梁江濱，張國真，劉 杰

（1、廣東省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司 廣州 510500；2、廣東建科創(chuàng)新技術(shù)研究院有限公司 廣州 510500）

0 引言

BIM 即Building Information Modeling，國內(nèi)稱之為建筑信息模型，它是指通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，在建設(shè)工程及設(shè)施全生命期內(nèi)，對(duì)其物理和功能特性進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)，并依此設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營維護(hù)的過程和結(jié)果的總稱，簡稱模型［1］。隨著行業(yè)的不斷推進(jìn)，政府部門的大力推廣下，BIM技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)從簡單的模型展示演變到基于BIM模型所產(chǎn)生的各個(gè)方面的應(yīng)用，近年來BIM 技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)越來越成熟，其應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在工程管理方面。［2］

本文結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目案例，利用BIM 技術(shù)展開了較為成熟的實(shí)施應(yīng)用，在建造或施工階段的應(yīng)用得到了廣泛的普及，在此基礎(chǔ)上還結(jié)合無人機(jī)、管理平臺(tái)等技術(shù)進(jìn)行BIM 集成應(yīng)用，提高施工管理效率。BIM 技術(shù)不僅僅為本項(xiàng)目的工程管理提供了經(jīng)濟(jì)合理的解決方案，還應(yīng)用完善的信息模型，將施工階段的數(shù)據(jù)和資源連接起來，提供一個(gè)集成化的管理協(xié)作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目的效益最大化。［3］

1 BIM技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

運(yùn)用BIM 技術(shù)的可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性的特點(diǎn)，主要從以下幾個(gè)方面體現(xiàn)其對(duì)施工階段的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：

⑴通過BIM 技術(shù)提前解決設(shè)計(jì)問題，清晰直觀的提供準(zhǔn)確的項(xiàng)目信息數(shù)據(jù)，讓管理人員以及相關(guān)作業(yè)人員快速理解設(shè)計(jì)意圖，降低施工方與設(shè)計(jì)方之間反復(fù)溝通時(shí)間成本。

⑵利用基于BIM 技術(shù)的碰撞檢查軟件，提前進(jìn)行各專業(yè)的碰撞檢查，在實(shí)際施工前發(fā)現(xiàn)問題，事先協(xié)調(diào)，從而大幅度減少施工變更。

⑶利用BIM 技術(shù)應(yīng)用可以形象直觀地模擬各個(gè)階段的現(xiàn)場情況，靈活地進(jìn)行現(xiàn)場平面布置，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場平面布置合理、高效。

⑷BIM 技術(shù)可提高施工組織協(xié)調(diào)的有效性，集成工程資源、進(jìn)度、成本等信息，實(shí)現(xiàn)合理的施工流水劃分，并基于模型完成施工的分包管理。

2 項(xiàng)目概況

2.1 項(xiàng)目簡介

某居住小區(qū)位于惠城區(qū)河南岸街道對(duì)門嶺，項(xiàng)目占地面積約37 576 m2，總建筑面積約14.3 萬m2，如圖1所示。本項(xiàng)目將以中科院“兩大科學(xué)裝置”總部區(qū)及惠州學(xué)院等科研教育資源為依托，為產(chǎn)學(xué)研融合、活力綠色的現(xiàn)代化智慧片區(qū)完善居住配套功能，打造匯聚高級(jí)人才安居樂業(yè)的高品質(zhì)社區(qū)。本工程地下室所占面積較大，需對(duì)現(xiàn)場臨建布置、材料堆放、大型機(jī)械設(shè)備就位以及現(xiàn)場文明施工做出詳細(xì)、具體的規(guī)劃，以使現(xiàn)場布置合理、緊密、便于流水施工。

圖1 項(xiàng)目全景效果圖Fig.1 Project Panorama

2.2 項(xiàng)目特點(diǎn)

