叢樂

摘 要 隨著BIM技術(shù)的逐漸成熟，各大設(shè)計(jì)院相繼成立了自己的BIM工作室，作為一個(gè)獨(dú)立的部門，指導(dǎo)施工過程中管道碰架的問題。本文基于沈陽萬科春河里項(xiàng)目，詳細(xì)闡述了BIM在整個(gè)項(xiàng)目中的作用，從項(xiàng)目建筑設(shè)計(jì)階段的模型到施工階段管道設(shè)備優(yōu)化階段，BIM都體現(xiàn)了獨(dú)到的價(jià)值。盡管如此，BIM依舊是各大設(shè)計(jì)院的附屬，并沒有建立自己的完整體系，即設(shè)計(jì)、成本、施工、運(yùn)營(yíng)全程BIM，本文在此基礎(chǔ)上提出了展望，并對(duì)BIM的未來發(fā)展給出了良好的預(yù)測(cè)。

關(guān)鍵詞 BIM；模型；施工技術(shù)

BIM（Building Information Modeling）技術(shù)是Autodesk公司在2002年率先提出，目前已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到業(yè)界的廣泛認(rèn)可，它可以幫助實(shí)現(xiàn)建筑信息的集成，從建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行直至建筑全壽命周期的終結(jié)，各種信息始終整合與一個(gè)三維模型信息數(shù)據(jù)庫中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、施工單位、設(shè)施運(yùn)營(yíng)部門和業(yè)主等各方人員可以基于BIM進(jìn)行協(xié)同工作，有效提高工作效率、節(jié)省資源、降低成本、以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[1]。

本文基于實(shí)際工程項(xiàng)目，詳細(xì)闡述了BIM在整個(gè)項(xiàng)目中的作用，從項(xiàng)目建筑設(shè)計(jì)階段的模型到施工階段管道設(shè)備優(yōu)化階段，BIM都體現(xiàn)了獨(dú)到的價(jià)值。

1 沈陽萬科春河里三期綜合樓項(xiàng)目

1.1 項(xiàng)目概況

萬科春河里三期綜合樓項(xiàng)目坐落于沈陽市沈河、和平區(qū)交界、彩電塔西北150米之處，建筑面積約11萬㎡，該建筑為辦公用樓兼酒店、商場(chǎng)、地下停車、設(shè)備用房等。主樓地下1層平面為地下車庫，地上1-5層平面為商場(chǎng)，6到37層為辦公樓和酒店；造型獨(dú)特，已成為當(dāng)?shù)貥?biāo)志性建筑之一。

1.2 項(xiàng)目重點(diǎn)難點(diǎn)分析

探索并研究Revit模型與各類BIM軟件在設(shè)計(jì)階段的交互方法，以及項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段BIM應(yīng)用點(diǎn)，基于BIM軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)交互式應(yīng)用與研究，探索全BIM設(shè)計(jì)周期的完整流程，并研究如何將BIM模型應(yīng)用推廣到更廣闊的空間。

1.3 BIM實(shí)施方案

本項(xiàng)目應(yīng)用的軟件為Revit、廣聯(lián)達(dá)和Photoshop。具體步驟如下：①構(gòu)建地形圖，進(jìn)行場(chǎng)地規(guī)劃。②分別建立建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電模型。③動(dòng)畫漫游，預(yù)覽建成后的建筑。④進(jìn)行疏散模擬、火災(zāi)煙霧模擬、結(jié)構(gòu)分析、風(fēng)場(chǎng)分析、節(jié)點(diǎn)分析、凈高分析、碰撞檢查。⑤通過以上分析結(jié)果優(yōu)化各專業(yè)模型。⑥通過工程算量、施工場(chǎng)地布置、三維可視化交底、施工進(jìn)度模擬等措施協(xié)助管理施工。

在建模階段，采用各專業(yè)分工協(xié)同建模。協(xié)同工作前，首先，在Revit中建立好共享工作集并賦予各自的權(quán)限，各組員在各自的工作集中協(xié)同建模完成各層的BIM模型；然后，利用Revit鏈接的方式，組裝好模型。通過碰撞檢查來排查各專業(yè)中“打架”的地方，利用可視化編程平臺(tái)Dynamo for Revit編制程序，對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要開洞的地方進(jìn)行一鍵開洞。

2 BIM在本項(xiàng)目中的應(yīng)用

利用BIM的特點(diǎn)，本項(xiàng)目主要在出圖、仿真和施工協(xié)助方面體現(xiàn)了重大價(jià)值。

2.1 出圖性應(yīng)用

在Revit中根據(jù)工程需要，進(jìn)行了房間明細(xì)表、房間色彩方案、平法施工圖以及三維鋼筋等出圖性應(yīng)用。

2.2 場(chǎng)地應(yīng)用

在項(xiàng)目規(guī)劃階段，采用Civil3D+Infraworks完成建筑外部場(chǎng)地規(guī)劃設(shè)計(jì)。

2.3 仿真模擬

采用CFD技術(shù)分析建筑周圍風(fēng)場(chǎng)情況以及建筑表面風(fēng)壓分布等；人員疏散模擬和火災(zāi)煙霧蔓延的可視化分析；整樓結(jié)構(gòu)分析以及局部節(jié)點(diǎn)有限元分析。

