌計(jì)劃難度大是數(shù)據(jù)中心工程的最大特點(diǎn)。因此，利用BIM技術(shù)，通過(guò)把各專(zhuān)業(yè)二維圖紙全部集中成一個(gè)三維圖面，對(duì)增強(qiáng)各專(zhuān)業(yè)之間的溝通，詳細(xì)統(tǒng)籌各專(zhuān)業(yè)需求，明確各專(zhuān)業(yè)的職責(zé)與界限，針對(duì)問(wèn)題提出切實(shí)可行的計(jì)劃安排，對(duì)確保整個(gè)項(xiàng)目的可靠運(yùn)行起到很大的作用。

2 BIM技術(shù)在本項(xiàng)目中的應(yīng)用概況

本項(xiàng)目位于東莞生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，本期工程規(guī)劃用地面積為15660.296m2。其中3號(hào)樓地上8層，局部地下一層，總建筑面積為33517.046m2，4號(hào)樓地上2層，總建筑面積為10812.844m2，5號(hào)樓地上1層，總建筑面積為1207.947m2。

本項(xiàng)目完整的搭建了全專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)BIM模型，包括場(chǎng)地模型、建筑模型、結(jié)構(gòu)模型、機(jī)電模型，并在navisworks平臺(tái)上對(duì)全專(zhuān)業(yè)模型進(jìn)行了模型的整合及一系列的分析工作。

3 BIM技術(shù)在本項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)分析

傳統(tǒng)管線綜合技術(shù)通過(guò)對(duì)各專(zhuān)業(yè)圖紙的疊加來(lái)對(duì)管線排布設(shè)計(jì)做出優(yōu)化和修改，缺乏模型的可視化效果，無(wú)法準(zhǔn)確、全面地保證管線布置的合理性，造成施工返工、成本增加、工期延誤等問(wèn)題。本次工作基于BIM模型的基礎(chǔ)上，分別對(duì)建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電及小市政專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行了分析和優(yōu)化，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題，防止在后期產(chǎn)生變更或拆改而產(chǎn)生工期的延誤及成本浪費(fèi)，從而為項(xiàng)目后續(xù)施工的工期和成本的可控提供保障。

3.1 BIM設(shè)計(jì)可視化

可視化即“所見(jiàn)所得”的形式，BIM提供了可視化的思路，讓人們將以往的線條式的構(gòu)件形成一種三維的立體實(shí)物圖形展示在人們的面前，由于整個(gè)過(guò)程都是可視化的，因此可視化的結(jié)果不僅可以用來(lái)做效果圖的展示及報(bào)表的生成，更重要的是，項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行（見(jiàn)圖1）。

圖1 3#樓機(jī)電設(shè)計(jì)模型圖

3.2 高效的溝通、協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)各種專(zhuān)業(yè)之間的碰撞問(wèn)題在所難免，通過(guò)BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期對(duì)各專(zhuān)業(yè)的碰撞問(wèn)題進(jìn)行協(xié)調(diào)，生成協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，及時(shí)的讓各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員知道產(chǎn)生問(wèn)題的原因、位置以及解決辦法。

在本項(xiàng)目中運(yùn)用BIM高效的協(xié)調(diào)了各專(zhuān)業(yè)的問(wèn)題，包括：結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與設(shè)備基礎(chǔ)之協(xié)調(diào)，樓梯凈空及整體性協(xié)調(diào)，管井布置與其他設(shè)計(jì)布置及凈空要求之協(xié)調(diào)，管線與設(shè)備安裝位置協(xié)調(diào)，排風(fēng)口與設(shè)備安裝位置協(xié)調(diào)，門(mén)窗安裝空間與結(jié)構(gòu)梁之協(xié)調(diào)，幕墻與結(jié)構(gòu)外輪廓之協(xié)調(diào)，各功能區(qū)域凈空分析之協(xié)調(diào)等多個(gè)專(zhuān)項(xiàng)的分析協(xié)調(diào)，而這些問(wèn)題如果在施工階段才來(lái)發(fā)現(xiàn)糾正，那勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生工程變更，從而造成成本的增加甚至工期的延誤。

3.3 管線綜合優(yōu)化

在實(shí)際施工過(guò)程中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)調(diào)整或者業(yè)主對(duì)于使用情況的調(diào)整而最終形成工程變更的情況相當(dāng)普遍，利用BIM技術(shù)首先在企業(yè)應(yīng)對(duì)工程變更上能起到促進(jìn)作用，通過(guò)具有實(shí)時(shí)性的BIM模型，實(shí)時(shí)更新的工程量統(tǒng)計(jì)結(jié)果無(wú)需重復(fù)統(tǒng)計(jì)，針對(duì)多次產(chǎn)生調(diào)整的情況，BIM技術(shù)可以利用其可視化及優(yōu)化性的特點(diǎn)，直接模擬多種調(diào)整方案并進(jìn)行比較，并選擇最優(yōu)的調(diào)整方案。

3.4 一處更新、處處更新

建筑工程特有的分散性、移動(dòng)性和一次性等特點(diǎn)，意味著如果沒(méi)有一個(gè)整合的信息系統(tǒng)，工程相關(guān)的信息將不能很好地保存起來(lái)，更難于轉(zhuǎn)化成有用的知識(shí)以供將來(lái)借鑒。BIM技術(shù)的應(yīng)用完整地解決了這些問(wèn)題，解除了信息孤島現(xiàn)象，可以讓所有工程利益相關(guān)方可以在同一平臺(tái)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)更新、儲(chǔ)存、管理、應(yīng)用這些信息。BIM可以持續(xù)即時(shí)地提供項(xiàng)目設(shè)計(jì)范圍、進(jìn)度以及成本信息，為項(xiàng)目帶來(lái)更大的效益。