本工程為住宅小區(qū)高層建筑施工項(xiàng)目，主要有以下三個(gè)方面的難點(diǎn)，第一，需對(duì)現(xiàn)場臨建布置、材料堆放、大型機(jī)械設(shè)備就位以及現(xiàn)場文明施工做出詳細(xì)、具體的規(guī)劃，以使現(xiàn)場布置合理、緊湊、便于流水施工。第二，本項(xiàng)目施工作業(yè)面廣、工期較短、作業(yè)人數(shù)多；第三，施工過程中涵蓋的專業(yè)多，整個(gè)施工過程中對(duì)總承包商的綜合協(xié)調(diào)能力要求較高。針對(duì)住宅建筑特點(diǎn)進(jìn)行BIM 技術(shù)應(yīng)用，根據(jù)BIM 模型對(duì)現(xiàn)場文明施工制定詳細(xì)、具體的規(guī)劃，結(jié)合BIM 模型進(jìn)行合理進(jìn)度計(jì)劃編制，采用BIM 平臺(tái)輔助項(xiàng)目現(xiàn)場管理等。通過BIM 技術(shù)提前發(fā)現(xiàn)施工中可能存在的問題，嚴(yán)格控制深化設(shè)計(jì)的質(zhì)量和施工質(zhì)量，提高現(xiàn)場工作效率，推進(jìn)項(xiàng)目爭優(yōu)創(chuàng)優(yōu)；同時(shí)，在BIM 技術(shù)的實(shí)施過程中，對(duì)各方信息進(jìn)行整合，提高項(xiàng)目信息化管理水平與技術(shù)人員的工作效率，通過項(xiàng)目培養(yǎng)新型人才。

3 BIM應(yīng)用

3.1 前期策劃

根據(jù)本項(xiàng)目特點(diǎn)，BIM前期策劃具體內(nèi)容如下：

3.1.1 制定BIM應(yīng)用目標(biāo)

通過BIM 技術(shù)提前發(fā)現(xiàn)施工中可能存在的問題，提升深化設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，提高施工質(zhì)量，推進(jìn)項(xiàng)目爭優(yōu)創(chuàng)優(yōu)；同時(shí)，在BIM 技術(shù)的實(shí)施用中，對(duì)各方信息進(jìn)行整合，提高項(xiàng)目信息化管理水平與技術(shù)人員的工作效率，通過項(xiàng)目培養(yǎng)新型人才。

3.1.2 制定BIM實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)、細(xì)則及模型文件

結(jié)合本項(xiàng)目特點(diǎn)，制定BIM 標(biāo)準(zhǔn)和BIM 實(shí)施細(xì)則，例如制定項(xiàng)目統(tǒng)一模型樣板，采用BIM 中心創(chuàng)建的標(biāo)準(zhǔn)化族庫，由BIM 團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步深化應(yīng)用，在減少模型創(chuàng)建時(shí)間的同時(shí)，進(jìn)一步規(guī)范模型的創(chuàng)建。

3.1.3 保障措施

為了保證項(xiàng)目的順利實(shí)施，需要完善項(xiàng)目部相關(guān)制度，將BIM 技術(shù)應(yīng)用融入施工現(xiàn)場管理，避免“兩張皮”，做好各階段的模型和相關(guān)數(shù)據(jù)文件的整理歸檔。同時(shí)需要成立BIM 及信息化管理部，在前期準(zhǔn)備階段進(jìn)行必要的方案編制和制定本項(xiàng)目BIM 應(yīng)用計(jì)劃，實(shí)施階段需要按計(jì)劃節(jié)點(diǎn)嚴(yán)格把控應(yīng)用進(jìn)度，確保能夠配合施工項(xiàng)目管理。［4］

3.2 圖紙審核

BIM 建模過程中能直觀檢查模型的空間位置關(guān)系，發(fā)現(xiàn)圖紙構(gòu)件尺寸標(biāo)注信息錯(cuò)誤、詳圖與平面圖不對(duì)應(yīng)、碰撞等問題，形成《模型檢查問題匯總》報(bào)告，如圖2 所示，及時(shí)反饋給業(yè)主、設(shè)計(jì)院，組織相關(guān)人員進(jìn)行會(huì)議討論，減少因圖紙錯(cuò)漏導(dǎo)致的返工。［2］

圖2 模型檢查問題匯總Fig.2 Summary of Model Checking Issues

3.3 深化設(shè)計(jì)及分析

根據(jù)管線安裝相關(guān)規(guī)范、管線布置主要原則和凈高控制度要求對(duì)室內(nèi)外綜合管線進(jìn)行管線綜合排布。結(jié)合本項(xiàng)目的特征，運(yùn)用BIM 技術(shù)將地下室等管線密集區(qū)域作為管線綜合排布優(yōu)化的關(guān)注重點(diǎn)，通過BIM技術(shù)對(duì)管線綜合進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化［5］，如圖3所示，在減少實(shí)施問題的同時(shí)，提高小區(qū)住宅的品質(zhì)。