2.4 漫游展示

建筑內(nèi)部漫游動(dòng)畫以及項(xiàng)目展示視點(diǎn)動(dòng)畫制作。

本項(xiàng)目中利用風(fēng)場(chǎng)分析可得建筑周圍流場(chǎng)特性以及建筑表面風(fēng)壓；局部有限元分析可評(píng)估節(jié)點(diǎn)抗震性能；人員疏散模擬可評(píng)估疏散通道合理性并優(yōu)化進(jìn)行優(yōu)化；利用火災(zāi)煙霧蔓延模擬可優(yōu)化排煙管道。

利用BIM技術(shù)可對(duì)各專業(yè)整合模型中已知碰撞進(jìn)行提前規(guī)避及優(yōu)化，并在機(jī)電及暖通專業(yè)中結(jié)合碰撞檢查以及凈高分析結(jié)果進(jìn)行管綜優(yōu)化，進(jìn)一步對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施行有效管理。

3 結(jié)束語

3.1 BIM應(yīng)用創(chuàng)新點(diǎn)

（1）探索并總結(jié)不同BIM軟件與Revit模型的交互方法。

（2）平法施工圖。由于Revit中無法直接出結(jié)構(gòu)平法施工圖，對(duì)此進(jìn)行了相關(guān)的探索研究，在Revit中直接導(dǎo)出平法施工圖。

（3）有限元分析。將BIM模型導(dǎo)入通用有限元程序中，數(shù)據(jù)位置信息會(huì)被保留，因此在Abaqus中不用調(diào)整構(gòu)件裝配的位置，降低了有限元建模工作量。

（4）流場(chǎng)分析。當(dāng)遇到建筑造型獨(dú)特或者建筑對(duì)風(fēng)敏感時(shí)，通常要進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)，流場(chǎng)分析得出的風(fēng)壓系數(shù)可以用來復(fù)核風(fēng)洞試驗(yàn)的結(jié)果。

3.2 BIM實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

（1）平法施工圖。因?yàn)槠椒〝?shù)據(jù)均需要手動(dòng)輸入，工作量也相應(yīng)的增大，后續(xù)可考慮做二次開發(fā)，自動(dòng)識(shí)別在Revit中配置好的鋼筋并生成平法施工圖。

（2）規(guī)劃設(shè)計(jì)。在匹配衛(wèi)星圖和曲面地形圖時(shí)，人工操作可能出現(xiàn)誤差；Revit模型在交互式放置的過程中也存在一定的誤差；谷歌衛(wèi)星地圖的分辨率有限，在分辨率要求較高時(shí)，建議采用無人機(jī)航拍的方法來獲取待建區(qū)域的照片。

（3）結(jié)構(gòu)分析。在交互的過程中會(huì)遇到節(jié)點(diǎn)不對(duì)齊、節(jié)點(diǎn)贅余等情況，需要進(jìn)行模型調(diào)整。

（4）局部有限元分析。鋼筋采用桁架單元模擬，在Revit中導(dǎo)出鋼筋模型時(shí)鋼筋不能開啟實(shí)體顯示。

（5）CFD流場(chǎng)分析。Revit模型在導(dǎo)出時(shí)需要對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，例如刪除建筑外墻上的門窗或者飾條等構(gòu)件，因?yàn)檫@些構(gòu)件不僅會(huì)影響網(wǎng)格質(zhì)量，也與求得建筑表面風(fēng)壓無關(guān)。另外，CFD計(jì)算對(duì)計(jì)算機(jī)性能要求較高，通常計(jì)算足尺模型需要借助計(jì)算站來完成。

（6）火災(zāi)煙霧模擬。在仿真模擬過程中，網(wǎng)格的劃分對(duì)計(jì)算精度有一定影響，因此在分析模擬前，應(yīng)做網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證。

（7）人員疏散模擬。模型導(dǎo)入后需要手動(dòng)識(shí)別樓板和添加樓梯、門等疏散通道；在樓板的識(shí)別中，可能出現(xiàn)邊緣識(shí)別不準(zhǔn)確的情況，需要手動(dòng)來調(diào)整其邊界。

3.3 BIM應(yīng)用的商業(yè)價(jià)值評(píng)估

（1）一模多用，避免在設(shè)計(jì)、分析時(shí)重復(fù)建模，大大提高了設(shè)計(jì)分析效率。

（2）利用Dynamo for Revit可視化編程平臺(tái)進(jìn)行二次開發(fā)可完成煩瑣的重復(fù)工作，提高BIM工程師的工作效率。

（3）通過碰撞檢查在施工前發(fā)現(xiàn)各專業(yè)模型沖突的地方并做出調(diào)整，減少返工，降低施工成本。

（4）通過施工進(jìn)度模擬，在進(jìn)度延誤時(shí)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并找出原因，提升管理效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉波，劉薇.BIM在國(guó)內(nèi)建筑領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及障礙研究[J].行業(yè)發(fā)展研究，2015，36（09）：20-23.