4 BIM技術(shù)對(duì)本項(xiàng)目所產(chǎn)生的效益分析

4.1 BIM技術(shù)對(duì)本項(xiàng)目所產(chǎn)生的量化效益分析

本次BIM應(yīng)用總共協(xié)調(diào)解決了各專(zhuān)業(yè)問(wèn)題（含室外市政）41個(gè)，這41個(gè)問(wèn)題分為四大問(wèn)題類(lèi)型：建筑與結(jié)構(gòu)圖面矛盾所產(chǎn)生的費(fèi)用；設(shè)備安裝與土建預(yù)留沖突所引起土建完工后開(kāi)孔鑿洞及原洞口封堵所產(chǎn)生的費(fèi)用；設(shè)備與管線安裝沖突、安裝順序引起設(shè)備或管線的重新調(diào)位與拆裝所產(chǎn)生的費(fèi)用；室外工程沖突所產(chǎn)生的費(fèi)用；并對(duì)這四大問(wèn)題類(lèi)型列出問(wèn)題解決形式、節(jié)省費(fèi)用、工期增加進(jìn)行了歸納與總結(jié)。

根據(jù)以上量化指標(biāo)可見(jiàn)，東莞項(xiàng)目通過(guò)在設(shè)計(jì)階段引入BIM設(shè)計(jì)，可以節(jié)省直接工程費(fèi)近300萬(wàn)。同時(shí)，其中所涉及的工程變更、協(xié)調(diào)、施工、報(bào)建需要增加約200個(gè)工日，即使通過(guò)合理統(tǒng)籌也將帶來(lái)很高的工期延誤可能?？紤]工期延誤的直接罰款因素可能帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失過(guò)百萬(wàn)元。

表1 3#樓BIM成效總結(jié)表

表2 4#、5#樓BIM成效總結(jié)表

4.2 BIM技術(shù)對(duì)本項(xiàng)目所產(chǎn)生的綜合效益分析

應(yīng)用BIM技術(shù)，除了可以節(jié)省投資，而且可以有效減少傳統(tǒng)二維圖紙的錯(cuò)漏碰缺問(wèn)題，減少由于后期返工、協(xié)調(diào)造成的效率降低、產(chǎn)生糾紛等問(wèn)題，具體如下：

（1）保障建筑質(zhì)量：通過(guò)碰撞檢查系統(tǒng)查找出設(shè)計(jì)圖紙中遺漏的預(yù)留洞口，避免在施工后發(fā)現(xiàn)該預(yù)留的洞口沒(méi)有預(yù)留而鑿洞返工，不但費(fèi)時(shí)費(fèi)工影響施工進(jìn)度，而且現(xiàn)場(chǎng)鑿洞返工、拆除結(jié)構(gòu)及建筑構(gòu)件，對(duì)結(jié)構(gòu)有較大影響，存在結(jié)構(gòu)安全隱患；同時(shí)，拆除工作本身及所引起的震動(dòng)很大可能會(huì)影響構(gòu)件的穩(wěn)定性，從而引起防水保溫等構(gòu)造措施及隱蔽工程破壞的隱患；這些都對(duì)建筑的耐久性等后期質(zhì)量造成難以預(yù)計(jì)的不利后果；

（2）提高效率：通過(guò)BIM檢查，可以提前了解問(wèn)題，利用開(kāi)工前的時(shí)間，充分進(jìn)行各方溝通，提出合理的調(diào)整方法并經(jīng)各方確認(rèn)，有效避免后期在工程進(jìn)行當(dāng)中的無(wú)效溝通、返工、扯皮等現(xiàn)象，提高溝通效率；

（3）減少糾紛：施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，可能由此會(huì)帶來(lái)建設(shè)方、監(jiān)理方、設(shè)計(jì)方、施工方等多方的認(rèn)知錯(cuò)位，通過(guò)以往工程實(shí)踐可見(jiàn)，總包方會(huì)單純從自身經(jīng)濟(jì)利益訴求角度出發(fā)，無(wú)限放大工程量和預(yù)估工期，由此產(chǎn)生的糾紛必將耗費(fèi)巨大的人力、物力和財(cái)力，而如果利用BIM從工程早期即提出問(wèn)題，將大大降低發(fā)生糾紛的可能性，有效降低損失。

5 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目在BIM應(yīng)用上主要立足于設(shè)計(jì)圖紙建模后各專(zhuān)業(yè)之間的配合與碰撞檢查，以碰撞問(wèn)題為主，尤其是機(jī)電與建筑結(jié)構(gòu)、機(jī)電與機(jī)電之間的碰撞為主。本次報(bào)告并未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重影響工程造價(jià)的因素，并為超出工程必要損耗的范圍。其主要意義在于較好解決了現(xiàn)場(chǎng)施工沒(méi)有完全吃透圖紙就安排采購(gòu)、安排班組進(jìn)場(chǎng)，在過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所引起的不必要的材料浪費(fèi)、工期延誤、扯皮糾紛等問(wèn)題。

由于在BIM項(xiàng)目的介入，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題需變更時(shí)間總計(jì)需要200d，對(duì)工程造價(jià)影響約280萬(wàn)元。