圖3 地下室優(yōu)化后效果圖Fig.3 The Optimized Result Map of the Basement

3.4 專項(xiàng)方案優(yōu)化

地下室中運(yùn)用綜合支吊架工藝。配合各專業(yè)BIM 模型，進(jìn)行快速的碰撞分析，合理分配與調(diào)整機(jī)電管線與土建、支吊架的關(guān)系。主次梁交匯處結(jié)合BIM 可視化進(jìn)行節(jié)點(diǎn)深化，調(diào)整節(jié)點(diǎn)鋼筋無碰撞，方便鋼筋綁扎后及混凝土澆筑和振搗工作，保障現(xiàn)場施工的可操作性［6］。采用創(chuàng)建Revit參數(shù)排磚族的方式，快速地對(duì)砌體墻進(jìn)行排版［7］，如圖4所示，做到整磚最大化，非標(biāo)磚種類最小化，并使用Revit 導(dǎo)出數(shù)據(jù)表格，輔助定點(diǎn)定量運(yùn)輸，提升砌筑的效率和質(zhì)量。通過會(huì)簽的形式，對(duì)各自專業(yè)需要預(yù)留的孔洞進(jìn)行確認(rèn)，并同時(shí)對(duì)各專業(yè)之間的孔洞排布進(jìn)行深化，保證各專業(yè)管線、設(shè)備既能合理安裝、滿足功能，又能減少專業(yè)之間的碰撞，保障施工質(zhì)量。

圖4 BIM模型展示排磚方案Fig.4 BIM Model Shows the Tile Arrangement Scheme

3.5 BIM出圖輔助施工

為了更好的解決各個(gè)專業(yè)之間的碰撞問題，BIM團(tuán)隊(duì)將模型整合起來，形成綜合性模型。進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，尤其易出現(xiàn)問題的機(jī)電安裝工程進(jìn)行碰撞檢查，調(diào)整機(jī)電排布；地下室對(duì)車道凈高要求，采用BIM 進(jìn)行凈高分析，如圖5 所示，最大程度提高空間利用效率；預(yù)留洞口復(fù)核，及時(shí)發(fā)現(xiàn)遺漏、錯(cuò)誤。通過三維直觀表達(dá)，預(yù)防和避免二維圖紙表達(dá)不全導(dǎo)致施工人員的錯(cuò)誤理解，保障項(xiàng)目實(shí)施的準(zhǔn)確性。［8］

圖5 管線優(yōu)化節(jié)點(diǎn)剖面圖、三維圖Fig.5 Pipeline Optimization Node Section and 3D Drawing

3.6 施工模擬交底

對(duì)樁基、重要節(jié)點(diǎn)工藝、管線安裝等模擬，直觀、清晰指導(dǎo)現(xiàn)場作業(yè)人員進(jìn)行施工，提高施工準(zhǔn)確度。通過模型進(jìn)行技術(shù)交底可以更加直觀的理解，有效的保證工程質(zhì)量，將BIM 技術(shù)與現(xiàn)場施工樣板相結(jié)合，比如墻體、框架柱、樓板模板支設(shè)進(jìn)行講解，建立質(zhì)量樣板BIM 單項(xiàng)模型，賦予樣板模型可視化的工藝標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求、質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)信息，以生成二維碼的形式，形成三維動(dòng)態(tài)的現(xiàn)場施工樣板，如圖6 所示。采用BIM 工程樣板可以避免資源浪費(fèi)，節(jié)約人工成本。［9］

圖6 管道井樣板Fig.6 Sample of Pipeline Well

3.7 二維碼應(yīng)用

依托BIM5D 項(xiàng)目管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)模型在平臺(tái)中集成，快速、精準(zhǔn)查看各區(qū)域各構(gòu)件屬性、施工等信息，生成相應(yīng)二維碼，如圖7所示，并附著在現(xiàn)場構(gòu)件表面上，方便項(xiàng)目人員快速掌握現(xiàn)場施工信息和保存現(xiàn)場資料。主要用于機(jī)電管線、重要設(shè)備等管理，結(jié)合管理平臺(tái)、移動(dòng)端等實(shí)時(shí)檢查設(shè)備、管線等消耗、安裝進(jìn)度，協(xié)助物料計(jì)劃編制、現(xiàn)場堆放布置等。

圖7 二維碼現(xiàn)場應(yīng)用Fig.7 Two-dimensional Code Field Application

3.8 協(xié)同管理

項(xiàng)目人員通過移動(dòng)端在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量、安全問題進(jìn)行拍照批注，及時(shí)跟進(jìn)現(xiàn)場質(zhì)量安全問題并進(jìn)行上傳并跟蹤整改，提交現(xiàn)場工作面進(jìn)度照片，實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公。管理人員對(duì)現(xiàn)場施工過程中的生產(chǎn)進(jìn)度、現(xiàn)場質(zhì)量、施工安全、構(gòu)件跟蹤的管理，積極提出問題、解決方案及整改反饋等事項(xiàng)落實(shí)到個(gè)人并隨時(shí)通過移動(dòng)端檢查。對(duì)項(xiàng)目實(shí)測區(qū)進(jìn)行實(shí)測實(shí)量并創(chuàng)建分單體、分層實(shí)測的數(shù)據(jù)檔案，同時(shí)制作BIM 掛牌族進(jìn)行模型掛牌管理，將現(xiàn)場原始數(shù)據(jù)鏈接到掛牌族，通過此方式將現(xiàn)場記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔，使數(shù)據(jù)變得透明、規(guī)范。實(shí)現(xiàn)在整個(gè)項(xiàng)目管理過程中大部分?jǐn)?shù)據(jù)自動(dòng)化管理，輔助項(xiàng)目管理決策。

3.9 BIM協(xié)同項(xiàng)目管理平臺(tái)

基于BIM項(xiàng)目管理平臺(tái)，如圖8所示，協(xié)助現(xiàn)場管理，并每周開例會(huì)進(jìn)行管理和改善；通過PC 和移動(dòng)端的管理，利用無人機(jī)技術(shù)采集現(xiàn)場實(shí)景，實(shí)現(xiàn)模型與現(xiàn)場實(shí)景、項(xiàng)目概況、管理動(dòng)態(tài)、進(jìn)度、安全及產(chǎn)值等管理要素集成，總包商協(xié)同管理、智慧工地的管理理念。本項(xiàng)目重點(diǎn)利用質(zhì)量安全管理系統(tǒng)，輔助企業(yè)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)有效落地，提高現(xiàn)場質(zhì)量檢查管理效率，保障工程項(xiàng)目高質(zhì)量交付。

圖8 項(xiàng)目管理平臺(tái)基礎(chǔ)界面Fig.8 The Basic Interface of the Project Management Platform

4 結(jié)論

隨著BIM 項(xiàng)目實(shí)踐增多，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的融合應(yīng)用，為建設(shè)行業(yè)的信息技術(shù)應(yīng)用場景提供更多實(shí)時(shí)的建造數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)施工作業(yè)方式和工程管理的變革。對(duì)于人才培養(yǎng)方面，BIM 人才缺乏，尤其是同時(shí)掌握工程技術(shù)和BIM 技術(shù)的復(fù)合人才，應(yīng)加強(qiáng)學(xué)習(xí)培訓(xùn)和工程實(shí)踐等。技術(shù)方面，需要深入建設(shè)過程中的專業(yè)需求以及集成化應(yīng)用，全面深化BIM 在工程領(lǐng)域的應(yīng)用。在管理模式上，進(jìn)一步提升協(xié)同管理，以BIM 模型為核心的項(xiàng)目管理平臺(tái)為重要工具，建立高效溝通的管理模式。BIM 項(xiàng)目取得的族庫、方案、模型等數(shù)據(jù)資料，所形成的有價(jià)值的項(xiàng)目數(shù)據(jù)，要將它們加以整理形成可重復(fù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)。應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠從根本上解決建設(shè)工程全生命周期過程中的信息斷層問題，從決策、設(shè)計(jì)、施工技術(shù)到管理全面提高信息化水平和應(yīng)用效果，有助于推動(dòng)我國建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和持續(xù)健康發(fā)展。［10］